JPH09283179A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous secondary battery

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Publication number
JPH09283179A
JPH09283179A JP8094494A JP9449496A JPH09283179A JP H09283179 A JPH09283179 A JP H09283179A JP 8094494 A JP8094494 A JP 8094494A JP 9449496 A JP9449496 A JP 9449496A JP H09283179 A JPH09283179 A JP H09283179A
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JP
Japan
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negative electrode
lithium
sheet
positive electrode
mixture
Prior art date
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Pending
Application number
JP8094494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Yasunami
昭一郎 安波
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication of JPH09283179A publication Critical patent/JPH09283179A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery having high discharge capacity, excellent charging and discharging characteristics, and high energy density. SOLUTION: In a nonaqueous secondary battery the mixture-applied portion of a negative electrode sheet is longer than a confronting positive electrode sheet in both a length direction and a width direction, and the negative electrode sheet is made by superimposing metal material mainly composed of lithium on a mixture. The weight per unit area of at least one part of the metal material superimposed on the negative electrode mixture sheet which is not opposite to the positive electrode is heavier by 10% or more and less than 400% than the weight of the metal material superimposed on the negative electrode mixture sheet which is opposite to the positive electrode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、充放電容量および
サイクル特性を改良した非水二次電池に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous secondary battery having improved charge / discharge capacity and cycle characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水二次電池用負極材料としては、リチ
ウム金属やリチウム合金が代表的であるが、それらを用
いると充放電中にリチウム金属が樹枝状に成長したいわ
ゆるデンドライトが発生し、内部ショートの原因あるい
はデンドライト自体の持つ高い活性のため、発火などの
危険をはらんでいた。これに対し、リチウムを可逆的に
挿入・放出可能な焼成炭素質材料が実用化されるように
なってきた。この炭素質材料は密度が比較的小さいた
め、体積当たりの容量が低いという欠点を有する。この
ため、炭素材料にリチウム箔を圧着もしくは積層して用
いることが、特開平5−151995号公報に記載され
ているが、上記の問題を本質的に解決するものではなか
った。
2. Description of the Related Art Lithium metal and lithium alloys are typical as negative electrode materials for non-aqueous secondary batteries. When they are used, so-called dendrites in which lithium metal grows in dendritic form during charging and discharging, Because of the cause of the internal short circuit or the high activity of the dendrite itself, there was a danger of ignition. On the other hand, fired carbonaceous materials capable of reversibly inserting and releasing lithium have come into practical use. Since this carbonaceous material has a relatively small density, it has a drawback of low capacity per volume. For this reason, although the use of a lithium foil pressed or laminated on a carbon material is described in JP-A-5-151995, it has not essentially solved the above problem.

【0003】更に、負極材料にSn、V、Si、B、Z
rなどの酸化物またはそれらの複合酸化物を用いる方法
が提案されている(特開平5−174818、同6−6
0867、同6−275267、同6−325765、
同6−338324、EP−615296号)。これら
の酸化物または複合酸化物負極は、ある種のリチウムを
含む遷移金属化合物の正極と組み合わせることにより、
3〜3.6V級で充電容量の大きな非水二次電池を与
え、又、実用領域でデンドライト発生がほとんどなく極
めて安全性が高いとされている。しかしながら、これら
の材料を用いた電池は、充放電サイクル性が充分でな
く、特に初期サイクルの充放電効率が低いという大きな
問題があった。すなわち初期の数サイクルにおいて、充
電過程で負極に吸蔵されたリチウムの一部が複数の不可
逆的な副反応を起こすため放電過程で正極側へリチウム
が移動せず、結果として正極のリチウムが無為に消費さ
れ容量損失を招いていたと推定される。これらの容量損
失分を補償するために、予め損失分に相当するリチウム
を負極材料に挿入することが考えられるが、まだ十分な
効果を得るに至っていない。
Further, Sn, V, Si, B, Z are used as negative electrode materials.
A method using an oxide such as r or a composite oxide thereof has been proposed (JP-A-5-174818, 6-6).
0867, 6-275267, 6-325765,
6-338324, EP-615296). These oxides or composite oxide negative electrodes, by combining with a positive electrode of a transition metal compound containing certain lithium,
It is said that a non-aqueous secondary battery having a large charging capacity of 3 to 3.6 V class is provided, and dendrite is hardly generated in a practical area, and that the safety is extremely high. However, batteries using these materials have a large problem that charging / discharging cyclability is not sufficient, and particularly, charging / discharging efficiency in an initial cycle is low. That is, in the initial several cycles, a part of lithium occluded in the negative electrode during the charging process causes a plurality of irreversible side reactions, so that the lithium does not move to the positive electrode side during the discharging process, and as a result, the lithium in the positive electrode becomes ineffective. It is estimated that it was consumed and caused capacity loss. In order to compensate for these loss of capacity, it is conceivable to insert lithium corresponding to the loss into the negative electrode material in advance, but it has not yet achieved a sufficient effect.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
充放電容量、良好な充放電サイクル特性を持ちかつ高エ
ネルギー密度を有する非水二次電池を得ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a non-aqueous secondary battery having a high charge / discharge capacity, good charge / discharge cycle characteristics and a high energy density.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、リチウ
ム含有遷移金属酸化物を主体とした層を有する正極シー
ト、金属または半金属酸化物を主体とした層と少なくと
も1層の水不溶性の導電性粒子を含む補助層とを有する
負極シート、リチウム塩を含む非水電解質およびセパレ
ーターから構成される非水二次電池において、該負極シ
ートの合剤塗布部はシートの長さ方向及び幅方向ともに
対向する該正極シートよりも長く、該負極シートはリチ
ウムを主体とした金属材料が合剤上に重ね合わせられて
作成されており、かつ少なくとも1カ所の正極に対向し
ていない負極合剤シート上に重ね合わされた該金属材料
の単位面積当たり重量が、正極に対向している負極合剤
シート上に重ね合わされた該金属材料の単位面積当たり
重量よりも10%以上400%以下多いことを特徴とす
る非水二次電池によって達成される。
An object of the present invention is to provide a positive electrode sheet having a layer containing a lithium-containing transition metal oxide as a main component, a layer containing a metal or metalloid oxide as a main component, and at least one water-insoluble layer. In a non-aqueous secondary battery composed of a negative electrode sheet having an auxiliary layer containing conductive particles, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a separator, the mixture application part of the negative electrode sheet has a length direction and a width direction of the sheet. The negative electrode sheet is longer than the positive electrode sheets facing each other, and the negative electrode sheet is made by stacking a metallic material mainly containing lithium on a mixture, and the negative electrode sheet does not face at least one positive electrode. The weight per unit area of the metal material stacked on top is 10% more than the weight per unit area of the metal material stacked on the negative electrode material mixture sheet facing the positive electrode. It is accomplished by a nonaqueous secondary battery, characterized in that often above 400% or less.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の形態について詳述
するが本発明はこれらに限定されるものではない。 リチウム含有遷移金属酸化物を主体とした層を有する
正極シート、金属または半金属酸化物を主体とした層と
少なくとも1層の水不溶性の導電性粒子を含む補助層と
を有する負極シート、リチウム塩を含む非水電解質およ
びセパレーターから構成される非水二次電池において、
該負極シートの合剤塗布部はシートの長さ方向及び幅方
向ともに対向する該正極シートよりも長く、該負極シー
トはリチウムを主体とした金属材料が合剤上に重ね合わ
せられて作成されており、かつ少なくとも1カ所の正極
に対向していない負極合剤シート上に重ね合わされた該
金属材料の単位面積当たり重量が、正極に対向している
負極合剤シート上に重ね合わされた該金属材料の単位面
積当たり重量よりも10%以上400%以下多いことを
特徴とする非水二次電池。 該負極シート上にリチウムを主体とした金属材料を重
ね合わせるパターンが全面、ストライプ状、枠状、円板
状の少なくとも1種であることを特徴とする項1に記載
の非水二次電池 少なくとも1カ所の正極に対向していない負極合剤シ
ート上にリチウムを主体とした金属材料を、正極に対向
している負極合剤シート上に単位面積当たり多く重ね合
わせる方法が、該金属材料の重ね合わせ片の間隔をより
密にしてなされる方法及び/または該金属材料の厚さを
厚くすることによりなされる方法であることを特徴とす
る項1または2に記載の非水二次電池。 該リチウムを主体とした金属材料の厚さが5〜150
μmであることを特徴とする項1〜3のいずれか1項に
記載の非水二次電池。 該負極シート上におけるリチウムを主体とした金属材
料の被覆率が10〜100%であることを特徴とする項
1〜4のいずれか1項に記載の非水二次電池。 該負極が錫を含む複合酸化物であることを特徴とする
項1〜5のいずれか1項に記載の非水二次電池。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto. Positive electrode sheet having a layer mainly composed of a lithium-containing transition metal oxide, negative electrode sheet having a layer mainly composed of a metal or metalloid oxide and at least one auxiliary layer containing water-insoluble conductive particles, lithium salt In a non-aqueous secondary battery composed of a non-aqueous electrolyte and a separator containing,
The mixture application portion of the negative electrode sheet is longer than the positive electrode sheet facing each other in the length direction and the width direction of the sheet, and the negative electrode sheet is formed by stacking a metal material mainly containing lithium on the mixture. And the weight per unit area of the metal material laminated on the negative electrode mixture sheet not facing the positive electrode at least at one location is the metal material laminated on the negative electrode mixture sheet facing the positive electrode. The non-aqueous secondary battery is characterized in that the weight per unit area is 10% or more and 400% or less. Item 2. The non-aqueous secondary battery according to item 1, wherein a pattern in which a metal material containing lithium as a main component is superposed on the negative electrode sheet is at least one kind of entire surface, stripe shape, frame shape, and disk shape. A method of stacking a large amount of a metal material mainly containing lithium per unit area on a negative electrode mixture sheet facing the positive electrode on a negative electrode mixture sheet not facing the positive electrode at one location is a method of stacking the metal materials. Item 3. The non-aqueous secondary battery according to Item 1 or 2, which is a method in which the intervals between the mating pieces are made closer and / or a method in which the thickness of the metal material is increased. The thickness of the lithium-based metal material is 5 to 150.
The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 3, wherein the non-aqueous secondary battery is μm. Item 5. The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 4, wherein the negative electrode sheet has a coverage of a metal material mainly containing lithium of 10 to 100%. Item 6. The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 5, wherein the negative electrode is a composite oxide containing tin.

【0007】該錫を含む複合酸化物が次の一般式
(1)の複合酸化物であることを特徴とする項6に記載
の非水二次電池。 SnM1 at 一般式(1) 式中、M1はAl、B、P、Si、Ge、周期律表第1
族元素、第2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選
ばれる2種以上の元素を表し、aは0.2以上2以下の
数を、tは1以上6以下の数を表す。 該錫を含む複合酸化物が次の一般式(2)の複合酸化
物であることを特徴とする項6に記載の非水二次電池。 SnM2 bt 一般式(2) 式中、M2はAl、B、P、Ge、周期律表第1族元
素、第2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれ
る2種以上の元素を表し、bは0.2以上2以下の数
を、tは1以上6以下の数を表す。 該錫を含む複合酸化物が次の一般式(3)の複合酸化
物であることを特徴とする項6に記載の非水二次電池。 SnM3 c4 dt 一般式(3) 式中、M3はAl、B、P、Si、Geの少なくとも2
種を、M4は周期律表第1族元素、第2族元素、第3族
元素、ハロゲン元素の少なくとも1種を表し、cは0.
2以上2以下の数、dは0.01以上1以下の数で、
0.2<c+d<2、tは1以上6以下の数を表す。
7. The non-aqueous secondary battery according to item 6, wherein the tin-containing composite oxide is a composite oxide represented by the following general formula (1). SNM 1 a O t in the general formula (1), M 1 is Al, B, P, Si, Ge, Periodic Table 1
It represents two or more elements selected from group elements, group 2 elements, group 3 elements, and halogen elements, a represents a number of 0.2 or more and 2 or less, and t represents a number of 1 or more and 6 or less. Item 7. The non-aqueous secondary battery according to item 6, wherein the tin-containing composite oxide is a composite oxide represented by the following general formula (2). SnM 2 b O t General formula (2) In the formula, M 2 is two or more selected from Al, B, P, Ge, Group 1 element, Group 2 element, Group 3 element, and halogen element of the periodic table. , B represents a number of 0.2 or more and 2 or less, and t represents a number of 1 or more and 6 or less. Item 7. The non-aqueous secondary battery according to item 6, wherein the tin-containing composite oxide is a composite oxide represented by the following general formula (3). SnM 3 c M 4 d O t General formula (3) In the formula, M 3 is at least 2 of Al, B, P, Si and Ge.
And M 4 represents at least one of Group 1 element, Group 2 element, Group 3 element and halogen element of the periodic table, and c is 0.
2 or more and 2 or less, d is 0.01 or more and 1 or less,
0.2 <c + d <2, t represents a number from 1 to 6.

【0008】以下、本発明の構成について詳述する。本
発明者らは負極材料にリチウムを予備挿入する方法を鋭
意検討した結果、金属または半金属酸化物を少なくとも
1種含む層の上に、少なくとも1層の水不溶性の導電性
粒子を含む補助層を設置することにより、リチウムの挿
入が均一で、デンドライト生成を無くすことが可能であ
ることをつきとめた。更に、高容量の非水二次電池の製
造得率の悪い原因を検討したところ、電極表面の突起状
の凹凸、電極の搬送から電池組立までの工程中に生じる
電極表面の傷、部分的な脱落等による凹凸が原因となっ
て、電池巻回時にセパレーターを直接破壊したり、巻回
時の微妙な摺動や、圧力のむらと結びついてセパレータ
ーを破壊することにより内部短絡が発生していることの
寄与が大きいことがわかった。またこれらの現象は、負
極に金属酸化物を用いた時に起こりやすいこともわかっ
た。これらの内部短絡を防止するためには、電極表面を
保護するための層を設けることが有効であり、これらの
層の設置は製造得率を向上させると共に、リチウムの挿
入を均一にさせていることもわかった。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail. As a result of earnest studies on the method of preliminarily inserting lithium into the negative electrode material, the present inventors have found that at least one auxiliary layer containing water-insoluble conductive particles is provided on the layer containing at least one metal or metalloid oxide. It was found that the lithium insertion was uniform and the dendrite formation could be eliminated by installing the. Furthermore, when the cause of poor production yield of high-capacity non-aqueous secondary batteries was examined, protrusion-like irregularities on the electrode surface, scratches on the electrode surface during the process from electrode transport to battery assembly, and partial An internal short circuit occurs due to the breakage of the separator directly when the battery is wound, the slight sliding when winding the battery, or the damage to the separator due to the uneven pressure due to the unevenness caused by falling off. It was found that the contribution of It was also found that these phenomena tend to occur when a metal oxide is used for the negative electrode. In order to prevent these internal short circuits, it is effective to provide layers for protecting the electrode surface, and the installation of these layers improves the production yield and makes lithium insertion uniform. I also understood that.

