JPH11135152A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JPH11135152A
JPH11135152A JP9299171A JP29917197A JPH11135152A JP H11135152 A JPH11135152 A JP H11135152A JP 9299171 A JP9299171 A JP 9299171A JP 29917197 A JP29917197 A JP 29917197A JP H11135152 A JPH11135152 A JP H11135152A
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JP
Japan
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battery
aqueous electrolyte
electrolyte secondary
secondary battery
lithium
Prior art date
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Pending
Application number
JP9299171A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Miyasaka
力 宮坂
Mitsutoshi Tanaka
光利 田中
Takuji Yamada
卓二 山田
Hiroshi Ishizuka
弘 石塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Celltec Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Celltec Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP9299171A priority Critical patent/JPH11135152A/en
Publication of JPH11135152A publication Critical patent/JPH11135152A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery with long storage life and high capacity. SOLUTION: In a sealed nonaqueous electrolyte secondary battery formed by pouring a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt in a battery container, then sealing the battery container, the content of free acid contained in the nonaqueous electrolyte is controlled so as not to exceed 300 ppm three years after sealing.

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、保存性を改良し
た、高容量の密閉型非水電解質二次電池に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-capacity sealed non-aqueous electrolyte secondary battery having improved storage stability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ノートブック型のパーソナルコン
ピューターや携帯電話等の携帯用電子機器の普及に伴
い、従来のニッカド電池やニッケル水素電池に比べ高容
量のリチウムイオン二次電池の使用が急速に増大してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable electronic devices such as notebook personal computers and mobile phones, the use of lithium-ion secondary batteries having a higher capacity than conventional nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries has been rapidly increasing. Is growing.

【0003】1回の充電により使用できる携帯用電子機
器の使用時間は、電池の高容量化により次第に長くなり
つつある。一方、二次電池は電気化学反応により充放電
を繰り返すため次第に劣化するため、長期間使用には限
度がある。このため、携帯機器によっては、電池パック
の使用開始から1年程度で電池パックを新しいパックに
交換することを推奨しているものもある。携帯用電子機
器は、その進展がめざましいため、早いものでは約3年
で新機種に置き換わっている。これらの機器に搭載され
る電池は、機器の寿命と同等であることが望ましい。二
次電池の経時劣化の原因には、充放電の繰り返しによる
電極材料の構造の崩壊、電極界面での過酷な酸化還元状
態での電解質の分解、電池組立時やその後に封口部から
侵入する水分の影響等が考えられている。保存性の良い
電極材料の開発や適切な電解質の選択が行われる一方、
電池内の水分量を少なくする試みも鋭意行われている。
特に水分の存在は、電解質中のリチウム塩を分解させる
ため好ましくなく、電池組み立て工程での水分管理は重
要である。例えば正負の電極シートは電池組立前に熱処
理されて充分な脱水が行われるのが通常である。また電
池缶等の電池組立材料も脱水されてから組み立て工程に
のせられる。また、電解質も脱水した原料を用いて製造
され、電池組立までに脱水を繰り返すのが通常である。
しかし、従来、このように十分に脱水しても保存中に経
時劣化を起こす場合があり、その原因は解明されておら
ず、この点の解決が切望されていた。
[0003] The usage time of a portable electronic device that can be used by one charge is gradually increasing due to an increase in the capacity of a battery. On the other hand, the secondary battery is gradually deteriorated due to repeated charging and discharging due to an electrochemical reaction, and thus has a limitation in long-term use. For this reason, some portable devices recommend that the battery pack be replaced with a new one within about one year from the start of use of the battery pack. Portable electronic devices are being replaced by new models in about three years at the earliest due to remarkable progress. It is desirable that the batteries mounted on these devices have the same life as the devices. Causes of the deterioration of the secondary battery over time are the collapse of the electrode material structure due to repeated charge and discharge, the decomposition of the electrolyte in the severe redox state at the electrode interface, and the intrusion of moisture from the sealing part during and after battery assembly. The effects of the While development of electrode materials with good storability and selection of appropriate electrolytes are performed,
Attempts have been made to reduce the amount of water in the battery.
In particular, the presence of moisture is not preferable because it decomposes the lithium salt in the electrolyte, and moisture management in the battery assembly process is important. For example, the positive and negative electrode sheets are usually subjected to a heat treatment before assembling the battery so that sufficient dehydration is performed. Also, the battery assembling material such as a battery can is dehydrated before being put on the assembling process. Further, the electrolyte is also produced using the dehydrated raw material, and the dehydration is usually repeated until the battery is assembled.
However, in the past, even with such sufficient dehydration, deterioration with time may occur during storage, and the cause thereof has not been elucidated, and there has been a long-awaited solution to this point.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、保存
性に優れ、高容量である非水電解質二次電池を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent storage stability and high capacity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、リチウ
ム塩を含有する非水電解質を用いた密閉型の非水電解質
二次電池において、長期間経過後の該非水電解液に含ま
れる遊離酸の量を所定量以下とした非水電解質二次電池
により達成された。すなわち本発明は(1)リチウム塩
を含有する非水電解質を注入後、封口してなる密閉型の
非水電解質二次電池において、封口後3年を経た後に、
該非水電解質に含まれる遊離酸の量が300ppmを超
えない量であることを特徴とする非水電解質二次電池、
(2)非水電解質に含有されるリチウム塩がフッ素を含
有するリチウム塩であることを特徴とする(1)項に記
載の非水電解質二次電池、(3)該非水電解質に含まれ
る遊離酸がフッ化水素であることを特徴とする(1)又
は(2)項に記載の非水電解質二次電池、(4)封口部
に用いられるガスケットが、成形後熱処理されたもので
あることを特徴とする(1)、(2)又は(3)項に記
載の非水電解質二次電池、(5)電池缶に注入する前の
非水電解質が含有する遊離酸の量が100ppm以下で
あることを特徴とする(1)〜(4)項のいずれか1項
に記載の非水電解質二次電池、(6)電池缶に挿入する
前の電極群が含有する水分量が300ppm以下である
ことを特徴とする(1)〜(5)項のいずれか1項に記
載の非水電解質二次電池、及び(7)該電極群の電池缶
挿入、電解液注入及び電池缶封口時の環境が露点マイナ
ス50℃以下に管理されて組み立てられたことを特徴と
する(1)〜(6)項のいずれか1項に記載の非水電解
質二次電池を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sealed non-aqueous electrolyte secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. This was achieved by a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the amount of acid was not more than a predetermined amount. That is, the present invention provides (1) a sealed non-aqueous electrolyte secondary battery which is sealed after injection of a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, after three years after sealing.
Non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that the amount of free acid contained in the non-aqueous electrolyte is not more than 300 ppm,
(2) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to (1), wherein the lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte is a lithium salt containing fluorine. (3) Free lithium contained in the non-aqueous electrolyte The nonaqueous electrolyte secondary battery according to (1) or (2), wherein the acid is hydrogen fluoride, and (4) the gasket used for the sealing portion is heat-treated after molding. (1) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to (1), (2) or (3), (5) the amount of free acid contained in the non-aqueous electrolyte before being injected into the battery can is 100 ppm or less. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of (1) to (4), wherein (6) the electrode group before insertion into the battery can has a water content of 300 ppm or less. The non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (5), (1) to (6), wherein the battery and the (7) environment in which the electrode group is inserted into the battery can, the electrolyte is injected, and the environment at the time of closing the battery can are controlled to a dew point of -50 ° C or less. A non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the above.