【0009】また、リチウムを主体とした金属材料の負
極シート上への重ね合わせパターン、特に正極に対向し
ている部分に対して対向していない部分のリチウム量を
多くすることにより、正極シートの電位が平坦化され、
主にサイクル特性が良くなることを見いだした。リチウ
ムを主体とした金属としてはリチウム金属を用いること
が好ましいが純度90重量%以上のものが好ましく、純
度98重量%以上のものが特に好ましい。負極シート上
へのリチウムの重ね合せパターンとしては全面、ストラ
イプ上、枠状、円状のいずれか又はこれらの組合せから
選択される。特に好ましいパターンはストライプであ
る。ここで言う重ね合わせとは、負極合剤および補助層
を有するシート上にリチウムを主体とした金属箔を圧着
することを意味する。いずれの場合も重ね合せるリチウ
ムの量によってリチウム挿入量を任意に制御することが
可能である。リチウム予備挿入量として、好ましくは負
極材料に対して0.5〜4.0当量であり、さらに好ま
しくは1〜3.5当量であり、特に好ましくは1.2〜
3.2当量である。3.2当量より多くのリチウムを負
極材料に予備挿入した場合には、サイクル性劣化が著し
く好ましくない。負極活物質の局部的過充電などが、サ
イクル性劣化の原因となっている可能性も考えられる
が、厳密には不明である。
In addition, by stacking a metal material mainly containing lithium on the negative electrode sheet, particularly by increasing the amount of lithium in the portion not facing the positive electrode relative to the portion facing the positive electrode, the positive electrode sheet The potential is flattened,
We have found that the cycle characteristics are mainly improved. It is preferable to use lithium metal as the metal containing lithium as a main component, but a metal having a purity of 90% by weight or more is preferable, and a metal having a purity of 98% by weight or more is particularly preferable. The lithium superposition pattern on the negative electrode sheet is selected from the whole surface, stripes, frame shape, circular shape, or a combination thereof. A particularly preferred pattern is stripes. The term "overlapping" as used herein means that a metal foil mainly containing lithium is pressure-bonded onto a sheet having a negative electrode mixture and an auxiliary layer. In either case, the amount of lithium inserted can be arbitrarily controlled by the amount of lithium to be superposed. The preliminary insertion amount of lithium is preferably 0.5 to 4.0 equivalents, more preferably 1 to 3.5 equivalents, and particularly preferably 1.2 to the negative electrode material.
It is 3.2 equivalents. When more than 3.2 equivalents of lithium is preliminarily inserted in the negative electrode material, the deterioration of the cycle property is extremely unfavorable. It is possible that local overcharge of the negative electrode active material may cause deterioration of cycleability, but it is not clear exactly.

【0010】重ね合わせパターンは厚さ一定の金属箔を
負極シート全面に重ね合わせることが好ましいが、負極
材料に予備挿入されたリチウムはエージングによって徐
々に負極材料中を拡散するため、シート全面ではなくス
トライプ、枠状、円板状のいずれかの部分的重ね合わせ
も用いられうる。これら部分的重ね合わせの場合は金属
箔の大きさを制御することによってリチウムの均一な予
備挿入を達成しうる。ストライプは負極シートに対して
縦方向あるいは横方向に重ね合わせることが製造適性上
好ましい。重ね合せ間隔は一定であることが好ましい
が、一定でなくともよい。また、縦方向と横方向とを組
み合せた格子状のパターンを用いることもでき、均一な
リチウム予備挿入にとって特に好ましい。ストライプの
大きさは負極シートの大きさにより任意に選択される
が、ストライプの幅は負極シート片面の半分の長さから
0.5mmまでが好ましい。より好ましくは負荷シート片
面の半分の長さから1mmまであり、特に好ましくは負極
シート片面の半分の長さから1.5mmまでである。0.
5mmよりもストライプ幅が小さくなると金属箔の切断や
ハンドリングが困難になり好ましくない。ここでいうス
トライプ幅とは電極シートの長さ方向のことを言う。ま
たストライプの長さは電極幅と同一の長さであることが
特に好ましい。ストライプを重ね合せる場合はシートの
表と裏のパターンが同じでも異なっていてもよいが、表
面の金属箔の貼られていない部分に裏面を貼る方法が好
ましい。
It is preferable that a metal foil having a constant thickness is laminated on the entire surface of the negative electrode sheet in the overlapping pattern. However, since lithium preliminarily inserted in the negative electrode material gradually diffuses in the negative electrode material by aging, it is not the entire surface of the sheet. Partial overlapping of stripes, frames, or discs may also be used. In these partial overlaps, uniform pre-insertion of lithium can be achieved by controlling the size of the metal foil. It is preferable that the stripes be overlapped with the negative electrode sheet in the vertical direction or the horizontal direction in terms of manufacturing suitability. The overlapping interval is preferably constant, but may not be constant. It is also possible to use a grid pattern in which the vertical direction and the horizontal direction are combined, which is particularly preferable for uniform preliminary lithium insertion. The size of the stripe is arbitrarily selected according to the size of the negative electrode sheet, but the width of the stripe is preferably from half the length of one surface of the negative electrode sheet to 0.5 mm. More preferably, the half length of one side of the load sheet is up to 1 mm, and particularly preferably the half length of one side of the negative electrode sheet is up to 1.5 mm. 0.
If the stripe width is smaller than 5 mm, it is difficult to cut or handle the metal foil, which is not preferable. The stripe width here means the length direction of the electrode sheet. Further, it is particularly preferable that the stripe length is the same as the electrode width. When the stripes are overlapped with each other, the patterns on the front and back of the sheet may be the same or different, but the method of sticking the back surface to the part of the surface where the metal foil is not stuck is preferable.

【0011】負極シートは合剤が塗布されている部分の
長さ、幅ともに正極シートの合剤塗布部分よりも広く設
計されることが好ましい。すなわち、セパレーターを介
して対向してい負極シートと正極シートの巻回状態にお
いて、負極合剤部は正極に対し対向していない部分を有
する。この非対向部の長さは、シートの幅方向に関して
は0.1から10mmが好ましく、0.5から5mmが特に
好ましい。またシートの長さ方向に関しては0.1から
50mmが好ましく、0.5から30mmが特に好ましい。
この時の負極合剤上のリチウムの重ね合わせ量はその平
均値として、正極に対向している負極合剤上よりも対向
していない部分にシートの単位面積当たりより多く重ね
合わせられる。特にシートの長さ方向の非対向部分によ
り多く重ね合わせた場合に効果が大きい。非対向部分に
重ね合わせる量は対向部分に重ね合わせる量に対して平
均値として110〜500%が好ましく、120〜40
0%が更に好ましく、130〜250%が特に好まし
い。非対向部に単位面積当たりより多くのリチウムを重
ね合わせる方法として、負極合剤の非対向部により厚く
リチウムを重ね合わせる方法が好ましい。ストライプ
状、枠状、円盤状のいずれかでリチウムを重ね合わせる
場合は、非対向部に間隔を密にしてリチウムを重ね合わ
せる方法も好ましい。さらにストライプ状、枠状、円盤
状のいずれのパターンを組み合わせて非対向部により多
くのリチウムを重ね合わせてもよい。負極シートにおけ
る金属箔重ね合わせの被覆率は10〜100%が好まし
いが、15〜100%がより好ましく、20〜100%
が特に好ましい。10%以下の場合はリチウムの予備挿
入が不均一となる場合もあり好ましくない。さらに均一
性の観点からリチウムを主体とした金属箔の厚さは、5
〜150μmであることが好ましく、5〜100μmが
さらに好ましい。特に好ましくは、10〜75μmであ
る。
It is preferable that the negative electrode sheet is designed so that both the length and width of the portion coated with the mixture are wider than the portion coated with the mixture on the positive electrode sheet. That is, in the wound state of the negative electrode sheet and the positive electrode sheet that face each other with the separator interposed therebetween, the negative electrode mixture portion has a portion that does not face the positive electrode. The length of the non-opposing portion is preferably 0.1 to 10 mm, particularly preferably 0.5 to 5 mm in the width direction of the sheet. Further, the lengthwise direction of the sheet is preferably 0.1 to 50 mm, particularly preferably 0.5 to 30 mm.
At this time, as an average value, the amount of lithium superposed on the negative electrode mixture is more superposed per unit area of the sheet on a portion which does not face than on the negative electrode mixture which faces the positive electrode. In particular, the effect is great when a large number of sheets are superposed on non-opposing portions in the length direction of the sheet. The amount of overlapping on the non-facing portion is preferably 110 to 500% as an average value with respect to the amount of overlapping on the facing portion, and 120 to 40%.
0% is more preferable, and 130 to 250% is particularly preferable. As a method of superposing more lithium per unit area on the non-opposing portion, a method of superposing lithium thicker on the non-opposing portion of the negative electrode mixture is preferable. In the case of stacking lithium in a stripe shape, a frame shape, or a disk shape, a method of stacking lithium in a non-opposing portion with a close interval is also preferable. Further, it is possible to combine any of stripe-shaped, frame-shaped, and disk-shaped patterns so that more lithium is superposed on the non-opposing portion. The coverage of the metal foil superposed on the negative electrode sheet is preferably 10 to 100%, more preferably 15 to 100%, and 20 to 100%.
Is particularly preferred. If it is 10% or less, the preliminary insertion of lithium may be nonuniform, which is not preferable. Further, from the viewpoint of uniformity, the thickness of the metal foil mainly containing lithium is 5
The thickness is preferably ˜150 μm, more preferably 5 to 100 μm. Particularly preferably, it is 10 to 75 μm.

【0012】なお、この方法では、副反応分のリチウム
供給が正極活物質からではなく、重ね合わせられたリチ
ウムから負極材料中に供給される。リチウムを主体とし
た金属箔の切断、貼り付け等のハンドリング雰囲気は露
点−30℃以下−80℃以上のドライエアー又はアルゴ
ンガス雰囲気下が好ましい。ドライエアーの場合は−4
0℃以下−80℃以上がさらに好ましい。またハンドリ
ング時には炭酸ガスを併用してもよい。特にアルゴンガ
ス雰囲気の場合は炭酸ガスを併用することが好ましい。
In this method, the side reaction lithium is supplied not from the positive electrode active material but from stacked lithium into the negative electrode material. It is preferable that the handling atmosphere for cutting and pasting the metal foil mainly containing lithium is dry air or argon gas atmosphere having a dew point of -30 ° C or lower and -80 ° C or higher. -4 for dry air
0 ° C or lower and -80 ° C or higher are more preferable. Carbon dioxide may be used together during handling. Particularly, in the case of an argon gas atmosphere, it is preferable to use a carbon dioxide gas in combination.

【0013】リチウムの負極材料への予備挿入には、リ
チウムを主体とした金属箔のほかエキスパンドメタルの
ような開口部を有する金属シートや100μm以下の粒
径をもつ金属粒子を負極シートに重ね合わせ、必要に応
じてカレンダープレス機を用いて圧縮加工した後、セパ
レーターおよび正極シートと共に非水二次電池を組立
て、電解液を注液して一定期間エージングする方法を用
いることができる。更に、ブチルリチウムを用いてリチ
ウムを負極材料に挿入することもできる。本発明の電池
は組立後すぐに充電しても良いが、リチウムが負極材料
中により均一に拡散する様、充電前にエージングを施し
た方が好ましい。エージングは0〜80℃で1時間〜6
0日が好ましいが、30〜60℃で5時間〜30日、3
0〜60℃で10時間〜25日間が最も好ましい。ま
た、エージング前あるいはエージング中に充電により電
池電圧を1.0〜3.5vにする事がリチウムの均一な
挿入に好ましい。
For preliminarily inserting lithium into the negative electrode material, a metal foil mainly containing lithium and a metal sheet having an opening such as an expanded metal or metal particles having a particle size of 100 μm or less are superposed on the negative electrode sheet. A method of assembling a non-aqueous secondary battery together with a separator and a positive electrode sheet after compression processing using a calendar press machine as required, and injecting an electrolytic solution and aging for a certain period of time can be used. Further, butyl lithium can be used to insert lithium into the negative electrode material. The battery of the present invention may be charged immediately after assembly, but it is preferable that the battery is aged before charging so that lithium is more uniformly diffused in the negative electrode material. Aging is 0 to 80 ° C for 1 hour to 6
0 day is preferable, but 5 hours to 30 days at 30 to 60 ° C., 3
Most preferably, the temperature is 0 to 60 ° C. for 10 hours to 25 days. In addition, it is preferable that the battery voltage is set to 1.0 to 3.5 V by charging before or during aging for uniform insertion of lithium.

【0014】次に電極表面に設置する補助層、保護層に
ついて説明する。電極表面に活物質とは異なる層、例え
ば保護層を設けることは、従来から検討されてきてお
り、リチウム金属や合金を負極とする場合には、炭素材
料や金属粉末を含有した炭素からなる保護層を設けるこ
とが特開平4−229562号、米国特許第53874
79号、特開平3−297072号に記載されている。
しかしながら、これらの特許の目的は、リチウム金属表
面の活性な部分を保護し、電解液との接触による電解液
の分解や分解生成物等による不働体皮膜の生成を防止す
ることであり、本発明の金属酸化物負極とは、構成も発
明の目的も異にする。更に特開昭61−263069号
では、遷移金属酸化物を負極材料とし、その表面をイオ
ン伝導性の固体電解質で被覆することが記載され、実施
例では遷移金属酸化物の層の上に固体電解質膜をスパッ
タリングにより設けることが記載されている。この特許
の目的は先に述べた特許と同様に、リチウムの樹枝状の
析出の防止、電解液の分解防止であり、本発明とは目的
を異にする。更に、イオン伝導性の固体電解質は、水に
対する溶解性、吸湿性を有しており、好ましくない。
Next, the auxiliary layer and the protective layer provided on the electrode surface will be described. Providing a layer different from the active material on the electrode surface, for example, a protective layer, has been studied in the past, and when a lithium metal or alloy is used as the negative electrode, a protective layer made of carbon containing a carbon material or metal powder is used. Provision of layers is disclosed in JP-A-4-229562 and US Pat. No. 5,387,4.
79 and JP-A-3-297072.
However, the purpose of these patents is to protect the active part of the lithium metal surface and prevent the decomposition of the electrolytic solution due to contact with the electrolytic solution and the formation of a passive film due to decomposition products, etc. The structure and the object of the present invention are different from those of the metal oxide negative electrode. Further, JP-A-61-263069 describes that a transition metal oxide is used as a negative electrode material and the surface thereof is coated with an ion conductive solid electrolyte. In Examples, a solid electrolyte is formed on a layer of the transition metal oxide. It is described that the film is provided by sputtering. The purpose of this patent is to prevent the dendritic deposition of lithium and to prevent the decomposition of the electrolytic solution, like the above-mentioned patent, which is different from the present invention. Further, an ion-conductive solid electrolyte has solubility in water and hygroscopicity, which is not preferable.

【0015】更に、特開昭61−7577号には、正極
の表面を、電子電導性と、イオン伝導性を合わせ持つ物
質からなる保護層が記載され、電子−イオン混合導電性
を有する物質としてタングステン、モリブデン、バナジ
ウムの酸化物が好ましいと記載されている。しかしなが
らこれらの酸化物は、リチウムの吸蔵放出しうる化合物
であり、本発明に於いては好ましくない。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 61-7577 describes a protective layer made of a substance having both electron conductivity and ionic conductivity on the surface of the positive electrode, and as a substance having electron-ion mixed conductivity. Oxides of tungsten, molybdenum and vanadium are described as being preferred. However, these oxides are compounds capable of inserting and extracting lithium, and are not preferred in the present invention.

【0016】本発明に於いて、負極シートに設けられる
補助層は、少なくとも1層からなり、同種又は異種の複
数層により構成されていても良い。これらの補助層は、
水不溶性の導電性粒子と結着剤から構成される。結着剤
は、後で述べる電極合剤を形成する時に用いる結着剤を
用いることが出来る。補助層に含まれる導電性粒子の割
合は2.5重量%以上、96重量%以下が好ましく、5
重量%以上、95重量%以下がより好ましく、10重量
%以上、93重量%以下が特に好ましい。本発明の水不
溶性の導電性粒子としては、金属、金属酸化物、金属繊
維、炭素繊維、カーボンブラックや黒鉛等の炭素粒子を
挙げることが出来る。水への溶解度は、100PPM以
下、好ましくは不溶性のものが好ましい。これらの水不
溶導電性粒子の中で、アルカリ金属特にリチウムとの反
応性が低いものが好ましく、金属粉末、炭素粒子がより
好ましい。粒子を構成する元素の20℃における電気抵
抗率としては、5×109Ω・m以下が好ましい。
In the present invention, the auxiliary layer provided on the negative electrode sheet is composed of at least one layer and may be composed of a plurality of layers of the same kind or different kinds. These auxiliary layers are
It is composed of water-insoluble conductive particles and a binder. As the binder, a binder used when forming an electrode mixture described later can be used. The ratio of the conductive particles contained in the auxiliary layer is preferably 2.5% by weight or more and 96% by weight or less, and 5
The content is more preferably not less than 95% by weight and more preferably not less than 10% and not more than 93% by weight. Examples of the water-insoluble conductive particles of the present invention include metal particles, metal oxides, metal fibers, carbon fibers, and carbon particles such as carbon black and graphite. The solubility in water is 100 PPM or less, preferably insoluble. Among these water-insoluble conductive particles, those having low reactivity with an alkali metal, particularly lithium, are preferable, and metal powder and carbon particles are more preferable. The electric resistivity at 20 ° C. of the elements constituting the particles is preferably 5 × 10 9 Ω · m or less.