【0006】本発明において遊離酸とは電解液から検出
される酸を指し、電解液に当初より含まれていた酸と、
電解液又はその蒸気により抽出され、その結果、電解液
から検出される電池内部の酸の合計をいう。遊離酸は、
電池組立時に酸として電池に内蔵されたものの場合と、
化学反応により発生した場合とがあり、例えばフッ化水
素である。また封口後3年を経るとは電池を組み立て封
口後、通常の環境下(通常、温度10〜35℃)で3年
間保存することをいう。この電池は封口後、必要に応じ
て、エージング処理、充放電処理、充放電サイクル及び
これらを組み合わせた工程を経たものであっても良い。
[0006] In the present invention, the free acid refers to an acid detected from an electrolytic solution, and an acid originally contained in the electrolytic solution,
It refers to the total amount of acid inside the battery that is extracted by the electrolyte or its vapor and consequently detected from the electrolyte. The free acid is
When the battery is built into the battery as an acid at the time of battery assembly,
It may be generated by a chemical reaction, for example, hydrogen fluoride. Further, three years after sealing means that the battery is assembled and sealed and stored for three years under a normal environment (normally, a temperature of 10 to 35 ° C.). After sealing, the battery may be subjected to an aging treatment, a charge / discharge treatment, a charge / discharge cycle, and a combination thereof, if necessary.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について詳述
する。本発明の非水電解質二次電池は、正負の電極シー
ト製造後、セパレーターを積層し、巻回した渦巻型の電
極群を電池缶に挿入、電解質を注入後封口し、その後適
当なエージング処理をしてなる。上記は円筒型電池につ
いて説明したが本発明は円筒型には限らず、角形等任意
の密閉型の電池に適用される。本発明の非水電解質二次
電池は、封口後3年を経た後に、該非水電解質に含まれ
る遊離酸の量が300ppmを超えない量であることを
特徴とする電池である。遊離酸の量は、300ppm以
下であれば少なければ少ないほど好ましく、200pp
m以下であればより好ましく、150ppm以下であれ
ば特に好ましい。非水電解質二次電池中に微量存在ない
しは発生する遊離酸の作用については従来不明であっ
た。遊離酸量は、電池を分解し電解質中に含まれるフッ
化水素量を定量することにより決定できる。フッ化水素
量の定量は、ブロムチモールブルーを指示薬とし、0.
1規定NaOH水溶液を用いて中和滴定して測定するこ
とができる。水分の測定は、市販のカールフィッシャー
水分測定装置(例えば、京都電子製 商品名MKC−2
10型カールフィッシャー水分測定装置)で測定するこ
とができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail. The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, after manufacturing positive and negative electrode sheets, laminating separators, inserting the wound spiral electrode group into a battery can, sealing the electrolyte after injecting the electrolyte, and then performing an appropriate aging treatment. Do it. Although the above description has been made with reference to a cylindrical battery, the present invention is not limited to a cylindrical battery, but is applicable to any sealed battery such as a square battery. The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a battery characterized in that the amount of free acid contained in the non-aqueous electrolyte does not exceed 300 ppm after three years from closure. The amount of the free acid is preferably as small as 300 ppm or less.
m or less, more preferably 150 ppm or less. The effect of a free acid generated or present in a trace amount in a non-aqueous electrolyte secondary battery has not been previously known. The amount of free acid can be determined by disassembling the battery and quantifying the amount of hydrogen fluoride contained in the electrolyte. The amount of hydrogen fluoride was determined by using bromthymol blue as an indicator and determining the amount of hydrogen fluoride.
It can be measured by neutralization titration using a 1N NaOH aqueous solution. The moisture was measured using a commercially available Karl Fischer moisture meter (eg, MKC-2 manufactured by Kyoto Electronics).
10 Karl Fischer moisture meter).

【0008】封口後3年間に生成する遊離酸量を抑制す
るには、封口前に電池缶に挿入される電池の構成材料の
脱水を充分にすると共に、封口による電池の密閉度を上
げる必要がある。本発明で用いられる封口用のガスケッ
トは、成形後アニール(熱処理)して封口時の歪みを除
去したものである。本発明で使用できるガスケットの材
質としては、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマ
ー、ポリエステル、セルロース系ポリマー、ポリイミ
ド、ポリアミドであり、耐有機溶媒性及び低水分透過性
から、オレフィン系ポリマー、ポリエステルが好まし
く、特にポリプロピレン、プロピレンとエチレンのブロ
ック共重合ポリマー、ポリブチレンテレフタレートが好
ましい。本発明の非水電解質二次電池に用いられるガス
ケットは、端子キャップや安全弁等の封口部材とともに
カシメ封口できるような形状に成形されるが、その後熱
処理される。熱処理が充分でないとカシメた後に徐々に
変形が起こり密閉度が低下する原因となる。熱処理の温
度は、60〜130℃が好ましく、80〜120℃がよ
り好ましく、90〜110℃が特に好ましい。熱処理の
時間は10分〜5時間が好ましく、20分〜2時間が特
に好ましい。
In order to suppress the amount of free acid generated in three years after the sealing, it is necessary to sufficiently dehydrate the constituent materials of the battery inserted into the battery can before the sealing and to increase the degree of sealing of the battery by the sealing. is there. The gasket for sealing used in the present invention is one in which distortion at the time of sealing is removed by annealing (heat treatment) after molding. The material of the gasket that can be used in the present invention is an olefin-based polymer, a fluorine-based polymer, a polyester, a cellulosic-based polymer, a polyimide, or a polyamide.From the organic solvent resistance and low moisture permeability, the olefin-based polymer and polyester are preferable. Particularly, polypropylene, a block copolymer of propylene and ethylene, and polybutylene terephthalate are preferred. The gasket used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is formed into a shape that can be swaged together with a sealing member such as a terminal cap or a safety valve, and then heat-treated. If the heat treatment is not sufficient, deformation occurs gradually after caulking, which causes a reduction in the degree of sealing. The temperature of the heat treatment is preferably from 60 to 130C, more preferably from 80 to 120C, and particularly preferably from 90 to 110C. The heat treatment time is preferably from 10 minutes to 5 hours, particularly preferably from 20 minutes to 2 hours.

【0009】本発明の非水電解質二次電池に用いられる
非水電解質は、電池缶に注入する前に含有する遊離酸の
量が100ppm以下であることが好ましい。より好ま
しい遊離酸の量は60ppm以下、特に好ましいのは4
0ppm以下である。水分や遊離酸量の少ない電解液を
作るには、蒸留を繰り返したり、モレキュラーシーブ等
の脱水剤を作用させて電解溶媒を充分に脱水することと
ともに、支持塩の純度の高いものを用いることが必要で
ある。電解液の調製は、露点がマイナス50℃以下の乾
燥空気中もしくは不活性ガス中で行うことが好ましい。
作成した電解液を更に脱水しても良い。
The non-aqueous electrolyte used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention preferably contains 100 ppm or less of free acid before being injected into a battery can. A more preferred amount of free acid is 60 ppm or less, and particularly preferred is 4 ppm.
It is 0 ppm or less. In order to make an electrolyte solution with a small amount of water and free acid, it is necessary to repeat the distillation, or to use a dehydrating agent such as molecular sieve to sufficiently dehydrate the electrolytic solvent and to use a high-purity supporting salt. is necessary. The preparation of the electrolytic solution is preferably performed in dry air having a dew point of minus 50 ° C. or less or in an inert gas.
The prepared electrolyte may be further dehydrated.

【0010】電解液は一般に支持塩と溶媒から構成され
る。リチウム二次電池における支持塩はリチウム塩が主
として用いられる。本発明の非水電解質二次電池に使用
できるリチウム塩としては、例えば、LiClO4 、L
iBF4 、LiPF6 、LiCF3 CO2 、LiAsF
6 、LiSbF6 、LiB10Cl10、LiOSO2n
2n+1で表されるフルオロスルホン酸(nは6以下の正
の整数)、LiN(SO2n2n+1)(SO2m
2m+1)で表されるイミド塩(m,nはそれぞれ6以下の
正の整数)、LiN(SO2p2p+1)(SO2q
2q+1)(SO2r2r+1)で表されるメチド塩
(p,q,rはそれぞれ6以下の正の整数)、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
ウ酸リチウムなどのLi塩を挙げることができ、これら
の一種または二種以上を混合して使用することができ
る。なかでもLiBF4 及び/あるいはLiPF6 を溶
解したものが好ましい。支持塩の濃度は、特に限定され
ないが、電解液1リットル当たり0.2〜3モルが好ま
しい。
The electrolyte generally comprises a supporting salt and a solvent. As a supporting salt in a lithium secondary battery, a lithium salt is mainly used. Examples of the lithium salt that can be used for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention include LiClO 4 , L
iBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF
6, LiSbF 6, LiB 10 Cl 10, LiOSO 2 C n
Fluorosulfonic acid represented by F 2n + 1 (n is a positive integer of 6 or less), LiN (SO 2 C n F 2n + 1 ) (SO 2 C m F
2m + 1 represented by imide salt) (m, n are each 6 or less positive integer), LiN (SO 2 C p F 2p + 1) (SO 2 C q
F 2q + 1 ) (SO 2 C r F 2r + 1 ) methide salt (p, q, and r are each a positive integer of 6 or less), lithium lower aliphatic carboxylate, LiAlCl 4 , LiCl, L
Li salts such as iBr, LiI, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, and the like can be given, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. Among them, those in which LiBF 4 and / or LiPF 6 are dissolved are preferable. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 3 mol per liter of the electrolytic solution.

【0011】本発明の非水電解質二次電池に使用できる
溶媒としては、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、メチルエチルカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル、酢酸メチル、
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、ジメチルスルホキシド、
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、ジオキサン、アセトニトリル、
ニトロメタン、エチルモノグライム、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、エチ
ルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロト
ン性有機溶媒を挙げることができ、これらの一種または
二種以上を混合して使用する。これらのなかでは、カー
ボネート系の溶媒が好ましく、環状カーボネートと非環
状カーボネートを混合して用いるのが特に好ましい。環
状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネートが好ましい。また、非環状カーボネー
トとしては、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネートが好ましい。
Solvents that can be used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, methyl formate, methyl acetate,
1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-
Methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide,
1,3-dioxolan, formamide, dimethylformamide, dioxolan, dioxane, acetonitrile,
Aprotic such as nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propane sultone Organic solvents can be mentioned, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. Of these, carbonate-based solvents are preferable, and it is particularly preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a non-cyclic carbonate. As the cyclic carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable. As the acyclic carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate are preferable.

【0012】本発明の非水電解質二次電池に使用できる
電解液としては、エチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート、1,2−ジメトキシエタン、ジメチルカー
ボネートあるいはジエチルカーボネートを適宜混合した
電解液にLiCF3 SO3 、LiClO4 、LiBF4
および/またはLiPF6 を含む電解液が好ましい。特
にプロピレンカーボネートもしくはエチレンカーボネー
トの少なくとも一方とジメチルカーボネートもしくはジ
エチルカーボネートの少なくとも一方の混合溶媒に、L
iCF3 SO3 、LiClO4 、もしくはLiBF4
中から選ばれた少なくとも一種の塩とLiPF6 を含む
電解液が好ましい。これら電解液を電池内に添加する量
は特に限定されず、正極材料や負極材料の量や電池のサ
イズに応じて用いることができる。
[0012] Examples of the electrolyte that can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention include LiCF 3 SO 3 , an electrolyte obtained by appropriately mixing ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, dimethyl carbonate or diethyl carbonate. LiClO 4 , LiBF 4
And / or an electrolyte containing LiPF 6 is preferred. Particularly, a mixed solvent of at least one of propylene carbonate or ethylene carbonate and at least one of dimethyl carbonate or diethyl carbonate,
An electrolyte containing LiPF 6 and at least one salt selected from iCF 3 SO 3 , LiClO 4 , or LiBF 4 is preferable. The amount of these electrolytes added to the battery is not particularly limited, and can be used according to the amounts of the positive electrode material and the negative electrode material and the size of the battery.