【0017】金属粉末としては、リチウムとの反応性が
低い金属、即ちリチウム合金を作りにくい金属が好まし
く、具体的には、銅、ニッケル、鉄、クロム、モリブデ
ン、チタン、タングステン、タンタルが好ましい。これ
らの金属粉末の形は、針状、柱状、板状、塊状のいずれ
でもよく、最大径が0.02μm以上、20μm以下が
好ましく、0.1μm以上、10μm以下がより好まし
い。これらの金属粉末は、表面が過度に酸化されていな
いものが好ましく、酸化されているときには還元雰囲気
で熱処理することが好ましい。
As the metal powder, a metal having low reactivity with lithium, that is, a metal which is unlikely to form a lithium alloy is preferable, and specifically, copper, nickel, iron, chromium, molybdenum, titanium, tungsten, and tantalum are preferable. The shape of these metal powders may be any of a needle shape, a column shape, a plate shape, and a lump shape, and the maximum diameter is preferably 0.02 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. It is preferable that the surface of these metal powders is not excessively oxidized. When the surfaces are oxidized, it is preferable to perform heat treatment in a reducing atmosphere.

【0018】炭素粒子としては、従来電極活物質が導電
性でない場合に併用する導電材料として用いられる公知
の炭素材料を用いることが出来る。これらの材料として
はサーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネル
ブラック、ランプブラックなどのカーボンブラック、鱗
状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛、人工黒
鉛、炭素繊維等があげられる。これらの炭素粒子を結着
剤と混合分散するためには、カーボンブラックと黒鉛を
併用するのが好ましい。カーボンブラックとしては、ア
セチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましい。炭
素粒子は、0.01μm以上、20μm以下が好まし
く、0.02μm以上、10μm以下の粒子がより好ま
しい。
As the carbon particles, there can be used known carbon materials which are conventionally used as a conductive material when the electrode active material is not conductive. Examples of these materials include carbon black such as thermal black, furnace black, channel black and lamp black, natural graphite such as scaly graphite, scaly graphite and earth graphite, artificial graphite, carbon fiber and the like. In order to mix and disperse these carbon particles with a binder, it is preferable to use carbon black and graphite in combination. As carbon black, acetylene black and Ketjen black are preferable. The carbon particles are preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.02 μm or more and 10 μm or less.

【0019】上記の補助層には、塗布膜の強度の改良等
の目的で、実質的に導電性を持たない粒子を混合しても
よい。これらの粒子としてテフロンの微粉末、SiC、
窒化アルミニウム、アルミナ、ジルコニア、マグネシ
ア、ムライト、フォルステライト、ステアタイトを挙げ
ることが出来る。これらの粒子は、導電性粒子の0.0
1倍以上、10倍以下で使うと好ましい。
For the purpose of improving the strength of the coating film, particles having substantially no conductivity may be mixed in the auxiliary layer. Fine particles of Teflon, SiC,
Examples include aluminum nitride, alumina, zirconia, magnesia, mullite, forsterite, and steatite. These particles contain 0.0% of the conductive particles.
It is preferable to use at least 1 and at most 10 times.

【0020】これらの補助層は、負極が集電体の両側に
合剤を塗設して形成されている場合、その両側に塗設し
てもよいし、片面だけに塗設する形態であってもよい。
補助層の塗設方式は、集電体上に、リチウムを可逆的に
吸蔵放出可能な材料をである金属または半金族酸化物を
主体とした合剤を塗設した後に、補助層を順次塗設する
逐次方式でもよいし、合剤層と補助層を同時に塗設する
同時塗布方式であってもよい。
When the negative electrode is formed by coating the mixture on both sides of the current collector, these auxiliary layers may be formed on both sides, or may be formed on only one side. You may.
The coating method of the auxiliary layer is such that a material that is capable of reversibly occluding and releasing lithium is coated on the current collector with a mixture mainly composed of a metal or a semi-metal oxide, and then the auxiliary layers are sequentially formed. A sequential method of coating may be used, or a simultaneous coating method of simultaneously coating the mixture layer and the auxiliary layer may be used.

【0021】次に正極シートに設置される保護層につい
て説明する。保護層は少なくとも1層からなり、同種又
は異種の複数層により構成されていても良い。これらの
保護層は実質的に電子伝導性を持たない、即ち絶縁性の
層であってもよいし、負極シートと同様に導電性の層で
あっても良い。更に、絶縁性の層と導電性の層とが積層
した形態であっても良い。保護層の厚みは、1μm以
上、40μm以下が好ましく、より好ましくは2μm以
上、30μm以下である。更にこれらの粒子を含む保護
層は300℃以下で融解したり、新たな皮膜を形成しな
いものが望ましい。保護層が水不溶性の導電性粒子と結
着剤からなる場合、導電性粒子は負極シートの補助層に
用いたものが使用できる。好ましく用いられる導電性粒
子の種類、大きさなどはいずれも負極シートの場合と同
様である。
Next, the protective layer provided on the positive electrode sheet will be described. The protective layer is composed of at least one layer and may be composed of a plurality of layers of the same kind or different kinds. These protective layers may have substantially no electron conductivity, that is, may be insulating layers, or may be conductive layers like the negative electrode sheet. Further, a form in which an insulating layer and a conductive layer are stacked may be employed. The thickness of the protective layer is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, more preferably 2 μm or more and 30 μm or less. Further, it is desirable that the protective layer containing these particles does not melt at 300 ° C. or lower and does not form a new film. When the protective layer is composed of water-insoluble conductive particles and a binder, the conductive particles used for the auxiliary layer of the negative electrode sheet can be used. The type and size of the conductive particles preferably used are the same as those of the negative electrode sheet.

【0022】保護層が絶縁性の場合、これらの層は有機
或いは無機の粒子を含むことが好ましい。これらの粒子
は、0.1μm以上、20μm以下が好ましく、0.2
μm以上、15μm以下がより好ましい。好ましい有機
物の粒子は架橋されたラテックス又はフッ素樹脂の粉状
体であり、300℃以下で、分解したり、皮膜を形成し
ないものが好ましい。より好ましいのはテフロンの微粉
末である。無機物粒子としては、金属、非金属元素の炭
化物、珪化物、窒化物、硫化物、酸化物を挙げることが
出来る。炭化物、珪化物、窒化物のなかでは、SiC、
窒化アルミニウム(AlN)、BN、BPが絶縁性が高
くかつ化学的に安定で好ましく、特にBeO、Be、B
Nを焼結助剤として用いたSiCが特に好ましい。
When the protective layers are insulating, these layers preferably contain organic or inorganic particles. These particles are preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less,
More preferably, it is not less than μm and not more than 15 μm. The preferred organic particles are a crosslinked latex or a powdery fluororesin, and those which do not decompose or form a film at 300 ° C. or lower are preferred. More preferred is a fine powder of Teflon. Examples of the inorganic particles include carbides, silicides, nitrides, sulfides, and oxides of metals and nonmetallic elements. Among carbides, silicides and nitrides, SiC,
Aluminum nitride (AlN), BN, and BP are preferable because they have high insulating properties and are chemically stable, and in particular, BeO, Be, and B
SiC using N as a sintering aid is particularly preferred.

【0023】カルコゲナイドの中では、酸化物が好まし
く、酸化或いは還元されにくい酸化物が好ましい。これ
らの酸化物としては、Al23、As46、B23、B
aO、BeO、CaO、Li2O、K2O、Na2O、I
23、MgO、Sb25、 SiO2、SrO、ZrO
4があげられる。これらの中で、Al23、BaO、B
eO、CaO、K2O、Na2O、MgO、SiO2、S
rO、ZrO4が特に好ましい。これらの酸化物は、単
独であっても、複合酸化物であっても良い。複合酸化物
として好ましい化合物としては、ムライト(3Al 23
・2SiO2)、ス テアタイト(MgO・SiO2)、
フォルステライト(2MgO・SiO2)、コージェラ
イト(2MgO・2Al23・5SiO2)等を挙げる
ことが出来る。これらの絶縁性の無機化合物粒子は、生
成条件の制御や粉砕等の方法により、0.1μm以上、
20μm以下、特に好ましくは0.2μm以上、15μ
m以下の粒子にして用いる。
Among chalcogenides, oxides are preferred.
In addition, an oxide that is difficult to oxidize or reduce is preferable. this
As the oxide,TwoOThree, AsFourO6, BTwoOThree, B
aO, BeO, CaO, LiTwoO, KTwoO, NaTwoO, I
nTwoOThree, MgO, SbTwoOFive, SiOTwo, SrO, ZrO
FourIs raised. Among these, AlTwoOThree, BaO, B
eO, CaO, KTwoO, NaTwoO, MgO, SiOTwo, S
rO, ZrOFourIs particularly preferred. These oxides are
It may be alone or may be a complex oxide. Complex oxide
Preferred compounds include mullite (3Al TwoOThree
・ 2SiOTwo), Steatite (MgO / SiO)Two),
Forsterite (2MgO ・ SiOTwo), Cordera
Ito (2MgO.2AlTwoOThree・ 5SiOTwo) Etc.
You can These insulating inorganic compound particles are
Depending on the conditions such as control of growth conditions and grinding, 0.1 μm or more,
20 μm or less, particularly preferably 0.2 μm or more, 15 μm
Used as particles having a size of m or less.

【0024】保護層は、これらの導電性の粒子および/
または実質的に導電性を持たない粒子と結着剤を用いて
形成する。結着剤は、後で述べる電極合剤を形成する時
に用いる結着剤を用いることが出来る。粒子と結着剤の
比率は両者の総重量に対して、粒子が40重量%以上、
96重量%以下が好ましく、50重量%以上、94重量
%以下がより好ましい。
The protective layer is made of these conductive particles and / or
Alternatively, it is formed using particles having substantially no conductivity and a binder. As the binder, a binder used when forming an electrode mixture described later can be used. The ratio of the particles and the binder is 40% by weight or more based on the total weight of both,
It is preferably 96% by weight or less, more preferably 50% by weight or more and 94% by weight or less.

【0025】以下、本発明の非水二次電池を作るための
他の材料と、製造方法について詳述する。本発明の非水
二次電池に用いられる正・負極は、正極合剤あるいは負
極合剤を集電体上に塗設して作ることが出来る。正極あ
るいは負極合剤には、それぞれ正極活物質あるいは負極
材料のほか、それぞれに導電剤、結着剤、分散剤、フィ
ラー、イオン導電剤、圧力増強剤や各種添加剤を含むこ
とができる。
Hereinafter, other materials for manufacturing the non-aqueous secondary battery of the present invention and a manufacturing method will be described in detail. The positive and negative electrodes used in the non-aqueous secondary battery of the present invention can be made by coating a positive electrode mixture or a negative electrode mixture on a current collector. The positive electrode or negative electrode mixture can contain a conductive agent, a binder, a dispersant, a filler, an ionic conductive agent, a pressure enhancer, and various additives, respectively, in addition to the positive electrode active material or the negative electrode material.

【0026】本発明の負極材料としては、遷移金属又は
周期律表13から15族の金属、半金属元素の酸化物を
主体とすることが好ましい。本発明の負極材料として
は、遷移金属又は周期律表13から15族の金属、半金
属元素の酸化物他に、軽金属、軽金属合金、炭素質化合
物を併用しても良い。軽金属、軽金属合金としては、リ
チウム、リチウム合金が挙げられる。炭素質化合物とし
ては、天然黒鉛、人工黒鉛、気相成長炭素、有機物の焼
成された炭素などから選ばれ、黒鉛構造を含んでいるも
のが好ましい。また、炭素質化合物には、炭素以外に
も、異種化合物、例えばB、P、N、S、SiC、B4
Cを0〜10重量%含んでもよい。
The negative electrode material of the present invention is preferably composed mainly of a transition metal, a metal of Group 13 to 15 of the periodic table, or an oxide of a metalloid element. As the negative electrode material of the present invention, a light metal, a light metal alloy, or a carbonaceous compound may be used in combination with a transition metal, a metal of Group 13 to 15 of the periodic table, or an oxide of a metalloid element. Examples of light metals and light metal alloys include lithium and lithium alloys. The carbonaceous compound is selected from natural graphite, artificial graphite, vapor grown carbon, calcined organic material, and the like, and preferably contains a graphite structure. In addition to carbon, carbonaceous compounds include other compounds such as B, P, N, S, SiC and B 4
0 to 10% by weight of C may be contained.

【0027】遷移金属化合物としては、特にV、Ti、
Fe、Mn、Co、Ni、Zn、W、Moの単独あるい
は複合酸化物が好ましい。更に好ましい化合物として、
特開平6−44972号記載のLipCoq1-qz(こ
こでp=0.1〜2.5、q=0〜1、z=1.3〜
4.5)を挙げる事が出来る。遷移金属以外の金属、半
金属の化合物としては、周期律表第13族〜15族の元
素、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Biの単独
あるいはそれらの2種以上の組み合わせからなる酸化物
が選ばれる。例えば、Ga23、SiO、GeO、Ge
2、SnO、SnO2、SnSiO3、PbO、Pb
2、Pb23、Pb24、Pb34、Sb23、Sb2
4、Sb25、Bi23、Bi24、Bi25、Sn
SiO3などが好ましい。又これ らは、酸化リチウムと
の複合酸化物、例えばLi2GeO3、Li2SnO2であ
ってもよい。
As the transition metal compound, V, Ti,
A single or complex oxide of Fe, Mn, Co, Ni, Zn, W and Mo is preferable. As a more preferable compound,
Of JP-A-6-44972 Patent according Li p Co q V 1-q O z ( where p = 0.1~2.5, q = 0~1, z = 1.3~
4.5) can be mentioned. The compound of a metal other than a transition metal or a metalloid is composed of an element of Group 13 to Group 15 of the periodic table, Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, Bi, or a combination of two or more thereof. An oxide is chosen. For example, Ga 2 O 3 , SiO, GeO, Ge
O 2 , SnO, SnO 2 , SnSiO 3 , PbO, Pb
O 2, Pb 2 O 3, Pb 2 O 4, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2
O 4 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , Bi 2 O 5 , Sn
SiO 3 and the like are preferable. Further, these may be composite oxides with lithium oxide, such as Li 2 GeO 3 and Li 2 SnO 2 .

【0028】上記の複合酸化物は電池組み込み時に主と
して非晶質であることが好ましい。ここで言う主として
非晶質とはCuKα線を用いたX線回折法で2θ値で2
0°から40°に頂点を有するブロードな散乱帯を有す
る物であり、結晶性の回折線を有してもよい。好ましく
は2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回
折線の内最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以
下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の5
00倍以下であることが好ましく、さらに好ましくは1
00倍以下であり、特に好ましくは5倍以下であり、最
も好ましくは結晶性の回折線を有さないことである。
The above complex oxide is preferably mainly amorphous when incorporated in a battery. The term “mainly amorphous” used herein means an X-ray diffraction method using CuKα rays and a 2θ value of 2
It is a product having a broad scattering band having an apex at 0 ° to 40 ° and may have a crystalline diffraction line. Preferably, the strongest intensity of the crystalline diffraction lines observed in the 2θ value of 40 ° or more and 70 ° or less is 5 of the diffraction line intensity of the apex of the broad scattering band observed in the 2θ value of 20 ° or more and 40 ° or less.
It is preferably 00 times or less, more preferably 1
It is 00 times or less, particularly preferably 5 times or less, and most preferably it has no crystalline diffraction line.