【0013】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
併用することができる。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、Li3 N、LiI、Li5
NI2 、Li3 N−LiI−LiOH、Li4 SiO
4 、Li4 SiO4 −LiI−LiOH、x Li3 PO
4−(1−x)Li4 SiO4 、Li2 SiS3 、硫化
リン化合物などが有効である(ここで0<x≦1)。
Further, in addition to the electrolytic solution, the following solid electrolyte can be used in combination. 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, Li 4 SiO
4, Li 4 SiO 4 -LiI- LiOH, x Li 3 PO
4 - (1-x) Li 4 SiO 4, Li 2 SiS 3, it is effective such as phosphorus sulfide compound (where 0 <x ≦ 1).

【0014】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
オキサイド誘導体あるいは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、非プロトン性極性溶媒を含有させた高分子マ
トリックス材料が有効である。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 ion dissociating group, a mixture of a polymer containing an ion dissociating group and the above aprotic electrolyte solution , A phosphate matrix polymer, and a polymer matrix material containing an aprotic polar solvent are 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.

【0015】また、放電や充放電特性を改良する目的
で、他の化合物を電解質に添加しても良い。例えば、ピ
リジン、ピロリン、ピロール、トリフェニルアミン、フ
ェニルカルバゾール、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、
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’−置換イミダリジノン、グライム類例えばエチ
レングリコールジアルキルエーテル、第四級アンモニウ
ム塩、ポリエチレングリコ−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、モルホリン、カルボニル基を持つアリー
ル化合物、12−クラウン−4のようなクラウンエーテ
ル類、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アル
キルモルホリン、二環性の三級アミン、オイル、四級ホ
スホニウム塩、三級スルホニウム塩などを挙げることが
できる。特に好ましいのはトリフェニルアミン、フェニ
ルカルバゾールを単独もしくは組み合わせて用いた場合
である。
Further, another compound may be added to the electrolyte for the purpose of improving the discharge and charge / discharge characteristics. For example, pyridine, pyrroline, pyrrole, triphenylamine, phenylcarbazole, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine,
Hexaphosphoric acid triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone and N, N'-substituted imidalidinone, glymes such as ethylene glycol dialkyl ether, quaternary ammonium salt, polyethylene glycol, pyrrole, 2-methoxyethanol , AlCl 3 , monomer of conductive polymer electrode active material, triethylene phosphoramide, trialkylphosphine, morpholine, aryl compound having carbonyl group, crown ethers such as 12-crown-4, hexamethylphosphoric triamide And 4-alkylmorpholines, bicyclic tertiary amines, oils, quaternary phosphonium salts, tertiary sulfonium salts, and the like. Particularly preferred is a case where triphenylamine and phenylcarbazole are used alone or in combination.

【0016】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、三フッ化塩化エチレン
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。
Further, in order to make the electrolyte nonflammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride can be contained in the electrolyte. In addition, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution in order to provide suitability for high-temperature storage.

【0017】電解液は、全量を1回で注入してもよい
が、2回以上に分けて注入することが好ましい。2回以
上に分けて注入する場合、それぞれの液は同じ組成で
も、違う組成(例えば、非水溶媒あるいは非水溶媒にリ
チウム塩を溶解した溶液を注入した後、前記溶媒より粘
度の高い非水溶媒あるいは非水溶媒にリチウム塩を溶解
した溶液を注入)でも良い。また、電解液の注入時間の
短縮等のために、電池缶を減圧したり、電池缶に遠心力
や超音波をかけることを行ってもよい。
The entire amount of the electrolytic solution may be injected at one time, but it is preferable to inject it in two or more portions. In the case of injecting two or more times, even if each liquid has the same composition, different compositions (for example, after injecting a non-aqueous solvent or a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent, a non-aqueous solution having a higher viscosity than the solvent) A solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent or a non-aqueous solvent is injected). Further, in order to shorten the injection time of the electrolyte solution, the pressure of the battery can may be reduced, or a centrifugal force or an ultrasonic wave may be applied to the battery can.

【0018】本発明の非水電解質二次電池の電極群は、
電池缶に挿入する前の電極群が含有する水分量が300
ppm以下であることが好ましい。200ppm以下が
より好ましく、100ppm以下が特に好ましい。電極
群以外の電池を構成する材料、例えば電池缶や絶縁板、
ガスケット等の封口部材等も電池組立前に充分に脱水し
ておくことが好ましい。これらの部材は、適当な溶媒等
を用いて洗浄した後、露点がマイナス50℃以下の乾燥
空気もしくは不活性ガス中に保管するのが好ましい。
The electrode group of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises:
The amount of water contained in the electrode group before being inserted into the battery can is 300
It is preferably at most ppm. It is more preferably at most 200 ppm, particularly preferably at most 100 ppm. Materials constituting the battery other than the electrode group, for example, a battery can or an insulating plate,
It is preferable that a sealing member such as a gasket is sufficiently dehydrated before assembling the battery. These members are preferably washed with a suitable solvent or the like, and then stored in dry air or an inert gas having a dew point of −50 ° C. or less.

【0019】塗布後の電極シートは、熱風、真空、赤外
線、遠赤外線、電子線及び低湿風の作用により乾燥、脱
水される。これらの方法は単独あるいは組み合わせて用
いることができる。乾燥温度は50〜350℃の範囲が
好ましい。より具体的には、50〜100℃で乾燥した
電極シートをプレス成形した後、150〜260℃で熱
処理し、電極の使用幅に裁断した後電池組立までの間に
160〜250℃で更に脱水することが好ましい。熱処
理は、190〜250℃の温度で2分〜2時間処理する
のが特に好ましく、電池組立前の脱水は170〜240
℃の温度で20分〜10時間処理するのが特に好まし
い。電池組立直前の電極が有する水分量は、200pp
m以下が好ましく、100ppm以下が特に好ましい。
The electrode sheet after application is dried and dehydrated by the action of hot air, vacuum, infrared rays, far infrared rays, electron beams and low humidity air. These methods can be used alone or in combination. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 350 ° C. More specifically, after pressing an electrode sheet dried at 50 to 100 ° C., heat-treating at 150 to 260 ° C., cutting the electrode into a usable width, and further dehydrating at 160 to 250 ° C. before battery assembly. Is preferred. The heat treatment is particularly preferably performed at a temperature of 190 to 250 ° C. for 2 minutes to 2 hours.
It is particularly preferred to carry out the treatment at a temperature of ° C. for 20 minutes to 10 hours. The water content of the electrode immediately before battery assembly is 200 pp
m or less, and particularly preferably 100 ppm or less.

【0020】本発明の非水電解質二次電池の製造におい
ては、電池の組立環境は、該電極群の電池缶挿入、電解
液注入及び電池缶封口の各工程を通じて、露点マイナス
50℃以下に管理されていることが好ましい。
In the manufacture of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the assembly environment of the battery is controlled to a dew point of −50 ° C. or less through the steps of inserting the electrode group into the battery can, injecting the electrolyte, and sealing the battery can. It is preferred that

【0021】本発明の非水電解質二次電池に用いられる
正極(あるいは負極)は、正極合剤(あるいは負極合
剤)を集電体上に塗設、成形して作ることができる。正
極合剤(あるいは負極合剤)には、正極活物質(あるい
は負極材料)の他、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。これらの電極は、円盤状、板状であってもよ
いが、柔軟性のあるシート状であると好ましい。
The positive electrode (or negative electrode) used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be produced by applying a positive electrode mixture (or negative electrode mixture) on a current collector and molding. The positive electrode mixture (or negative electrode mixture) may include a conductive agent, a binder, a dispersant, a filler, an ionic conductive agent, a pressure enhancer, and various additives in addition to the positive electrode active material (or the negative electrode material). it can. These electrodes may be in the form of a disk or a plate, but are preferably in the form of a flexible sheet.

【0022】以下に本発明の非水電解質二次電池の電極
合剤に使用される材料について説明する。本発明の非水
電解質二次電池に用いられる正極活物質は、リチウム含
有遷移金属酸化物が好ましい。リチウム含有遷移金属酸
化物は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、M
o、Wから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素とリ
チウムとを主として含有する酸化物であって、リチウム
と遷移金属のモル比が0.3乃至2.2の化合物であ
る。より好ましくは、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
iから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素とリチウ
ムとを主として含有する酸化物であって、リチウムと遷
移金属のモル比が0.3乃至2.2の化合物である。な
お主として存在する遷移金属に対し30モルパーセント
未満の範囲でAl、Ga、In、Ge、Sn、Pb、S
b、Bi、Si、P、Bなどを含有していても良い。さ
らに好ましいリチウム含有遷移金属酸化物は、Lix
oO2 、Lix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Co
a Ni1-a2 、Lix Cob1-bz 、Lix Co
b Fe1-b2 、Lix Mn24 、Lix Mnc Co
2-c4 、Lix Mnc Ni2-c4 、Lix Mnc
2-c4 、Lix Mnc Fe2-c4(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)
である。最も好ましいリチウム含有遷移金属酸化物とし
ては、Lix CoO2 、LixNiO2 、Lix MnO2
、Lix Coa Ni1-a2 、Lix Mn24 、L
x Cob1-bz (x=0.02〜1.2、a=
0.1〜0.9、b=0.9〜0.98、z=2.01
〜2.3)があげられる。なおxの値は充放電開始前の
値であり、充放電により増減する。
Hereinafter, the materials used for the electrode mixture of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described. The positive electrode active material used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is preferably a lithium-containing transition metal oxide. Lithium-containing transition metal oxides include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, M
An oxide mainly containing lithium and at least one transition metal element selected from o and W, and a compound having a molar ratio of lithium to the transition metal of 0.3 to 2.2. More preferably, V, Cr, Mn, Fe, Co, N
An oxide mainly containing lithium and at least one transition metal element selected from i, and a compound having a molar ratio of lithium to the transition metal of 0.3 to 2.2. In addition, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, S
b, Bi, Si, P, B, etc. may be contained. More preferred lithium-containing transition metal oxides are Li x C
oO 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 Mn 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 ( wherein 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)
It is. Most preferred lithium-containing transition metal oxides include Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , and Li x MnO 2
, Li x Co a Ni 1-a O 2 , Li x Mn 2 O 4 , L
i x Co b V 1-b O z (x = 0.02~1.2, a =
0.1-0.9, b = 0.9-0.98, z = 2.01
To 2.3). The value of x is a value before the start of charge / discharge, and increases / decreases due to charge / discharge.

【0023】本発明の非水電解質二次電池に用いる正極
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。焼成の為の詳細は、特開平6−
60867号の段落35、特開平7−14579号等に
記載されており、これらの方法を用いることができる。
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。更に、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
り合成する方法であっても良い。
The positive electrode active material used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be synthesized by a method of mixing and firing a lithium compound and a transition metal compound or a solution reaction.
Particularly, a firing method is preferable. Details of firing are described in
These methods are described in paragraph 35 of 60867, JP-A-7-14579 and the like.
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. Further, as a method of chemically inserting lithium ions into the transition metal oxide, a method of synthesizing lithium metal, a lithium alloy, or butyllithium by reaction with the transition metal oxide may be used.

【0024】本発明の非水電解質二次電池に用いる正極
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。0.5〜30μmの粒子の体積
が95%以上であることが好ましい。粒径3μm以下の
粒子群の占める体積が全体積の18%以下であり、かつ
15μm以上25μm以下の粒子群の占める体積が、全
体積の18%以下であることが更に好ましい。比表面積
としては特に限定されないが、BET法で0.01〜5
0m2 /gが好ましく、特に0.2m2 /g〜1m2
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み液のpHとしては7以上12以下
が好ましい。
The average particle size of the positive electrode active material used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited.
~ 50 μm is preferred. It is preferable that the volume of the particles of 0.5 to 30 μm is 95% or more. More preferably, the volume occupied by the particle group having a particle size of 3 μm or less is 18% or less of the total volume, and the volume occupied by the particle group having a particle size of 15 μm or more and 25 μm or less is 18% or less of the total volume. Although the specific surface area is not particularly limited, it is 0.01 to 5 by the BET method.
0 m 2 / g are preferred, 0.2m 2 / g~1m 2 /
g is preferred. Also, 5 g of the positive electrode active material was added to 100 ml of distilled water.
The pH of the supernatant when dissolved in water is preferably 7 or more and 12 or less.