【0029】上記の複合酸化物はB、Al、Ga、I
n、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb、
Biの中の3種以上の元素の複合酸化物である。特に好
ましくはB、Al、Si、Ge、Sn、Pの中の3種以
上の元素から構成される複合酸化物である。これらの複
合酸化物は、主として非晶質構造を修飾するために周期
律表の1族から3族の元素またはハロゲン元素を含んで
もよい。上記の負極材料の中で、錫を主体とする非晶質
の複合酸化物が特に好ましく、次の一般式(1)で表さ
れる。 SnM1 at 一般式(1) 式中、M1はAl、B、P、Si、Ge、周期律表第1
族元素、第2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選
ばれる2種以上の元素を表し、aは0.2以上、2以下
の数を、tは1以上、6以下の数を表す。
The above composite oxides are B, Al, Ga, I.
n, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, P, As, Sb,
It is a complex oxide of three or more elements in Bi. Particularly preferred is a composite oxide composed of three or more elements selected from B, Al, Si, Ge, Sn, and P. These complex oxides may contain an element of Group 1 to 3 or a halogen element of the periodic table mainly for modifying the amorphous structure. Among the above-mentioned negative electrode materials, an amorphous complex oxide containing tin as a main component is particularly preferable and is represented by the following general formula (1). SNM 1 a O t in the general formula (1), M 1 is Al, B, P, Si, Ge, Periodic Table 1
A represents a number of 0.2 or more and 2 or less, and t represents a number of 1 or more and 6 or less. .

【0030】一般式(1)の中で、次の一般式(2)の
化合物が更に好ましい。 SnM2 bt 一般式(2) 式中、M2はAl、B、P、Ge、周期律表第1族元
素、第2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれ
る2種以上の元素を表し、bは0.2以上、2以下の数
を、tは1以上、6以下の数を表す。
Of the general formula (1), the compound of the following general formula (2) is more preferable. SnM 2 b O t General formula (2) In the formula, M 2 is two or more selected from Al, B, P, Ge, Group 1 element, Group 2 element, Group 3 element, and halogen element of the periodic table. B is a number of 0.2 or more and 2 or less, and t is a number of 1 or more and 6 or less.

【0031】一般式(1)の中で、次の一般式(3)の
化合物が更に好ましい。 SnM3 c4 dt 一般式(3) 式中、M3はAl、B、P、Si、Geの少なくとも2
種を、M4は周期律表第1族元素、第2族元素、第3族
元素、ハロゲン元素の少なくとも1種を表し、cは0.
2以上、2以下の数、dは0.01以上、1以下の数
で、0.2<c+d<2、tは1以上6以下の数を表
す。M3とM4は一般式(3)の化合物を全体として非晶
質化させるための元素であり、M3は非晶化可能な元素
であり、Al、B、P、Si、Geの2種以上を組 み
合わせて用いるのが好ましい。M4は非晶質の修飾が可
能な元素であり、周期 律表第1族元素、第2族元素、
第3族元素、ハロゲン元素であり、K、Na、Cs、M
g、Ca、Ba、Y、Fが好ましい。bは0.2以上、
2以下の数、cは0.01以上、1以下の数で、0.2
<b+c<2、tは1以上6以下の数を表す。
Of the general formula (1), the compound of the following general formula (3) is more preferable. SnM 3 c M 4 d O t General formula (3) In the formula, M 3 is at least 2 of Al, B, P, Si and Ge.
And M 4 represents at least one of Group 1 element, Group 2 element, Group 3 element and halogen element of the periodic table, and c is 0.
A number of 2 or more and 2 or less, d is a number of 0.01 or more and 1 or less, 0.2 <c + d <2, and t represents a number of 1 or more and 6 or less. M 3 and M 4 are elements for amorphizing the compound of the general formula (3) as a whole, M 3 is an element that can be made amorphous, and 2 of Al, B, P, Si and Ge are used. It is preferable to use a combination of two or more species. M 4 is an element that can be modified to be amorphous, and is a group 1 element, a group 2 element of the periodic table,
Group 3 element, halogen element, K, Na, Cs, M
g, Ca, Ba, Y and F are preferred. b is 0.2 or more,
2 or less, c is 0.01 or more and 1 or less, 0.2
<B + c <2, t represents a number of 1 or more and 6 or less.

【0032】本発明の非晶質複合酸化物は、焼成法、溶
液法のいずれの方法も採用することができるが、焼成法
がより好ましい。焼成法では、一般式(1)に記載され
た元素の酸化物あるいは化合物をよく混合した後、焼成
して非晶質複合酸化物を得るのが好ましい。
The amorphous composite oxide of the present invention may employ either a calcination method or a solution method, but the calcination method is more preferable. In the baking method, it is preferable to mix well the oxides or compounds of the elements described in the general formula (1) and then bake to obtain an amorphous composite oxide.

【0033】焼成条件としては、昇温速度として昇温速
度毎分5℃以上200℃以下であることが好ましく、か
つ焼成温度としては500℃以上1500℃以下である
ことが好ましく、かつ焼成時間としては1時間以上10
0時間以下であることが好ましい。且つ、下降温速度と
しては毎分2℃以上107℃以下であることが好まし
い。
The firing conditions are preferably a heating rate of 5 ° C. or more and 200 ° C. or less per minute, a firing temperature of 500 ° C. or more and 1500 ° C. or less, and a firing time. Is more than 1 hour 10
It is preferably 0 hours or less. And, it is preferable as the descending rate of temperature or less per minute 2 ℃ least 10 7 ° C..

【0034】本発明における昇温速度とは「焼成温度
(℃表示)の50%」から「焼成温度(℃表示)の80
%」に達するまでの温度上昇の平均速度であり、本発明
における降温速度とは「焼成温度(℃表示)の80%」
から「焼成温度(℃表示)の50%」に達するまでの温
度降下の平均速度である。降温は焼成炉中で冷却しても
よくまた焼成炉外に取り出して、例えば水中に投入して
冷却してもよい。またセラミックスプロセッシング(技
報堂出版1987)217頁記載のgun法・Hammer-Anvi
l法・slap法・ガスアトマイズ法・プラズマスプレー法
・遠心急冷法・melt drag法などの超急冷法を用いるこ
ともできる。またニューガラスハンドブック(丸善19
91)172頁記載の単ローラー法、双ローラ法を用い
て冷却してもよい。焼成中に溶融する材料の場合には、
焼成中に原料を供給しつつ焼成物を連続的に取り出して
もよい。焼成中に溶融する材料の場合には融液を攪拌す
ることが好ましい。
The rate of temperature rise in the present invention means "50% of the firing temperature (indicated in ° C)" to 80 of the "firing temperature (indicated in ° C)"
% ", Which is the average rate of temperature increase until the temperature reaches"% ", and the term" cooling rate "in the present invention refers to" 80% of the firing temperature (° C) ".
This is the average rate of temperature decrease from the point when the temperature reaches “50% of the firing temperature (expressed in ° C.)”. The temperature may be cooled in a firing furnace, or may be taken out of the firing furnace and put into, for example, water for cooling. Also, ceramic processing (Gihodo Publishing 1987), page 217, gun method, Hammer-Anvi
It is also possible to use ultra-quenching methods such as the l method, slap method, gas atomizing method, plasma spray method, centrifugal quenching method, melt drag method and the like. See also New Glass Handbook (Maruzen 19
91) It may be cooled by using the single roller method or the twin roller method described on page 172. For materials that melt during firing,
The fired product may be continuously taken out while supplying the raw material during firing. In the case of a material that melts during firing, it is preferable to stir the melt.

【0035】焼成ガス雰囲気は好ましくは酸素含有率が
5体積%以下の雰囲気であり、さらに好ましくは不活性
ガス雰囲気である。不活性ガスとしては例えば窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン等が挙げられ
る。最も好ましい不活性ガスは純アルゴンである。本発
明で示される化合物の平均粒子サイズは0.1〜60μ
mが好ましい。所定の粒子サイズにするには、良く知ら
れた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボー
ルミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミ
ル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩など
が用いられる。粉砕時には水、あるいはメタノール等の
有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うこと
が出来る。所望の粒径とするためには分級を行うことが
好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩、風力
分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は
乾式、湿式ともに用いることができる。
The firing gas atmosphere is preferably an atmosphere having an oxygen content of 5% by volume or less, and more preferably an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium, krypton, xenon, and the like. The most preferred inert gas is pure argon. The average particle size of the compound of the present invention is 0.1 to 60 μm.
m is preferred. In order to obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling airflow type jet mill, a sieve and the like are used. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can also be performed as necessary. Classification is preferably performed to obtain a desired particle size. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, or the like can be used as necessary. Classification can be performed both in a dry type and a wet type.

【0036】本発明の負極材料の例を以下に示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。SnAl0.1
0.30.40.22.7、SnAl0.10.30.4Na0.2
2.7、SnAl0.10.30.4Rb0.22. 7、SnAl
0.10.30.4Cs0.22.7、SnAl0.10 .50.5
0.10.23.15、SnAl0.10.50.5Ba0.08
0.083.19、SnAl0.20.40.42.9、SnAl
0.30.50.22.7、SnAl0.30.72.5、SnB
0.20.6Ba0.080.082.84、SnB0.40.4Ba
0.10.12.65、SnB0.50.53、SnB0.50.5
Mg0. 13.1
Examples of the negative electrode material of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. SnAl 0.1
B 0.3 P 0.4 K 0.2 O 2.7 , SnAl 0.1 B 0.3 P 0.4 Na 0.2
O 2.7, SnAl 0.1 B 0.3 P 0.4 Rb 0.2 O 2. 7, SnAl
0.1 B 0.3 P 0.4 Cs 0.2 O 2.7, SnAl 0.1 B 0 .5 P 0.5 M
g 0.1 F 0.2 O 3.15 , SnAl 0.1 B 0.5 P 0.5 Ba 0.08 F
0.08 O 3.19 , SnAl 0.2 B 0.4 P 0.4 O 2.9 , SnAl
0.3 B 0.5 P 0.2 O 2.7 , SnAl 0.3 B 0.7 O 2.5 , SnB
0.2 P 0.6 Ba 0.08 F 0.08 O 2.84 , SnB 0.4 P 0.4 Ba
0.1 F 0.1 O 2.65 , SnB 0.5 P 0.5 O 3 , SnB 0.5 P 0.5
Mg 0. 1 O 3.1,

【0037】SnB0.50.5Mg0.10.23、SnB
0.50.5Li0. 1Mg0.10.23.05、SnB0.50.5
0.1Mg0.10 .23.05、SnB0.50.50.05Mg
0.050.13.03、SnB0.50.50.05Mg0.10.2
3.03、SnB0.50. 5Cs0.1M g0.10.23.05
SnB0.50.5Cs0.05Mg0.050.13.03、SnB
0.50.5Mg0.10.13. 05、SnB0.50.5Mg0.1
0.23、SnB0.50.5Mg0.10.063.07、Sn
0.50.5Mg0.10.143.03、SnPBa0.08
3.58、SnPK0.13.55、SnPK0.05Mg0.05
3.58、SnPCs0 .13.55、SnPBa0.080.08
3.54、SnPK0.1Mg0.10.23.55、SnPK0.05
M g0.050.13.53、SnPCs0.1Mg0.10.2
3.55、SnPCs0.05Mg0.050.13.53
SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.2 O 3 , SnB
0.5 P 0.5 Li 0. 1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.05, SnB 0.5 P 0.5
K 0.1 Mg 0.1 F 0 .2 O 3.05, SnB 0.5 P 0.5 K 0.05 Mg
0.05 F 0.1 O 3.03 , SnB 0.5 P 0.5 K 0.05 Mg 0.1 F 0.2
O 3.03, SnB 0.5 P 0. 5 Cs 0.1 M g 0.1 F 0.2 O 3.05,
SnB 0.5 P 0.5 Cs 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O 3.03 , SnB
0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.1 O 3. 05, SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1
F 0.2 O 3 , SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.06 O 3.07 , Sn
B 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.14 O 3.03 , SnPBa 0.08 O
3.58 , SnPK 0.1 O 3.55 , SnPK 0.05 Mg 0.05 O
3.58, SnPCs 0 .1 O 3.55, SnPBa 0.08 F 0.08 O
3.54 , SnPK 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.55 , SnPK 0.05
Mg 0.05 F 0.1 O 3.53 , SnPCs 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O
3.55, SnPCs 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O 3. 53,

【0038】Sn1.10.20.6Ba0.08
0.082.94、Sn1.10.20.6Li0.10.1Ba0.1
0.13.05、Sn1.10.40.4Ba0.082.74、Sn
1.1PCs0.053.63、Sn1.1PK0.053.63、Sn
1.2Al0.10.30.4Cs0.22.9、Sn1.20.2
0.6Ba0.083.08、Sn1.20.20.6Ba0.080.08
3.04、Sn1.20.20.6Mg0.04Ba0.043.08
Sn1.20.30.5Ba0.082.98、Sn1.3Al0.1
0.30.4Na0.23、Sn1.30.40.4Ca
0.23.1、Sn1.30.40. 4Ba0.23.1、Sn1.4
0.24、Sn1.4Ba0.1PK0.24.15、Sn1.4Ba
0.2PK0.24.3、Sn1.4Ba0 .2PK0.2Ba0.10.2
4.3、Sn1.4PK0.34.05、Sn1.5PK
0.24.1、Sn1.5PK0.14.05、Sn1.5PCs0.05
4.03、Sn1.5PCs0.05Mg0.10.24.03、Sn2
27
Sn 1.1 B 0.2 P 0.6 Ba 0.08 F
0.08 O 2.94 , Sn 1.1 B 0.2 P 0.6 Li 0.1 K 0.1 Ba 0.1 F
0.1 O 3.05 , Sn 1.1 B 0.4 P 0.4 Ba 0.08 O 2.74 , Sn
1.1 PCs 0.05 O 3.63 , Sn 1.1 PK 0.05 O 3.63 , Sn
1.2 Al 0.1 B 0.3 P 0.4 Cs 0.2 O 2.9 , Sn 1.2 B 0.2 P
0.6 Ba 0.08 O 3.08 , Sn 1.2 B 0.2 P 0.6 Ba 0.08 F 0.08
O 3.04 , Sn 1.2 B 0.2 P 0.6 Mg 0.04 Ba 0.04 O 3.08 ,
Sn 1.2 B 0.3 P 0.5 Ba 0.08 O 2.98 , Sn 1.3 Al 0.1 B
0.3 P 0.4 Na 0.2 O 3 , Sn 1.3 B 0.4 P 0.4 Ca
0.2 O 3.1, Sn 1.3 B 0.4 P 0. 4 Ba 0.2 O 3.1, Sn 1.4 P
K 0.2 O 4 , Sn 1.4 Ba 0.1 PK 0.2 O 4.15 , Sn 1.4 Ba
0.2 PK 0.2 O 4.3, Sn 1.4 Ba 0 .2 PK 0.2 Ba 0.1 F 0.2
O 4.3 , Sn 1.4 PK 0.3 O 4.05 , Sn 1.5 PK
0.2 O 4.1 , Sn 1.5 PK 0.1 O 4.05 , Sn 1.5 PCs 0.05
O 4.03 , Sn 1.5 PCs 0.05 Mg 0.1 F 0.2 O 4.03 , Sn 2
P 2 O 7 ,

【0039】SnSi0.5Al0.10.20.1Ca0.4
3.1、SnSi0. 4Al0.20.42.7、SnSi0.5Al
0.20.10.1Mg0.12.8、SnSi0.6Al0.20.2
2.8、SnSi0. 5Al0.30.40.23.55、SnS
0.5Al0.30.40.54.30、SnSi0.6Al0.1
0.10.33.25、SnSi0.6Al0.10.10.1Ba
0.22.95、SnSi0.6Al0.10.10.1Ca0.2
2.95、SnSi0.6Al0.10. 2Mg0.22.85、SnS
0.6Al0.10.30.13.05、SnSi0.6Al0.2
Mg0.22.7、SnSi0.6Al0.2Ca0.22.7、Sn
Si0.6Al0.20.23、SnSi0.60.20.23
SnSi0.8Al0.22.9、SnSi0.8Al0.30.2
0.23.85、SnSi0.80.22.9、SnSi0.8
0.22.8、SnSi0.8Mg0.22 .8、SnSi0.8
0.22.8、SnSi0.80.23.1
SnSi 0.5 Al 0.1 B 0.2 P 0.1 Ca 0.4 O
3.1, SnSi 0. 4 Al 0.2 B 0.4 O 2.7, SnSi 0.5 Al
0.2 B 0.1 P 0.1 Mg 0.1 O 2.8 , SnSi 0.6 Al 0.2 B 0.2
O 2.8, SnSi 0. 5 Al 0.3 B 0.4 P 0.2 O 3.55, SnS
i 0.5 Al 0.3 B 0.4 P 0.5 O 4.30 , SnSi 0.6 Al 0.1 B
0.1 P 0.3 O 3.25 , SnSi 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ba
0.2 O 2.95 , SnSi 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ca 0.2 O
2.95, SnSi 0.6 Al 0.1 B 0. 2 Mg 0.2 O 2.85, SnS
i 0.6 Al 0.1 B 0.3 P 0.1 O 3.05 , SnSi 0.6 Al 0.2
Mg 0.2 O 2.7 , SnSi 0.6 Al 0.2 Ca 0.2 O 2.7 , Sn
Si 0.6 Al 0.2 P 0.2 O 3 , SnSi 0.6 B 0.2 P 0.2 O 3 ,
SnSi 0.8 Al 0.2 O 2.9 , SnSi 0.8 Al 0.3 B 0.2
P 0.2 O 3.85 , SnSi 0.8 B 0.2 O 2.9 , SnSi 0.8 B
a 0.2 O 2.8, SnSi 0.8 Mg 0.2 O 2 .8, SnSi 0.8 C
a 0.2 O 2.8 , SnSi 0.8 P 0.2 O 3.1 ,

【0040】Sn0.9Mn0.30.40.4Ca0.1Rb0.1
2.95、Sn0 .9Fe0.30.40.4Ca0.1Rb0.1
2.95、Sn0.8Pb0.2Ca0.10.93.35、Sn0.3
0.7Ba0.10. 93.35、Sn0.9Mn0.1Mg0.1
0.93.35、Sn0.2Mn0.8Mg0.10.93.35、Sn
0.7Pb0.3Ca0.10. 93.35、Sn0.2Ge0.8Ba
0.10.93.35
Sn 0.9 Mn 0.3 B 0.4 P 0.4 Ca 0.1 Rb 0.1
O 2.95, Sn 0 .9 Fe 0.3 B 0.4 P 0.4 Ca 0.1 Rb 0.1 O
2.95 , Sn 0.8 Pb 0.2 Ca 0.1 P 0.9 O 3.35 , Sn 0.3 G
e 0.7 Ba 0.1 P 0. 9 O 3.35, Sn 0.9 Mn 0.1 Mg 0.1 P
0.9 O 3.35 , Sn 0.2 Mn 0.8 Mg 0.1 P 0.9 O 3.35 , Sn
0.7 Pb 0.3 Ca 0.1 P 0. 9 O 3.35, Sn 0.2 Ge 0.8 Ba
0.1 P 0.9 O 3.35 .

【0041】上記焼成されて得られた化合物の化学式
は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分
光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の重量差から
算出できる。
The chemical formula of the compound obtained by firing can be calculated from an inductively coupled plasma (ICP) emission spectral analysis method as a measuring method, and as a simple method from a weight difference between powders before and after firing.

【0042】本発明の負極材料には各種元素を含ませる
ことができる。例えば、ランタノイド系金属(Hf、T
a、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)や、電
子伝導性をあげる各種化合物(例えば、Sn、In、N
bの化合物)のドーパントを含んでもよい。添加する化
合物の量は0〜5モル%が好ましい。
Various elements can be contained in the negative electrode material of the present invention. For example, lanthanoid metals (Hf, T
a, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg), and various compounds that increase electron conductivity (for example, Sn, In, N).
b) may be included. The amount of the compound to be added is preferably 0 to 5 mol%.

【0043】本発明で用いられる酸化物の正極活物質あ
るいは負極材料の表面を、用いられる正極活物質や負極
材料と異なる化学式を持つ酸化物で被覆することができ
る。この表面酸化物は、酸性にもアルカリ性にも溶解す
る化合物を含む酸化物が好ましい。さらに電子伝導性の
高い金属酸化物が好ましい。例えば、PbO2、Fe2
3、SnO2、In22、ZnOなどやまたはこれらの酸
化物にドーパント(例えば、酸化物では原子価の異なる
金属、ハロゲン元素など)を含ませることが好ましい。
特に好ましくは、SiO2、SnO2、Fe23、Zn
O、PbO2であ る。これらの表面処理に使用される金
属酸化物の量は、該正極活物質・負極材料当たり、0.
1〜10重量%が好ましく、0.2〜5重量%が特に好
ましく、0.3〜3重量%が最も好ましい。また、この
ほかに、正極活物質や負極材料の表面を改質することが
できる。例えば、金属酸化物の表面をエステル化剤によ
り処理、キレート化剤で処理、導電性高分子、ポリエチ
レンオキサイドなどにより処理することが挙げられる。
The surface of the oxide positive electrode active material or negative electrode material used in the present invention can be coated with an oxide having a chemical formula different from those of the positive electrode active material or negative electrode material used. The surface oxide is preferably an oxide containing a compound that dissolves in both acidity and alkalinity. Further, a metal oxide having high electron conductivity is preferable. For example, PbO 2 , Fe 2 O
3 , SnO 2 , In 2 O 2 , ZnO and the like or oxides thereof preferably contain a dopant (for example, a metal having a different valence in the oxide, a halogen element, etc.).
Particularly preferably, SiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , Zn
O and PbO 2 . The amount of metal oxide used for these surface treatments is 0.
1 to 10% by weight is preferable, 0.2 to 5% by weight is particularly preferable, and 0.3 to 3% by weight is most preferable. In addition to this, the surfaces of the positive electrode active material and the negative electrode material can be modified. For example, the surface of the metal oxide may be treated with an esterifying agent, treated with a chelating agent, or treated with a conductive polymer, polyethylene oxide, or the like.

【0044】本発明で用いられる正極活物質は可逆的に
リチウムイオンを挿入・放出できる遷移金属酸化物でも
良いが、特にリチウム含有遷移金属酸化物が好ましい。
本発明で用いられる好ましいリチウム含有遷移金属酸化
物正極活物質としては、リチウム含有Ti、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Wを含む酸化物
があげられる。またリチウム以外のアルカリ金属(周期
律表の第IA、第IIAの元素)、及びまたはAl、G
a、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、
Bなどを混合してもよい。混合量は遷移金属に対して0
〜30モル%が好ましい。本発明で用いられるより好ま
しいリチウム含有遷移金属酸化物正極活物質としては、
リチウム化合物/遷移金属化合物(ここで遷移金属と
は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、
Wから選ばれる少なくとも1種)の合計のモル比が0.
3〜2.2になるように混合して合成することが好まし
い。
The positive electrode active material used in the present invention may be a transition metal oxide capable of reversibly inserting and releasing lithium ions, but a lithium-containing transition metal oxide is particularly preferable.
Preferred lithium-containing transition metal oxide positive electrode active materials used in the present invention include lithium-containing Ti, V, Cr,
Examples thereof include oxides containing Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo and W. Alkali metals other than lithium (elements IA and IIA of the periodic table) and / or Al, G
a, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P,
B or the like may be mixed. The mixing amount is 0 with respect to the transition metal.
~ 30 mol% is preferred. More preferred lithium-containing transition metal oxide positive electrode active material used in the present invention,
Lithium compound / transition metal compound (here, transition metal is Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo,
W) is a total molar ratio of 0.1.
It is preferable to mix and synthesize so that it becomes 3-2.2.

【0045】本発明で用いられるとくに好ましいリチウ
ム含有遷移金属酸化物正極活物質としては、リチウム化
合物/遷移金属化合物(ここで遷移金属とは、V、C
r、Mn、Fe、Co、Niから選なれる少なくとも1
種)の合計のモル比が0.3〜2.2になるように混合
して合成することが好ましい。本発明で用いられるとく
に好ましいリチウム含有遷移金属酸化物正極活物質と
は、LixQOy(ここでQは主として、その少なくとも
一種がCo、Mn、Ni、V、Feを含む遷移金属)、
x=0.02〜1.2、y=1.4〜3)であることが
好ましい。Qとしては遷移金属以外にAl、Ga、I
n、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなど
を混合してもよい。混合量は遷移金属に対して0〜30
モル%が好ましい。
Particularly preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode active material used in the present invention is a lithium compound / transition metal compound (wherein the transition metal is V or C).
At least 1 selected from r, Mn, Fe, Co, and Ni
It is preferable to mix and synthesize so that the total molar ratio of the (species) is 0.3 to 2.2. A particularly preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode active material used in the present invention is Li x QO y (wherein Q is a transition metal containing at least one of Co, Mn, Ni, V, and Fe).
It is preferable that x = 0.02 to 1.2 and y = 1.4 to 3). As Q, in addition to transition metals, Al, Ga, I
You may mix n, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B etc. The mixing amount is 0 to 30 with respect to the transition metal
Molar% is preferred.

【0046】本発明で用いられるさらに好ましいリチウ
ム含有金属酸化物正極活物質としては、LixCoO2
LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a2
LizCob1-bz、LixCobFe1-b2、Lix
24、LixMncCo2-c4、LixMncNi
2-c4、LixMnc2-cz、LixMncFe2-c4
LixCob1-b2、LixCobSi1-b2、Lix
24とMnO2の混合物、Li2xMnO3とMnO2
混合物、LixMnO4、Li2xMnO3とMnO2の混合
物(ここでx=0.02〜1.2、a=0.1〜0.
9、b=0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z
=2.01〜5)をあげられる。
More preferred lithium-containing metal oxide positive electrode active materials used in the present invention are Li x CoO 2 ,
Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni 1-a O 2 ,
Li z Co b V 1-b O z , Li x Co b Fe 1-b O 2 , Li x M
n 2 O 4, Li x Mn c Co 2-c O 4, Li x Mn c Ni
2-c O 4, Li x Mn c V 2-c O z, Li x Mn c Fe 2-c O 4,
Li x Co b B 1-b O 2 , Li x Co b Si 1-b O 2 , Li x M
A mixture of n 2 O 4 and MnO 2, a mixture of Li 2x MnO 3 and MnO 2, a mixture of Li x MnO 4 , and a mixture of Li 2x MnO 3 and MnO 2 (where x = 0.02 to 1.2, a = 0. 1 to 0.
9, b = 0.8 to 0.98, c = 1.6 to 1.96, z
= 2.01 to 5).

【0047】本発明で用いられるさらに好ましいリチウ
ム含有金属酸化物正極活物質としては、LixCoO2
LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a2
LixCob1-bz、LixCobFe1-b2、Lix
24、LixMncCo2-c4、LixMncNi
2-c4、LixMnc2-c4、LixMncFe2-c
4(ここ でx=0.02〜1.2、a=0.1〜0.
9、b=0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z
=2.01〜2.3)があげられる。本発明で用いられ
る最も好ましいリチウム含有遷移金属酸化物正極活物質
としては、LixCoO2、LixNiO2、LixMn
2、LixCoaNi1 -a2、LixMn24、Lix
b1-bz(ここでx=0.02〜1.2、a=0.
1 〜0.9、b=0.9〜0.98、z=2.02〜
2.3)があげられる。ここで、上記のx値は、充放電
開始前の値であり、充放電により増減する。
More preferable lithium-containing metal oxide positive electrode active material used in the present invention is Li x CoO 2 ,
Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni 1-a O 2 ,
Li x Co b V 1-b O z , Li x Co b Fe 1-b O 2 , Li x M
n 2 O 4, Li x Mn c Co 2-c O 4, Li x Mn c Ni
2-c O 4, Li x Mn c V 2-c O 4, Li x Mn c Fe 2-c O
4 (where x = 0.02 to 1.2, a = 0.10 to 0.
9, b = 0.8 to 0.98, c = 1.6 to 1.96, z
= 2.01 to 2.3). The most preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode active material used in the present invention is Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Mn.
O 2 , Li x Co a Ni 1 -a O 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x C
o b V 1-b O z ( wherein x = 0.02~1.2, a = 0.
1 to 0.9, b = 0.9 to 0.98, z = 2.02
2.3). Here, the above-mentioned x value is a value before the start of charge / discharge, and increases / decreases due to charge / discharge.

【0048】正極活物質は、リチウム化合物と遷移金属
化合物を混合、焼成する方法や溶液反応により合成する
ことができるが、特に焼成法が好ましい。本発明で用い
られる焼成温度は、本発明で用いられる混合された化合
物の一部が分解、溶融する温度であればよく、例えば2
50〜2000℃が好ましく、特に350〜1500℃
が好ましい。焼成に際しては250〜900℃で仮焼す
る事が好ましい。焼成時間としては1〜72時間が好ま
しく、更に好ましくは2〜20時間である。また、原料
の混合法は乾式でも湿式でもよい。また、焼成後に20
0℃〜900℃でアニールしてもよい。焼成ガス雰囲気
は特に限定されず酸化雰囲気、還元雰囲気いずれもとる
ことができる。たとえば空気中、あるいは酸素濃度を任
意の割合に調製したガス、あるいは水素、一酸化炭素、
窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、二
酸化炭素等が挙げられる。
The positive electrode active material can be synthesized by a method of mixing and firing a lithium compound and a transition metal compound or by a solution reaction, but a firing method is particularly preferable. The firing temperature used in the present invention may be a temperature at which a part of the mixed compound used in the present invention decomposes and melts.
50-2000 ° C is preferred, and especially 350-1500 ° C
Is preferred. In firing, it is preferable to calcine at 250 to 900 ° C. The firing time is preferably from 1 to 72 hours, more preferably from 2 to 20 hours. The mixing method of the raw materials may be dry or wet. After firing, 20
Annealing may be performed at 0 ° C. to 900 ° C. The firing gas atmosphere is not particularly limited, and may be an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere. For example, in air, or a gas whose oxygen concentration is adjusted to an arbitrary ratio, or hydrogen, carbon monoxide,
Examples include nitrogen, argon, helium, krypton, xenon, and carbon dioxide.

【0049】本発明の正極活物質の合成に際し、遷移金
属酸化物に化学的にリチウムイオンを挿入する方法とし
ては、リチウム金属、リチウム合金やブチルリチウムと
遷移金属酸化物と反応させることにより合成する方法が
好ましい。本発明で用いる正極活物質の平均粒子サイズ
は特に限定されないが、0.1〜50μmが好ましい。
比表面積としては特に限定されないが、BET法で0.
01〜50m2/gが好ましい。また正極活物質5gを蒸留
水100mlに溶かした時の上澄液のpHとしては7以上
12以下が好ましい。所定の粒子サイズにするには、良
く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳
鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボー
ルミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩
などが用いられる。焼成によって得られた正極活物質は
水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄
した後使用してもよい。
In synthesizing the positive electrode active material of the present invention, as a method of chemically inserting lithium ions into a transition metal oxide, it is synthesized by reacting lithium metal, lithium alloy or butyl lithium with the transition metal oxide. The method is preferred. The average particle size of the positive electrode active material used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 μm.
The specific surface area is not particularly limited.
01 to 50 m 2 / g is preferable. The pH of the supernatant when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water is preferably 7 or more and 12 or less. In order to obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a vibrating ball mill, a vibrating mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air jet mill, a sieve, and the like are used. The positive electrode active material obtained by firing may be used after being washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.

【0050】本発明に用いられる負極材料と正極活物質
との組み合わせは、好ましくは一般式(1)で示される
化合物とLixCoO2、LixNiO2、LixCoaNi
1-a 2、LixMnO2、LixMn24、またはLix
Cob1-b2(ここでx=0.02〜1.2、a=
0.1〜0.9、b=0.9〜0.98、z=2.02
〜2.3)の組み合わせであり、高い放電電圧、高容量
で充放電サイクル特性の優れた非水二次電池を得ること
ができる。
The combination of the negative electrode material and the positive electrode active material used in the present invention is preferably the compound represented by the general formula (1) and Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , and Li x Co a Ni.
1-a O 2 , Li x MnO 2 , Li x Mn 2 O 4 , or Li x
Co b V 1-b O 2 (where x = 0.02 to 1.2, a =
0.1-0.9, b = 0.9-0.98, z = 2.02
To 2.3), it is possible to obtain a non-aqueous secondary battery having a high discharge voltage, a high capacity, and excellent charge / discharge cycle characteristics.