【0025】本発明の非水電解質二次電池の正極活物質
を焼成によって得る場合、焼成温度としては500〜1
500℃であることが好ましく、さらに好ましくは70
0〜1200℃であり、特に好ましくは750〜100
0℃である。焼成時間としては4〜30時間が好まし
く、さらに好ましくは6〜20時間であり、特に好まし
くは6〜15時間である。
When the positive electrode active material of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is obtained by firing, the firing temperature is 500 to 1
The temperature is preferably 500 ° C, more preferably 70 ° C.
0 to 1200 ° C., particularly preferably 750 to 100 ° C.
0 ° C. The firing time is preferably 4 to 30 hours, more preferably 6 to 20 hours, and particularly preferably 6 to 15 hours.

【0026】本発明の非水電解質二次電池で用いられる
負極材料としては、リチウムイオンを吸蔵・放出できる
化合物であればよい。このような負極材料の例としては
金属リチウム、リチウム合金、炭素質化合物、無機酸化
物、無機カルコゲン化合物、金属錯体、有機高分子化合
物が挙げられる。これらは単独でも、組み合わせて用い
てもよい。
The negative electrode material used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be any compound capable of inserting and extracting lithium ions. Examples of such a negative electrode material include lithium metal, a lithium alloy, a carbonaceous compound, an inorganic oxide, an inorganic chalcogen compound, a metal complex, and an organic polymer compound. These may be used alone or in combination.

【0027】上記の負極材料の中で好ましいのは、炭素
質材料、金属もしくは半金族元素の酸化物、カルコゲン
である。炭素質材料は、実質的に炭素からなる材料であ
り例えば、石油ピッチ、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛性
炭素、メソカーボンマイクロビーズ、PAN系炭素繊
維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成
長炭素繊維、脱水PVA系炭素繊維、リグニン炭素繊
維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等を挙げることが
できる。
Among the above-mentioned negative electrode materials, carbonaceous materials, oxides of metals or metalloids, and chalcogens are preferred. The carbonaceous material is a material substantially composed of carbon, for example, petroleum pitch, natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon, mesocarbon microbeads, PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, Vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA-based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, activated carbon fiber and the like can be mentioned.

【0028】本発明の非水電解質二次電池で用いられる
金属もしくは半金族元素の酸化物、カルコゲン化合物
は、周期表13、14、15族原子と酸素若しくはカル
コゲン族原子からなる化合物である。本発明においては
負極材料として周期表1、2、13、14、15族原子
から選ばれる三種以上の原子を含む主として非晶質カル
コゲン化合物または非晶質酸化物が特に好ましく用いら
れる。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20°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、2
θ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500倍以下であることが好ま
しく、さらに好ましくは100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 oxide or chalcogen compound of a metal or semi-metal group used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a compound comprising atoms of groups 13, 14, and 15 of the periodic table and oxygen or chalcogen atoms. In the present invention, as the negative electrode material, an amorphous chalcogen compound or an amorphous oxide mainly containing three or more kinds of atoms selected from Group 1, 2, 13, 14, and 15 atoms of the periodic table is particularly preferably used. The term “amorphous” as used herein refers to a substance having a broad scattering band having a peak at 20 ° to 40 ° in 2θ value by X-ray diffraction using CuKα ray, and having a crystalline diffraction line. Is also good. Preferably 40 ° or more and 70 ° in 2θ value
Among the crystalline diffraction lines shown below, the strongest intensity is 2
It is preferably 500 times or less, more preferably 100 times or less, particularly preferably 5 times or less, the diffraction line intensity of the peak of the broad scattering band seen at 20 ° or more and 40 ° or less in θ value, Most preferably, it has no crystalline diffraction lines.

【0029】上記のカルコゲン化合物、酸化物は、B、
Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、
P、As、Sb、Biの中の2種以上の元素を主体とす
る複合カルコゲン化合物、複合酸化物がより好ましい。
特に好ましいのは、B、Al、Si、Ge、Sn、Pの
中の2種以上の元素を主体とする複合カルコゲン化合物
もしくは酸化物である。これらの複合カルコゲン化合
物、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2族の元素から選ばれた少なくと
も1種の元素を含む。
The above chalcogen compound and oxide are B,
Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb,
A complex chalcogen compound and a complex oxide mainly containing two or more elements among P, As, Sb, and Bi are more preferable.
Particularly preferred is a complex chalcogen compound or oxide mainly composed of two or more elements among B, Al, Si, Ge, Sn and P. These complex chalcogen compounds and complex oxides contain at least one element selected from the elements of Groups 1 and 2 of the periodic table in order to mainly modify the amorphous structure.

【0030】上記の負極材料の中で、Snを主体とする
非晶質の複合酸化物が好ましく、次の一般式(3)で表
される。 一般式(3) SnM3 c4 dt 式中、M3 はAl、B、P、Si、Geの少なくとも1
種を、M4 は周期律表第1族元素、第2族元素の少なく
とも1種を表し、cは0.2より大、2未満の数、dは
0.01以上、1以下の数で、0.2<c+d<3、t
は1以上6以下の数を表す。
Among the above-mentioned negative electrode materials, an amorphous composite oxide mainly composed of Sn is preferable, and is represented by the following general formula (3). Formula (3) SnM 3 c M 4 in d O t formula, M 3 is Al, B, P, Si, at least one of Ge
M 4 represents at least one element of Group 1 and Group 2 of the periodic table, c is a number greater than 0.2 and less than 2, d is a number of 0.01 or more and 1 or less. , 0.2 <c + d <3, t
Represents a number of 1 or more and 6 or less.

【0031】本発明の非水電解質二次電池で用いられる
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。
As the amorphous composite oxide used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, any of a firing method and a solution method can be adopted, but the firing 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.