【0051】本発明の負極材料へのリチウム挿入の当量
は3〜10当量になっており、この当量に合わせて正極
活物質との使用量比率を決める。この当量に基づいて使
用量比率に、0.5〜2倍の係数をかけて用いることが
好ましい。リチウム供給源が正極活物質以外では(例え
ば、リチウム金属や合金、ブチルリチウムなど)、負極
材料のリチウム放出当量に合わせて正極活物質の使用量
を決める。このときも、この当量に基づいた使用量比率
に、0.5〜2倍の係数をかけて用いることが好まし
い。
The equivalent amount of lithium inserted into the negative electrode material of the present invention is 3 to 10 equivalents, and the amount ratio with the positive electrode active material is determined according to this equivalent amount. It is preferable to use a ratio of 0.5 to 2 times the used amount ratio based on this equivalent. When the lithium supply source is other than the positive electrode active material (for example, lithium metal, alloy, butyl lithium, etc.), the amount of the positive electrode active material used is determined according to the lithium release equivalent of the negative electrode material. Also in this case, it is preferable to multiply the used amount ratio based on this equivalent by a factor of 0.5 to 2 times.

【0052】電極合剤には、導電剤や結着剤やフィラー
などを添加することができる。導電剤は、構成された電
池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であ
れば何でもよい。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒
鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、ア
セチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金
属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀など)粉、金属繊
維あるいはポリフェニレン誘導体などの導電性材料を1
種またはこれらの混合物として含ませることができる。
黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。そ
の添加量は、1〜50重量%が好ましく、特に2〜30
重量%が好ましい。カーボンや黒鉛では、2〜15重量
%が好ましい。
A conductive agent, a binder, a filler or the like can be added to the electrode mixture. The conductive agent may be any electronic conductive material that does not cause a chemical change in the configured battery. Usually, natural graphite (flaky graphite, flaky graphite, earthy graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber or metal (copper, nickel, aluminum, silver, etc.) powder, metal fiber or Conductive materials such as polyphenylene derivatives
It can be included as a seed or a mixture thereof.
A combination of graphite and acetylene black is particularly preferred. The addition amount is preferably 1 to 50% by weight, particularly 2 to 30% by weight.
% By weight is preferred. For carbon and graphite, 2 to 15% by weight is preferable.

【0053】結着剤には、通常、でんぷん、ポリビニル
アルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセル
ロース、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、
テトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエ
ンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ス
チレンブタジエンゴム、ポリブタジエン、フッ素ゴム、
ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴ
ム弾性を有するポリマーなどが1種またはこれらの混合
物として用いられる。また多糖類のようにリチウムと反
応するような官能基を含む化合物を用いるときは、例え
ば、イソシアネート基のような化合物を添加してその官
能基を失活させることが好ましい。その結着剤の添加量
は、1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量%が
好ましい。フィラーは、構成された電池において、化学
変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いること
ができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの
オレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用い
られる。フィラーの添加量は特に限定されないが、0〜
30重量%が好ましい。
The binder is usually starch, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl pyrrolidone,
Tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, polybutadiene, fluoro rubber,
Polysaccharides such as polyethylene oxide, thermoplastic resins, polymers having rubber elasticity, and the like are used alone or as a mixture thereof. When a compound containing a functional group that reacts with lithium, such as a polysaccharide, is used, it is preferable to add a compound such as an isocyanate group to deactivate the functional group. The addition amount of the binder is preferably 1 to 50% by weight, particularly preferably 2 to 30% by weight. As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the configured battery can be used. Usually, fibers such as olefin-based polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. Although the amount of the filler is not particularly limited,
30% by weight is preferred.

【0054】本発明の負極材料を非水二次電池系におい
て使用するに当たっては、本発明の化合物を含む水分散
合剤ペーストを集電体上に塗布・乾燥し、かつ該水分散
合剤ペーストのpHが5以上10未満、さらには6以上
9未満であることが好ましい。また、該水分散ペースト
の温度を5℃以上80℃未満に保ち、かつペーストの調
製後7日以内に集電体上への塗布を行うことが好まし
い。
When the negative electrode material of the present invention is used in a non-aqueous secondary battery system, an aqueous dispersion mixture paste containing the compound of the present invention is applied onto a current collector and dried, and the aqueous dispersion mixture paste is obtained. It is preferable that the pH is 5 or more and less than 10, more preferably 6 or more and less than 9. Further, it is preferable that the temperature of the aqueous dispersion paste is maintained at 5 ° C. or higher and lower than 80 ° C., and the application on the current collector is performed within 7 days after the preparation of the paste.

【0055】セパレーターとしては、大きなイオン透過
度を持ち、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の微多孔ま
たは隙間のある材料が用いられる。更に安全性向上のた
めには、80℃以上で上記の隙間を閉塞して抵抗をあ
げ、電流を遮断する機能を持つことが必要である。これ
らの隙間の閉塞温度は90℃以上180℃以下、より好
ましくは110℃以上170℃以下である。隙間の作り
方は、材料によって異なるが公知のいずれの方法であっ
ても良い。多孔質フィルムの場合には、孔の形状は通常
円形や楕円形で、大きさは0.05μmから30μmで
あり、0.1μmから20μmが好ましい。更に、延伸
法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔
であっても良い。布の場合は、隙間は繊維間の空隙であ
り、織布、不織布の作り方に依存する。これらの隙間の
しめる比率すなわち気孔率は20%から90%であり、
35%から80%が好ましい。
As the separator, a material having a large ion permeability, a predetermined mechanical strength, and insulating micropores or gaps is used. In order to further improve safety, it is necessary to have a function of closing the above gap at 80 ° C. or higher to increase resistance and cut off current. The closing temperature of these gaps is from 90 ° C to 180 ° C, more preferably from 110 ° C to 170 ° C. The method of forming the gap differs depending on the material, but may be any known method. In the case of a porous film, the shape of the holes is usually circular or elliptical, and the size is 0.05 μm to 30 μm, preferably 0.1 μm to 20 μm. Further, as in the case of the drawing method or the phase separation method, the holes may be rod-shaped or amorphous. In the case of cloth, the gap is a space between fibers, and depends on how to make a woven or nonwoven fabric. The ratio of closing of these gaps, that is, the porosity is from 20% to 90%,
35% to 80% is preferred.

【0056】本発明のセパレーターは、5μm以上10
0μm以下、より好ましくは10μm以上80μm以下
の微多孔性のフィルム、織布、不織布などの布である。
本発明のセパレーターは、エチレン成分を少なくとも2
0重量%含むものが好ましく、特に好ましいのは30%
以上含むものである。エチレン以外の成分としては、プ
ロピレン、ブテン、ヘキセン、フッ化エチレン、塩化ビ
ニル、酢酸ビニル、アセタール化ビニルアルコールがあ
げられ、プロピレン、フッ化エチレンが特に好ましい。
微多孔性のフィルムは、ポリエチレン、エチレン−プロ
ピレン共重合ポリマーやエチレン−ブテン共重合ポリマ
ーからなるものが好ましい。さらに、ポリエチレンとポ
リプロピレン、ポリエチレンとポリ4フッ化エチレンを
混合溶解して作ったものも好ましい。
The separator of the present invention has a thickness of 5 μm or more and 10
It is a microporous film, woven fabric, nonwoven fabric or the like having a thickness of 0 μm or less, more preferably 10 μm or more and 80 μm or less.
The separator of the present invention contains at least 2 ethylene components.
0% by weight is preferable, and 30% is particularly preferable.
The above is included. Examples of components other than ethylene include propylene, butene, hexene, fluorinated ethylene, vinyl chloride, vinyl acetate, and acetalized vinyl alcohol, and propylene and fluorinated ethylene are particularly preferable.
The microporous film is preferably made of polyethylene, an ethylene-propylene copolymer or an ethylene-butene copolymer. Further, those made by mixing and dissolving polyethylene and polypropylene and polyethylene and polytetrafluoroethylene are also preferable.

【0057】不織布や織布は、糸の径が0.1μmから
5μmで、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合
ポリマー、エチレン−ブテン1共重合ポリマー、エチレ
ン−メチルブテン共重合ポリマー、エチレン−メチルペ
ンテン共重合ポリマー、ポリプロピレン、ポリ4フッ化
エチレン繊維系からなるものが好ましい。これらのセパ
レーターは、単一の材料であっても、複合材料であって
も良い。特に、孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変え
た2種以上の微多孔フィルムを積層したもの、微多孔フ
ィルムと不織布、微多孔フィルムと織布、不織布と紙な
ど異なる形態の材料を複合したものが特に好ましい。本
発明のセパレーターは、ガラス繊維、炭素繊維などの無
機繊維や、二酸化珪素、ゼオライト、アルミナやタルク
などの無機物の粒子を含んでいても良い。更に空隙や表
面を界面活性剤で処理して親水化したものでも良い。
The non-woven fabric or woven fabric has a thread diameter of 0.1 μm to 5 μm and has polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene 1 copolymer, ethylene-methylbutene copolymer, ethylene-methylpentene copolymer. A polymer, polypropylene, or polytetrafluoroethylene fiber system is preferable. These separators may be a single material or a composite material. In particular, two or more types of microporous films laminated with different pore sizes, porosities and pore blocking temperatures, microporous films and non-woven fabrics, microporous films and woven fabrics, and non-woven fabrics and papers with different forms of composite materials. What was done is especially preferable. The separator of the present invention may contain inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, and particles of inorganic substances such as silicon dioxide, zeolite, alumina and talc. Further, the voids and the surface may be treated with a surfactant to make them hydrophilic.

【0058】電解質は、主として非プロトン性有機溶媒
の少なくとも1種あるいは2種以上を混合した溶媒とそ
の溶媒に溶けるリチウム塩から構成される。これらの有
機溶媒として、プロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,
2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチ
ルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,
3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミ
ド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻
酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオ
ン酸エチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタ
ン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2
−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、
テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3
−プロパンサルトンなどを挙げることが出来る。これら
の中では、炭酸エステルが好ましく、プロピレンカーボ
ネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートがよ
り好ましい。
The electrolyte is mainly composed of a solvent in which at least one kind or two or more kinds of aprotic organic solvents are mixed and a lithium salt which is soluble in the solvent. As these organic solvents, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, 1,
2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,
3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2
-Oxazolidinone, propylene carbonate derivative,
Tetrahydrofuran derivative, diethyl ether, 1,3
-Propane sultone etc. can be mentioned. Of these, carbonates are preferred, and propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate are more preferred.

【0059】これらの非プロトン性有機溶媒に溶解する
リチウム塩としては、例えば、LiClO4、LiB
4、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、L
iAs F6、LiSbF6、LiB10Cl10、低級脂肪
族カルボン酸リチウム、LiAlCl4、LiCl、L
iBr、LiI、クロロボランリチウム、四フェニルホ
ウ 酸リチウムを挙げることが出来る。これらの中でL
iClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3
特に好ましい。なかでも、プロピレンカーボネートある
いはエチレンカーボネートと1,2−ジメトキシエタン
および/あるいはジエチルカーボネートの混合液にLi
CF3SO3、LiClO4、LiBF4および/あるいは
LiPF6を含む電解液が好ましい。エチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートの混合液にLiBF4およ
び/あるいはLiPF6を含む電解液が特に好ましい。
Examples of lithium salts soluble in these aprotic organic solvents include LiClO 4 and LiB.
F 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , L
iAs F 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , lower aliphatic lithium carboxylate, LiAlCl 4 , LiCl, L
Examples thereof include iBr, LiI, lithium chloroborane and lithium tetraphenylborate. Among these L
iClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , and LiCF 3 SO 3 are particularly preferable. Among them, a mixed solution of propylene carbonate or ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane and / or diethyl carbonate is used to prepare Li.
An electrolyte containing CF 3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 and / or LiPF 6 is preferred. A mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate was mixed with LiBF 4 and
And / or an electrolyte containing LiPF 6 is particularly preferred.

【0060】これら電解質を電池内に添加する量は、特
に限定されないが、正極活物質や負極材料の量や電池の
サイズによって必要量用いることができる。支持電解質
の濃度は、電解液1リットル当たり0.2〜3モルが好
ましい。電解液を注液する際の温度は−20〜50℃の
範囲が好ましく、さらに好ましくは−20〜40℃であ
り、特に好ましくは−10〜30℃である。注液時は電
解液および電池缶ともに冷却することが好ましい。
The amount of these electrolytes added to the battery is not particularly limited, but can be used in the required amount depending on the amount of the positive electrode active material or the negative electrode material and the size of the battery. The concentration of the supporting electrolyte is preferably 0.2 to 3 mol per liter of the electrolytic solution. The temperature for injecting the electrolytic solution is preferably in the range of -20 to 50 ° C, more preferably -20 to 40 ° C, and particularly preferably -10 to 30 ° C. It is preferable to cool both the electrolyte and the battery can during the injection.

【0061】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
用いることができる。固体電解質としては、無機固体電
解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質に
は、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく
知られている。なかでも、Li3N、LiI、Li5NI
2、Li3N−LiI−LiOH、LiSiO4、Li S
iO4−LiI−LiOH、xLi3PO4−(1−x)
Li4SiO4、Li2SiS3、硫化リン化合物などが有
効である。
In addition to the electrolytic solution, the following solid electrolytes can be used. Solid electrolytes are classified into inorganic solid electrolytes and organic solid electrolytes. Well-known inorganic solid electrolytes include nitrides, halides, and oxyacid salts of Li. Among them, Li 3 N, LiI, Li 5 NI
2, Li 3 N-LiI- LiOH, LiSiO 4, Li S
iO 4 -LiI-LiOH, xLi 3 PO 4 - (1-x)
Li 4 SiO 4 , Li 2 SiS 3 , phosphorus sulfide compounds and the like are effective.

【0062】有機固体電解質では、ポリエチレンオキサ
イド誘導体か該誘導体を含むポリマー、ポリプロピレン
オキサイド誘導体か該誘導体を含むポリマー、イオン解
離基を含むポリマー、イオン解離基を含むポリマーと上
記非プロトン性電解液の混合物、リン酸エステルポリマ
ーが有効である。さらに、ポリアクリロニトリルを電解
液に添加する方法もある。また、無機と有機固体電解質
を併用する方法も知られている。
In the organic solid electrolyte, a polyethylene oxide derivative or a polymer containing the derivative, a polypropylene oxide derivative or a polymer containing the derivative, a polymer containing an ionic dissociative group, a mixture of the polymer containing an ionic dissociative group and the above aprotic electrolyte solution. A phosphoric acid ester polymer is effective. Furthermore, there is a method of adding polyacrylonitrile to the electrolytic solution. In addition, a method of using an inorganic and an organic solid electrolyte in combination is also known.

【0063】また、放電や充放電特性を改良する目的
で、以下で示す化合物を電解質に添加することが知られ
ている。例えば、ピリジン、トリエチルフォスファイ
ト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジ
アミン、n−グライム、ヘキサリン酸トリアミド、ニト
ロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N−置換
オキサゾリジノンとN,N′−置換イミダゾリジノン、
エチレングリコールジアルキルエーテル、四級アンモニ
ウム塩、ポリエチレングリコール、ピロール、2−メト
キシエタノール、AlCl3、導電性ポリマー電極活物
質のモノマー、トリエチレンホスホルアミド、トリアル
キルホスフィン、モルフォリン、カルボニル基を持つア
リール化合物、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと
4−アルキルモルフォリン、二環性の三級アミン、オイ
ル(特開昭62−287580)、四級ホスホニウム
塩、三級スルホニウム塩などが挙げられる。
It is also known to add the following compounds to the electrolyte for the purpose of improving discharge and charge / discharge characteristics. For example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphoric triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinonimine dye, N-substituted oxazolidinone and N, N'-substituted imidazolidinone,
Ethylene glycol dialkyl ether, quaternary ammonium salt, polyethylene glycol, pyrrole, 2-methoxyethanol, AlCl 3 , monomer for conductive polymer electrode active material, triethylenephosphoramide, trialkylphosphine, morpholine, aryl having carbonyl group Examples thereof include compounds, hexamethylphosphoric triamide and 4-alkylmorpholine, bicyclic tertiary amines, oils (JP-A-62-287580), quaternary phosphonium salts, and tertiary sulfonium salts.