【0032】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。本発明の非水電解質二次電池の製造における昇温速
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。
As the firing conditions, the heating rate is preferably 5 ° C. to 200 ° C./min, the firing temperature is preferably 500 ° C. to 1500 ° C., and the firing time is 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.. The rate of temperature rise in the production of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an average rate of temperature rise from "50% of firing temperature (expressed in ° C)" to "80% of firing temperature (expressed in ° C)". In the present invention, the temperature decreasing rate in the present invention refers to a firing temperature (° C.
80% of the display) to “50% of the firing temperature (° C)”
Is the average rate of temperature drop to reach.

【0033】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19
87)217頁記載のgun法・Hammer−Anv
il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1991)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 temperature may be cooled in a firing furnace, or may be taken out of the firing furnace and put into, for example, water to cool. Also ceramic processing (Gihodo Publishing 19
87) Gun method described on page 217, Hammer-Anv
An ultra-quenching method such as an il method, a slap method, a gas atomizing method, a plasma spray method, a centrifugal quenching method, and a melt drag method can also be used. Alternatively, cooling may be performed using a single roller method or a twin roller method described in page 172 of the New Glass Handbook (Maruzen 1991). In the case of a material that melts during firing, a fired product may be continuously taken out while supplying raw materials during firing. In the case of a material that melts during firing, it is preferable to stir the melt.

【0034】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。
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.

【0035】本発明の非水電解質二次電池の製造に用い
られる化合物の平均粒子サイズは0.1〜60μmが好
ましい。より詳しくは、平均粒径が0.7〜25μmで
あり、かつ全体積の60%以上が0.5〜30μmであ
ることが好ましい。また、本発明の非水電解質二次電池
の負極活物質の粒径1μm以下の粒子群の占める体積は
全体積の30%以下であり、かつ粒径20μm以上の粒
子群の占める体積が全体積の25%以下であることが好
ましい。使用する材料の粒径は、負極の片面の合剤厚み
を越えないものであることはいうまでもない。
The average particle size of the compound used for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is preferably 0.1 to 60 μm. More specifically, it is preferable that the average particle size is 0.7 to 25 μm and 60% or more of the total volume is 0.5 to 30 μm. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the volume occupied by the particle group having a particle size of 1 μm or less of the negative electrode active material is 30% or less of the total volume, and the volume occupied by the particle group having a particle size of 20 μm or more is the total volume. Is preferably 25% or less. It goes without saying that the particle size of the material used does not exceed the thickness of the mixture on one side of the negative electrode.

【0036】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で
きる。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。平均粒径とは一次
粒子のメジアン径のことであり、レーザー回折式の粒度
分布測定装置により測定される。また、本発明の非水電
解質二次電池の負極材料の比表面積は、BET比表面積
測定法での測定値が0.1〜5m2 /gであることが好
ましい。
To obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, mortar, ball mill, sand mill, vibration ball mill, satellite ball mill,
A planetary ball mill, a swirling jet mill, a sieve, or the like is used. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can also be performed if 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. The average particle size is a median size of primary particles, and is measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device. The specific surface area of the negative electrode material of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is preferably from 0.1 to 5 m 2 / g as measured by a BET specific surface area measurement method.

【0037】本発明の非水電解質二次電池の負極材料の
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。SnAl0.40.50.50.13.65、Sn
Al0.40.50.5 Na0.23.7 、SnAl0.4
0.30.5 Rb0.23.4 、SnAl0.40.50.5
Cs0.13.65、SnAl0.40.50.50.1 Ge
0.053.85、SnAl0.40.50.50.1 Mg0.1
Ge0.023.83、 SnAl0.40.40.43.2 、S
nAl0.30.50.22.7 、SnAl0.30.5
0.22.7 、SnAl0.40.50.3 Ba0.08Mg
0.083.26、SnAl0.40.40.4 Ba
0.083.28、SnAl0.40.50.53.6 、SnA
0.40.50.5 Mg0.13.7
Examples of the negative electrode material of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these. SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 K 0.1 O 3.65 , Sn
Al 0.4 B 0.5 P 0.5 Na 0.2 O 3.7 , SnAl 0.4 B
0.3 P 0.5 Rb 0.2 O 3.4 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5
Cs 0.1 O 3.65 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 K 0.1 Ge
0.05 O 3.85 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 K 0.1 Mg 0.1
Ge 0.02 O 3.83 , SnAl 0.4 B 0.4 P 0.4 O 3.2 , S
nAl 0.3 B 0.5 P 0.2 O 2.7 , SnAl 0.3 B 0.5 P
0.2 O 2.7 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.3 Ba 0.08 Mg
0.08 O 3.26 , SnAl 0.4 B 0.4 P 0.4 Ba
0.08 O 3.28 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 O 3.6 , SnA
l 0.4 B 0.5 P 0.5 Mg 0.1 O 3.7 ,

【0038】SnAl0.50.40.5 Mg0.10.2
3.65、SnB0.50.5 Li0.1 Mg0.10.2
3.05、SnB0.50.50.1 Mg0.10.23.05
SnB0.50.50.05Mg0.050.13.03、SnB
0.50.50.05Mg0.10.23.03、SnAl0.4
0.50.5 Cs0.1 Mg0.10.23.65、SnB
0.50.5 Cs0.05Mg0.050.13.03、SnB0.5
0.5 Mg0.10.13.05、SnB0.50.5 Mg
0.10.23 、SnB0.50.5 Mg0.10.06
3.07、SnB0.50.5 Mg0.10.143.03、SnP
Ba0.083.58、SnPK0.13.55、SnPK0.05
0.053.58、SnPCs0.13.55、SnPBa0.08
0.083.54、SnPK0.1 Mg0.10.23.55、S
nPK0.05Mg0.050.13.53、SnPCs0.1 Mg
0.10.23.55、SnPCs0.05Mg0.050.1
3.53
SnAl 0.5 B 0.4 P 0.5 Mg 0.1 F 0.2
O 3.65 , 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 , SnAl 0.4
B 0.5 P 0.5 Cs 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.65, 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 , SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.14 O 3.03 , SnP
Ba 0.08 O 3.58 , SnPK 0.1 O 3.55 , SnPK 0.05 M
g 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 , S
nPK 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 ,