【0064】また、電解液を不燃性にするために含ハロ
ゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化塩化エチレンを
電解液に含ませることができる。また、高温保存に適性
をもたせるために電解液に炭酸ガスを含ませることがで
きる。また、正極や負極の合剤には電解液あるいは電解
質を含ませることができる。例えば、前記イオン導電性
ポリマーやニトロメタン、電解液を含ませる方法が知ら
れている。
Further, in order to make the electrolytic solution nonflammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride chloride can be contained in the electrolytic solution. In addition, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution in order to provide suitability for high-temperature storage. Further, the mixture of the positive electrode and the negative electrode can contain an electrolytic solution or an electrolyte. For example, a method of including the ionic conductive polymer, nitromethane, and an electrolytic solution is known.

【0065】正負極の集電体としては、構成された電池
において化学変化を起こさない電子伝導体であれば何で
もよい。例えば、正極には、材料としてステンレス鋼、
ニッケル、アルミニウム、チタン、炭素などの他にアル
ミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、
チタンあるいは銀を処理させたものが用いられる。特
に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が好まし
い。負極には、材料としてステンレス鋼、ニッケル、
銅、チタン、アルミニウム、炭素などの他に、銅やステ
ンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは
銀を処理させたもの、Al−Cd合金などが用いられ
る。特に、銅あるいは銅合金が好ましい。これらの材料
の表面を酸化することも用いられる。また、表面処理に
より集電体表面に凹凸を付けることが望ましい。形状
は、フォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチ
されたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形
体などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、1
〜500μmのものが用いられる。
The current collectors for the positive and negative electrodes may be any electron conductor that does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, for the positive electrode, stainless steel,
In addition to nickel, aluminum, titanium, carbon, etc., carbon, nickel,
What processed titanium or silver is used. Particularly, aluminum or an aluminum alloy is preferable. For the negative electrode, stainless steel, nickel,
In addition to copper, titanium, aluminum, carbon, and the like, copper, stainless steel, which is obtained by treating carbon, nickel, titanium, or silver on the surface, an Al—Cd alloy, or the like is used. Particularly, copper or a copper alloy is preferable. Oxidizing the surface of these materials is also used. In addition, it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. As the shape, in addition to a foil, a film, a sheet, a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like are used. The thickness is not particularly limited.
Those having a thickness of up to 500 μm are used.

【0066】電池の形状はコイン、ボタン、シート、シ
リンダー、偏平、角などいずれにも適用できる。電池の
形状がコインやボタンのときは、正極活物質や負極材料
の合剤はペレットの形状に圧縮されて主に用いられる。
そのペレットの厚みや直径は電池の大きさにより決めら
れる。また、電池の形状がシート、シリンダー、角のと
き、正極活物質や負極材料の合剤は、集電体の上に塗布
(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。塗布
方法は、一般的な方法を用いることができる。例えば、
リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、
ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビ
ア法、バー法、ディップ法及びスクイーズ法を挙げるこ
とができる。そのなかでもブレード法、ナイフ法及びエ
クストルージョン法が好ましい。塗布は、0.1〜10
0m/分の速度で実施されることが好ましい。この際、
合剤の溶液物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選
定することにより、良好な塗布層の表面状態を得ること
ができる。塗布は、片面ずつ逐時でも両面同時でもよ
い。また、塗布は連続でも間欠でもストライプでもよ
い。その塗布層の厚み、長さや巾は、電池の大きさによ
り決められるが、片面の塗布層の厚みは、ドライ後の圧
縮された状態で、1〜2000μmが特に好ましい。
The shape of the battery can be any of coins, buttons, sheets, cylinders, flats, corners and the like. When the shape of the battery is a coin or a button, the mixture of the positive electrode active material and the negative electrode material is mainly used after being compressed into a pellet shape.
The thickness and diameter of the pellet are determined by the size of the battery. When the shape of the battery is a sheet, a cylinder, or a corner, the mixture of the positive electrode active material and the negative electrode material is mainly used after being applied (coated), dried, and compressed on the current collector. As a coating method, a general method can be used. For example,
Reverse roll method, direct roll method, blade method,
Knife method, extrusion method, curtain method, gravure method, bar method, dip method and squeeze method can be mentioned. Among them, a blade method, a knife method and an extrusion method are preferred. Application is 0.1-10
It is preferably carried out at a speed of 0 m / min. On this occasion,
By selecting the above-mentioned coating method in accordance with the solution physical properties and drying property of the mixture, a good surface state of the coated layer can be obtained. The coating may be performed on one side at a time or on both sides simultaneously. The application may be continuous, intermittent, or striped. The thickness, length and width of the coating layer are determined according to the size of the battery, and the thickness of the coating layer on one side is particularly preferably 1 to 2000 μm in a compressed state after drying.

【0067】ペレットやシートの乾燥又は脱水方法とし
ては、一般に採用されている方法を利用することができ
る。特に、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電子線及び
低温風を単独あるいは組み合わせて用いることが好まし
い。温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特に10
0〜250℃の範囲が好ましい。含水量は、電池全体で
2000ppm以下が好ましく、正極合剤、負極合剤や電
解質ではそれぞれ500ppm以下にすることがサイクル
性の点で好ましい。ペレットやシートのプレス 法は、
一般に採用されている方法を用いることができるが、特
に金型プレス法やカレンダープレス法が好ましい。プレ
ス圧は、特に限定されないが、0.2〜3t/cm2が好ま
しい。カレンダープレス法のプレス速度は0.1〜50
m/分が好 ましく、プレス温度は室温〜200℃が好
ましい。正極シートに対する負極シート幅の比は、0.
9〜1.1が好ましく、0.95〜1.0が特に好まし
い。正極活物質と負極材料の含有量比は、化合物種類や
合剤処方により異なるため、限定できないが、容量、サ
イクル性、安全性の観点で最適な値に設定できる。
As a method for drying or dehydrating the pellets or sheets, a generally adopted method can be used. In particular, it is preferable to use hot air, vacuum, infrared rays, far infrared rays, electron beams and low temperature air alone or in combination. The temperature is preferably in the range of 80 to 350 ° C, particularly 10 ° C.
A range from 0 to 250 ° C is preferred. The water content of the whole battery is preferably 2000 ppm or less, and the cathode mixture, the anode mixture and the electrolyte are preferably 500 ppm or less in terms of cycleability. The pellet and sheet pressing method is
Although a generally adopted method can be used, a die pressing method or a calendar pressing method is particularly preferable. The pressing pressure is not particularly limited, but 0.2 to 3 t / cm 2 is preferable. The press speed of the calendar press method is 0.1 to 50.
m / min is preferable, and the pressing temperature is preferably room temperature to 200 ° C. The ratio of the width of the negative electrode sheet to that of the positive electrode sheet is 0.
9-1.1 are preferable and 0.95-1.0 is especially preferable. The content ratio between the positive electrode active material and the negative electrode material varies depending on the compound type and the mixture formulation, and thus cannot be limited. However, it can be set to an optimal value from the viewpoint of capacity, cycleability, and safety.

【0068】該合剤シートとセパレーターを介して重ね
合わせた後、それらのシートは、巻いたり、折ったりし
て缶に挿入し、缶とシートを電気的に接続した後、電解
液を注入し、封口板を用いて電池缶を形成する。この
時、安全弁を封口板として用いることができる。安全弁
の他、従来から知られている種々の安全素子を備えつけ
ても良い。例えば、過電流防止素子として、ヒューズ、
バイメタル、PTC素子などが用いられる。また、安全
弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に切
込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板亀
裂方法あるいはリード板との切断方法を利用することが
できる。また、充電器に過充電や過放電対策を組み込ん
だ保護回路を具備させるか、あるいは独立に接続させて
もよい。また、過充電対策として、電池内圧の上昇によ
り電流を遮断する方式を具備することができる。このと
き、内圧を上げる化合物を合剤あるいは電解質に含ませ
ることができる。内圧を上げる為に用いられる化合物の
例としては、Li2CO3、LiHCO3、Na2CO3
NaHCO3、CaCO3、MgCO3などの炭酸塩など
を挙げることが出来る。
After being superposed on the mixture sheet via a separator, the sheets are rolled or folded and inserted into a can, the can and the sheet are electrically connected, and then an electrolytic solution is injected. A battery can is formed using the sealing plate. At this time, a safety valve can be used as a sealing plate. In addition to the safety valve, various conventionally known safety elements may be provided. For example, fuses,
A bimetal, a PTC element or the like is used. In addition to the safety valve, as a countermeasure against an increase in the internal pressure of the battery can, a method of cutting the battery can, a method of cracking a gasket, a method of cracking a sealing plate, or a method of cutting with a lead plate can be used. Further, the charger may be provided with a protection circuit incorporating measures for overcharging or overdischarging, or may be connected independently. As a measure against overcharging, a method of interrupting the current by increasing the internal pressure of the battery can be provided. At this time, a compound for increasing the internal pressure can be contained in the mixture or the electrolyte. Examples of compounds used to increase the internal pressure include Li 2 CO 3 , LiHCO 3 , Na 2 CO 3 ,
Carbonates such as NaHCO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 and the like can be mentioned.

【0069】缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や
合金を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、チ
タン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウムなどの金
属あるいはそれらの合金が用いられる。キャップ、缶、
シート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又
は交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用い
ることができる。封口用シール剤は、アスファルトなど
の従来から知られている化合物や混合物を用いることが
できる。
For the can and the lead plate, a metal or alloy having electrical conductivity can be used. For example, metals such as iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum or alloys thereof are used. Caps, cans,
Known methods (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used for welding the sheet and the lead plate. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for closing.

【0070】本発明の非水二次電池の用途には、特に限
定されないが、例えば、電子機器に搭載する場合、カラ
ーノートパソコン、白黒ノートパソコン、ペン入力パソ
コン、ポケット(パームトップ)パソコン、ノート型ワ
ープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤー、携
帯電話、コードレスフォン子機、ペッジャー、ハンディ
ーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリ
ンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶
テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニ
ディスク、電気シェーバー、電子翻訳機、自動車電話、
トランシーバー、電動工具、電子手帳、電卓、メモリー
カード、テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電
源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用と
して、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、
ゲーム機器、ロードコンディショナー、アイロン、時
計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補
聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍
需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電
池と組み合わせることもできる。
The application of the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, when it is installed in an electronic device, a color notebook computer, a black and white notebook computer, a pen input computer, a pocket (palmtop) computer, a notebook. Type word processor, pocket word processor, e-book player, mobile phone, cordless phone handset, pegger, handy terminal, mobile fax, mobile copy, mobile printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini disk, Electric shaver, electronic translator, car phone,
Examples include a transceiver, a power tool, an electronic organizer, a calculator, a memory card, a tape recorder, a radio, a backup power supply, and a memory card. For other consumer use, automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys,
Game devices, road conditioners, irons, watches, strobes, cameras, medical devices (pacemakers, hearing aids, shoulder massagers, etc.). Furthermore, it can be used for various military purposes and space applications. Further, it can be combined with a solar cell.

【0071】本発明の好ましい組合せは、上記の化学材
料や電池構成部品の好ましいものを組み合わすことが好
ましいが、特に正極活物質として、LixCoO2、Li
xN iO2、LixMnO2、LixMnO4(ここでx=
0.02〜1.2)から選ば れる少なくとも1種の化
合物を含み、導電剤としてアセチレンブラックも共に含
む。
The preferred combination of the present invention is preferably a combination of the above-mentioned chemical materials and battery constituent parts, but especially Li x CoO 2 , Li as the positive electrode active material.
x N iO 2, Li x MnO 2, Li x MnO 4 ( where x =
0.02-1.2), and at least one compound selected from the group including acetylene black as a conductive agent.

【0072】正極集電体はステンレス鋼かアルミニウム
から作られている。ネット、シート、箔、ラスなどの形
状をしている。負極材料として、リチウム金属、リチウ
ム合金(Li−Al)、炭素質化合物、酸化物(LiC
oVO4、SnO2、SnO、SiO、GeO2、Ge
O、SnSiO3、SnSi0.3Al0.10. 20.33.2
)、硫化物(TiS2、SnS2、SnS、GeS2、G
eS)などを含む少なく とも1種の化合物を用いるこ
とが好ましい。負極集電体はステンレス鋼か銅から作ら
れており、ネット、シート、箔、ラスなどの形状をして
いる。正極活物質あるいは負極材料とともに用いる合剤
には、電子伝導剤としてアセチレンブラック、黒鉛など
の炭素材料を混合してもよい。結着剤はポリフッ化ビニ
リデン、ポリフルオロエチレンなどの含フッ素熱可塑性
化合物、アクリル酸を含むポリマー、スチレンブタジエ
ンゴム、エチレンプロピレンターポリマーなどのエラス
トマーを単独あるいは混合して用いることができる。ま
た、電解液として、エチレンカーボネート、さらに、ジ
エチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの環
状、非環状カーボネートあるいは酢酸エチルなどのエス
テル化合物の組合せ、支持電解質として、LiPF6
含み、さらに、LiBF4、LiCF3SO3などのリチ
ウム塩を混合して用いることが好ましい。さらに、セパ
レーターとして、ポリプロピレンあるいはポリエチレン
の単独またはそれらの組合せが好ましい。電池の形態
は、シリンダー、偏平、角型のいづれでもよい。電池に
は、誤動作にも安全を確保できる手段(例、内圧開放型
安全弁、電流遮断型安全弁、高温で抵抗を上げるセパレ
ーター)を備えることが好ましい。
The positive electrode current collector is made of stainless steel or aluminum. It is shaped like a net, sheet, foil, lath, etc. As a negative electrode material, lithium metal, lithium alloy (Li-Al), carbonaceous compound, oxide (LiC
oVO 4 , SnO 2 , SnO, SiO, GeO 2 , Ge
O, SnSiO 3, SnSi 0.3 Al 0.1 B 0. 2 P 0.3 O 3.2
), Sulfide (TiS 2 , SnS 2 , SnS, GeS 2 , G
It is preferable to use at least one compound containing eS) and the like. The negative electrode current collector is made of stainless steel or copper, and has a shape such as a net, a sheet, a foil, and a lath. The mixture used together with the positive electrode active material or the negative electrode material may be mixed with a carbon material such as acetylene black or graphite as an electron conductive agent. As the binder, a fluorine-containing thermoplastic compound such as polyvinylidene fluoride or polyfluoroethylene, a polymer containing acrylic acid, an elastomer such as styrene-butadiene rubber or ethylene propylene terpolymer can be used alone or in combination. Further, as an electrolytic solution, a combination of ethylene carbonate, a cyclic or acyclic carbonate such as diethyl carbonate or dimethyl carbonate, or an ester compound such as ethyl acetate, LiPF 6 as a supporting electrolyte, and LiBF 4 or LiCF 3 SO It is preferable to use a mixture of lithium salts such as 3 . Further, as the separator, polypropylene or polyethylene alone or a combination thereof is preferable. The form of the battery may be any of a cylinder, a flat type, and a square type. It is preferable that the battery is provided with means (for example, an internal pressure release type safety valve, a current cutoff type safety valve, and a separator that increases resistance at high temperatures) that can ensure safety against malfunction.

【0073】[0073]

【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。 実施例−1 負極材料としてSnB0.20.50.1Mg0.1Ge0.1
2.8を86重量部、導電剤としてアセチレンブラック3
重量部とグラファイト6重量部の割合で混合し、さらに
結着剤としてポリ弗化ビニリデンを4重量部およびカル
ボキシメチルセルロース1重量部を加え、水を媒体とし
て混練し、負極合剤スラリーを得た。該スラリーを厚さ
10μmの銅箔の両面にエクストルージョン式塗布機を
使って塗設し、乾燥して負極合剤シートを得た。次にα
−アルミナ88重量部、グラファイト9重量部、カルボ
キシメチルセルロース3重量部に水を媒体として加えて
混練し、補助層スラリーを得た。該スラリーを上記負極
合剤シート上に塗設・乾燥後カレンダープレス機により
圧縮成形して厚さ110μm、幅55mm、長さ520mm
の帯状負極シート前駆体を作成した。
The present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention. SnB as in Example 1 a negative electrode material 0.2 P 0.5 K 0.1 Mg 0.1 Ge 0.1 O
86 parts by weight of 2.8 , acetylene black 3 as a conductive agent
By weight, 6 parts by weight of graphite were mixed, 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder and 1 part by weight of carboxymethyl cellulose were further added, and the mixture was kneaded with water as a medium to obtain a negative electrode mixture slurry. The slurry was applied to both sides of a copper foil having a thickness of 10 μm using an extrusion coating machine and dried to obtain a negative electrode mixture sheet. Then α
Water was added as a medium to 88 parts by weight of alumina, 9 parts by weight of graphite, and 3 parts by weight of carboxymethyl cellulose and kneaded to obtain an auxiliary layer slurry. The slurry is applied onto the negative electrode mixture sheet, dried, and compression-molded by a calender press to have a thickness of 110 μm, a width of 55 mm, and a length of 520 mm.
A strip-shaped negative electrode sheet precursor of was prepared.

【0074】この負極シート前駆体にニッケルリード板
をスポット溶接した後、露点−40℃以下の空気中で2
30℃で30分脱水乾燥した。この負極合剤シート全面
に4mm×55mmに裁断した厚さ35μmのリチウム箔
(純度99.8%)をシートの長さ方向に対して直角に
10mm間隔で貼りつけした。更に負極シートの長さ方向
の正極非対向部でリチウムが貼りつけされていない部分
(ストライプの中間部分)の4カ所に同じリチウムを貼
りつけた。この時の非対向部に貼り付けたリチウム箔の
量は対向部に貼り付けたリチウムの量に対して220%
であった。正極活物質としてLiCoO2を87重量
部、導電剤としてアセチレンブラック3重量部とグラフ
ァイト6重量部の割合で混合し、さらに結着剤としてN
ipo1820B(日本ゼオン製)3重量部とカルボキ
シメチルセルロース1重量部を加え、水を媒体として混
練して正極合剤スラリーを得た。
A nickel lead plate was spot-welded to the negative electrode sheet precursor, and then 2 in air with a dew point of -40 ° C or lower.
It was dehydrated and dried at 30 ° C. for 30 minutes. A 35 μm thick lithium foil (purity 99.8%) cut into 4 mm × 55 mm was stuck on the entire surface of this negative electrode mixture sheet at intervals of 10 mm at right angles to the length direction of the sheet. Further, the same lithium was attached to four portions of the portion where the lithium was not attached (intermediate portion of the stripe) in the non-positive portion in the lengthwise direction of the negative electrode sheet. At this time, the amount of lithium foil attached to the non-opposing portion is 220% of the amount of lithium attached to the opposing portion.
Met. 87 parts by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent and 6 parts by weight of graphite were mixed, and N was added as a binder.
3 parts by weight of ipo1820B (manufactured by Nippon Zeon) and 1 part by weight of carboxymethylcellulose were added and kneaded with water as a medium to obtain a positive electrode mixture slurry.

【0075】該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム
箔の両面にエクストルージョン式塗布機を使って塗設
し、乾燥後カレンダープレス機により圧縮成形して厚さ
190μm、幅53mm、長さ445mmの帯状の正極シー
ト(1)を作成した。この正極シートの端部にアルミニ
ウム製のリード板を溶接した後、露点−40℃以下の乾
燥空気中で230℃で30分脱水乾燥した。熱処理済み
の正極シート(1)、微多孔性ポリエチレン/ポリプロ
ピレンフィルム製セパレータ(3)、負極シート(2)
及びセパレータ(3)の順で積層し、これを渦巻状に巻
回した。この巻回体を負極端子を兼ねる、ニッケルめっ
きを施した鉄製の有底円筒型電池缶(4)に収納した。
さらに、電解質として1mol/リットルLiPF6(エチ
レンカーボネートとジエチルカーボネートの2対8重量
比混合液)を電池缶内に0℃に電池缶を冷切しながら注
入した。正極端子を有する電池蓋(5)をガスケット
(6)を介してかしめて高さ65mm、外径18mmの円筒
型電池(図1)、電池Aを作成した。なお、正極端子
(5)正極シート(1)と、電池缶(4)は負極シート
と予めリード端子により接続した。なお、(7)は安全
弁である。
The slurry was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm by using an extrusion type coating machine, dried and then compression-molded by a calender press machine to form a belt-shaped member having a thickness of 190 μm, a width of 53 mm and a length of 445 mm. A positive electrode sheet (1) was prepared. After welding an aluminum lead plate to the end of the positive electrode sheet, the electrode sheet was dehydrated and dried at 230 ° C. for 30 minutes in dry air having a dew point of −40 ° C. or less. Heat-treated positive electrode sheet (1), microporous polyethylene / polypropylene film separator (3), negative electrode sheet (2)
And the separator (3) were laminated in this order, and this was spirally wound. The wound body was housed in a nickel-plated iron bottomed cylindrical battery can (4) also serving as a negative electrode terminal.
Further, 1 mol / liter LiPF 6 (mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a weight ratio of 2 to 8) was injected as an electrolyte into the battery can while cooling the battery can to 0 ° C. A battery lid (5) having a positive electrode terminal was caulked via a gasket (6) to prepare a cylindrical battery (FIG. 1) having a height of 65 mm and an outer diameter of 18 mm (Battery A). The positive electrode terminal (5), the positive electrode sheet (1), and the battery can (4) were previously connected to the negative electrode sheet by lead terminals. (7) is a safety valve.

【0076】作成した電池を0.2Aで開路電圧3.0
Vまで定電流定電圧(CCCV)充電した後、50℃の
恒温槽で2週間保存した。保存終了後0.6Aで4.1
VまでCCCV充電し、その後0.6Aで2.8Vまで
定電流放電した。その後、1.2Aで4.1VまでCC
CV充電した、0.4Aで2.8Vまで定電流放電して
電池容量を求めた。さらに1.2Aで4.1VまでCC
CV充電,1.5Aで2.8Vまで定電流放電の条件で
サイクル試験を行い、300サイクル目の容量維持率を
求めた。結果を表1に示した。
The prepared battery was opened at 0.2 A and the open circuit voltage was 3.0.
After charging to a constant current and constant voltage (CCCV) to V, it was stored in a constant temperature bath at 50 ° C. for 2 weeks. 4.1 A at 0.6 A after saving
CCCV was charged to V and then constant current discharge was performed to 0.6V at 2.8V. Then CC at 1.2A up to 4.1V
The battery capacity was obtained by CV charging and constant current discharge at 0.4 A to 2.8 V. CC up to 4.1V at 1.2A
A cycle test was performed under the conditions of CV charging and constant current discharging from 1.5 A to 2.8 V, and the capacity retention rate at the 300th cycle was obtained. The results are shown in Table 1.

【0077】実施例−2 実施例1で作成したリチウム貼り付け後の負極シートに
対して幅方向の非対向部に4mm×4mmの同じリチウム箔
を各ストライプ間に貼りつけした以外は実施例1と全く
同様にして電池Bを作成した。
Example-2 Example 1 was repeated except that the same 4 mm × 4 mm lithium foil was stuck between the stripes in the non-opposing part in the width direction with respect to the negative electrode sheet after the lithium was stuck prepared in Example 1. A battery B was prepared in exactly the same manner as.

【0078】実施例−3 正極非対向部のストライプ間に2mm×55mmの同じリチ
ウム箔を貼りつけした以外は実施例1と全く同様にして
電池Cを作成した。 実施例−4 負極シートの最内周側の外面の正極非対向部のストライ
プ間にのみ4mm×55mmに裁断したリチウム箔を貼りつ
けした以外は実施例1と全く同様にして電池Dを作成し
た。
Example 3 A battery C was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that the same lithium foil of 2 mm × 55 mm was stuck between the stripes of the positive electrode non-opposing part. Example-4 A battery D was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that a lithium foil cut into a size of 4 mm x 55 mm was stuck only between the stripes of the positive electrode non-opposing portion on the outermost surface on the innermost peripheral side of the negative electrode sheet. .

【0079】比較例 正極非対向部にリチウム箔を多く貼り付ける操作を行わ
なかった以外は実施例1と全く同様にして電池aを作成
した。これらの電池B〜D、aについて、実施例−1の
電池Aと同様の評価を行った。結果を表1に示した。
Comparative Example A battery a was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that the operation of sticking a large amount of lithium foil to the portion not facing the positive electrode was not performed. These batteries B to D and a were evaluated in the same manner as the battery A of Example-1. The results are shown in Table 1.

【0080】 表1 実験結果 電池 過剰リチウム 放電容量 容量維持率 番号 量(注1) (mAH) (%) A 220% 1710 86 B 250 1720 88 C 150 1680 84 D 130 1660 81 a 100 1620 76 注1:正極非対向部の単位面積当たりのリチウム量(対正極対向部)Table 1 Experimental Results Battery Excess Lithium Discharge Capacity Capacity Retention Rate Number Quantity (Note 1) (mAH) (%) A 220% 1710 86 B 250 1720 88 C 150 1680 84 D 130 1660 81 a 100 1620 76 Note 1 : Lithium amount per unit area of positive electrode non-facing part (to positive electrode facing part)

【0081】実施例−5 実施例1で作成したリチウム貼り付け前の負極シートに
対して65mm×55mmに裁断した厚さ20μのリチウム
箔を8枚(片面)貼りつけした。さらにこのシートの長
さ方向の正極非対向部4ヶ所に4mm×55mmのリチウム
箔を貼りつけした。これ以外は全く実施例1と同様にし
て電池Eを作成した。 実施例−6 実施例1で作成したリチウム貼り付け前の負極シートに
対して、8mm×6mmの枠状に裁断したリチウム箔(厚さ
35μ)を被覆率40%、等間隔でシート全面に貼りつ
けした。更にシートの長手方向の正極非対向部4ヶ所に
4mm×5mmの枠状のリチウム箔を非対向部の被覆率が8
0%となるように貼りつけした。これ以外は全く実施例
1と同様にして電池Fを作成した。 比較例−2 実施例5の非対向部のリチウム量増の操作を行わない以
外は実施例5と全く同様にして電池bを作成した。 比較例−3 実施例6の非対向部のリチウム量増の操作を行わない以
外は実施例5と全く同様にして電池cを作成した。以上
の電池E,F、b,cについて、実施例1の電池Aと全
く同様にして電池容量及びサイクル特性を評価した。結
果を表2に示した。
Example-5 Eight sheets (one side) of 20 μm thick lithium foil cut into 65 mm × 55 mm were attached to the negative electrode sheet prepared in Example 1 before attachment of lithium. Further, a 4 mm × 55 mm lithium foil was attached to four portions of the sheet in the length direction in which the positive electrode did not face each other. A battery E was produced in the same manner as in Example 1 except for this. Example-6 A lithium foil (thickness: 35 μ) cut into a frame shape of 8 mm × 6 mm was applied to the entire surface of the sheet at equal intervals of 40% with respect to the negative electrode sheet prepared in Example 1 before attachment of lithium. I put it on. Further, a 4 mm x 5 mm frame-shaped lithium foil was applied to the four non-opposing portions of the positive electrode in the longitudinal direction of the sheet, and the coverage of the non-opposing portion was 8
It was stuck so that it would be 0%. A battery F was prepared in the same manner as in Example 1 except for this. Comparative Example-2 A battery b was prepared in exactly the same manner as in Example 5 except that the operation of increasing the amount of lithium in the non-opposing portion of Example 5 was not performed. Comparative Example-3 A battery c was prepared in exactly the same manner as in Example 5 except that the lithium amount in the non-opposing portion of Example 6 was not increased. The batteries E, F, b, and c were evaluated for battery capacity and cycle characteristics in exactly the same manner as the battery A of Example 1. The results are shown in Table 2.

【0082】 表2 実験結果 電池 過剰リチウム 放電容量 容量維持率 番号 量(注1) (mAH) (%) E 200% 1775 82 b 100 1700 74 F 155 1750 85 c 100 1690 76Table 2 Experimental Results Battery Excess Lithium Discharge Capacity Capacity Maintenance Rate Number Quantity (Note 1) (mAH) (%) E 200% 1775 82 b 100 1700 74 F 155 1750 85 c 100 1690 76

【0083】[0083]

【発明の効果】表1、2の結果から明らかなように、負
極シートの正極非対向部に貼り付けたリチウム量が、正
極対向部に貼り付けたリチウム量よりも多い本発明の電
池は、放電容量が大きく、サイクル性が優れている。
As is clear from the results of Tables 1 and 2, the battery of the present invention has a larger amount of lithium attached to the positive electrode non-opposing portion of the negative electrode sheet than the lithium amount attached to the positive electrode opposing portion. Large discharge capacity and excellent cycleability.

【0084】[0084]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一般的な円筒型電池の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a general cylindrical battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.正極 2.負極 3.セパレータ 4.電池缶 5.電池蓋 6.ガスケット 7.安全弁 1. 1. positive electrode Negative electrode 3. Separator 4. Battery can 5. Battery cover 6. Gasket 7. safety valve

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウム含有遷移金属酸化物を主体とし
た層を有する正極シート、金属または半金属酸化物を主
体とした層と少なくとも1層の水不溶性の導電性粒子を
含む補助層とを有する負極シート、リチウム塩を含む非
水電解質およびセパレーターから構成される非水二次電
池において、該負極シートの合剤塗布部はシートの長さ
方向及び幅方向ともに対向する該正極シートよりも長
く、該負極シートはリチウムを主体とした金属材料が合
剤上に重ね合わせられて作成されており、かつ少なくと
も1カ所の正極に対向していない負極合剤シート上に重
ね合わされた該金属材料の単位面積当たり重量が、正極
に対向している負極合剤シート上に重ね合わされた該金
属材料の単位面積当たり重量よりも10%以上400%
以下多いことを特徴とする非水二次電池。
1. A positive electrode sheet having a layer mainly composed of a lithium-containing transition metal oxide, a layer mainly composed of a metal or metalloid oxide, and at least one auxiliary layer containing water-insoluble conductive particles. In a non-aqueous secondary battery composed of a negative electrode sheet, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt and a separator, the mixture application portion of the negative electrode sheet is longer than the positive electrode sheet facing in both the length direction and the width direction of the sheet, The negative electrode sheet is made by stacking a metallic material mainly containing lithium on a mixture, and the unit of the metallic material is laminated on a negative electrode mixture sheet which does not face at least one positive electrode. The weight per area is 10% or more and 400% or more than the weight per unit area of the metal material laminated on the negative electrode mixture sheet facing the positive electrode.
A non-aqueous secondary battery characterized by having a large number below.
【請求項2】 該負極シート上にリチウムを主体とした
金属材料を重ね合わせるパターンが全面、ストライプ
状、枠状、円板状の少なくとも1種であることを特徴と
する請求項1に記載の非水二次電池
2. The pattern for laminating a metallic material containing lithium as a main component on the negative electrode sheet is at least one kind of a whole surface, a stripe shape, a frame shape, and a disc shape. Non-aqueous secondary battery
【請求項3】 少なくとも1カ所の正極に対向していな
い負極合剤シート上にリチウムを主体とした金属材料
を、正極に対向している負極合剤シート上に単位面積当
たり多く重ね合わせる方法が、該金属材料の重ね合わせ
片の間隔をより密にしてなされる方法及び/または該金
属材料の厚さを厚くすることによりなされる方法である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の非水二次電
池。
3. A method of stacking a large amount of a metal material mainly containing lithium on a negative electrode material mixture sheet not facing the positive electrode at least at one place on a negative electrode material mixture sheet facing the positive electrode per unit area. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the method is performed by making the intervals between the overlapping pieces of the metal material more dense and / or by increasing the thickness of the metal material. Non-aqueous secondary battery.
【請求項4】 該リチウムを主体とした金属材料の厚さ
が5〜150μmであることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項に記載の非水二次電池。
4. The thickness of the lithium-based metal material is 5 to 150 μm.
The non-aqueous secondary battery according to any one of the above items.
【請求項5】 該負極シート上におけるリチウムを主体
とした金属材料の被覆率が10〜100%であることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水二
次電池。
5. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode sheet has a coverage of a metallic material mainly containing lithium of 10 to 100%. .
【請求項6】 該負極が錫を含む複合酸化物であること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水
二次電池。
6. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode is a composite oxide containing tin.
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