【0039】Sn1.1 Al0.40.20.6 Ba0.08
0.083.54、Sn1.1 Al0.40.20.6 Li0.1
0.1 Ba0.10.13.65、Sn1.1 Al0.40.4
0.4 Ba0.083.34、Sn1.1 Al0.4 PCs0.05
4.23、Sn1.1 Al0.4 PK0.054.23、Sn1.2 Al
0.50.30.4 Cs0.23.5 、Sn1.2 Al0.4
0.20.6 Ba0.083.68、Sn1.2 Al0.40.2
0.6 Ba0.080.083.64、Sn1.2 Al0.40.2
0.6 Mg0.04Ba0.043.68、Sn1.2 Al0.40.3
0.5 Ba0.083.58、Sn1.3 Al0.30.30.4
Na0.23.3 、Sn1.3 Al0.20.40.4 Ca0.2
3.4 、Sn1.3 Al0.40.40.4 Ba0.23.6
、Sn1.4 Al0.4 PK0.24.6 、Sn1.4 Al0.2
Ba0.1 PK0.24.45、Sn1.4 Al0.2 Ba0.2
PK0.24.6 、Sn1.4 Al0.4 Ba0.2 PK0.2
0.10.24.9 、Sn1.4 Al0.4 PK0.3
4.65、Sn1.5 Al0.2 PK0.24.4 、Sn1.5
0.4 PK0.14.65、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05
4.63、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05Mg0.10.2
4.63
Sn 1.1 Al 0.4 B 0.2 P 0.6 Ba 0.08 F
0.08 O 3.54 , Sn 1.1 Al 0.4 B 0.2 P 0.6 Li 0.1 K
0.1 Ba 0.1 F 0.1 O 3.65, Sn 1.1 Al 0.4 B 0.4 P
0.4 Ba 0.08 O 3.34 , Sn 1.1 Al 0.4 PCs 0.05 O
4.23 , Sn 1.1 Al 0.4 PK 0.05 O 4.23 , Sn 1.2 Al
0.5 B 0.3 P 0.4 Cs 0.2 O 3.5 , Sn 1.2 Al 0.4 B
0.2 P 0.6 Ba 0.08 O 3.68 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.2 P
0.6 Ba 0.08 F 0.08 O 3.64 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.2 P
0.6 Mg 0.04 Ba 0.04 O 3.68 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.3
P 0.5 Ba 0.08 O 3.58 , Sn 1.3 Al 0.3 B 0.3 P 0.4
Na 0.2 O 3.3 , Sn 1.3 Al 0.2 B 0.4 P 0.4 Ca 0.2
O 3.4 , Sn 1.3 Al 0.4 B 0.4 P 0.4 Ba 0.2 O 3.6
, Sn 1.4 Al 0.4 PK 0.2 O 4.6 , Sn 1.4 Al 0.2
Ba 0.1 PK 0.2 O 4.45 , Sn 1.4 Al 0.2 Ba 0.2
PK 0.2 O 4.6 , Sn 1.4 Al 0.4 Ba 0.2 PK 0.2 B
a 0.1 F 0.2 O 4.9 , Sn 1.4 Al 0.4 PK 0.3
O 4.65 , Sn 1.5 Al 0.2 PK 0.2 O 4.4 , Sn 1.5 A
l 0.4 PK 0.1 O 4.65 , Sn 1.5 Al 0.4 PCs 0.05 O
4.63 , Sn 1.5 Al 0.4 PCs 0.05 Mg 0.1 F 0.2 O
4.63 ,

【0040】SnSi0.5 Al0.10.20.1 Ca
0.43.1 、SnSi0.4 Al0.20.42.7 、Sn
Si0.5 Al0.20.10.1 Mg0.12.8 、SnS
0.6 Al0.20.22.8 、SnSi0.5 Al0.3
0.40.23.55、SnSi0.5 Al0.30.40.5
4.30、SnSi0.6 Al0.10.10.33.25、S
nSi0.6 Al0.10.10.1Ba0.22.95、Sn
Si0.6 Al0.10.10.1 Ca0.22.95、SnS
0.6 Al0.40.2 Mg0.13.2 、SnSi0.6
0.10.30.13.05、SnSi0.6 Al0.2 Mg
0.22.7 、SnSi0.6 Al0.2 Ca0.22.7、S
nSi0.6 Al0.20.23 、SnSi0.60.2
0.23 、SnSi0.8 Al0.22.9 、SnSi0.8
Al0.30.20.23.85、SnSi0.80.2
2.9 、SnSi0.8 Ba0.22.8 、SnSi0.8 Mg
0.22.8 、SnSi0.8 Ca0.22.8 、SnSi
0.80.23.1
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 , Sn
Si 0.5 Al 0.2 B 0.1 P 0.1 Mg 0.1 O 2.8 , SnS
i 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 , SnSi 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 , S
nSi 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ba 0.2 O 2.95 , Sn
Si 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ca 0.2 O 2.95 , SnS
i 0.6 Al 0.4 B 0.2 Mg 0.1 O 3.2 , SnSi 0.6 A
l 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 , S
nSi 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 Ba 0.2 O 2.8 , SnSi 0.8 Mg
0.2 O 2.8 , SnSi 0.8 Ca 0.2 O 2.8 , SnSi
0.8 P 0.2 O 3.1 ,

【0041】Sn0.9 Mn0.30.40.4 Ca0.1
0.12.95、Sn0.9 Fe0.30.40.4 Ca0.1
Rb0.12.95、Sn0.8 Pb0.2 Ca0.10.9
3.35、Sn0.3 Ge0.7 Ba0.10.93.35、Sn
0.9 Mn0.1 Mg0.10.93.35、Sn0.2 Mn0.8
Mg0.10.93.35、Sn0.7 Pb0.3 Ca0.1
0.93.35、Sn0.2 Ge0.8 Ba0.10.93.35
Sn 0.9 Mn 0.3 B 0.4 P 0.4 Ca 0.1 R
b 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 Ge 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 ,

【0042】SnSi0.80.22.9 、SnSi0.7
0.32.85、SnSi0.70.3 Al0.13.0 、S
nSi0.50.3 Al0.1 Mg0.12.7 、Sn0.8
0.60.2 Al0.1 Li0.12.5 、Sn0.8 Si0.6
0.2 Al0.1 Cs0.12.65、Sn0.8 Si0.7
0.10.1 Al0.12.75、Sn0.8 Si0.50.3
0.2 Al0.12.9 、Sn0.8 Si0.70.10.1
0.1 Li0.052.78、Sn0.8 Si0.50.30.1
Al0.1 Li0.12.7 、Sn0.8 Si0.50.3
0.2 Al0.1 Cs0.12.95、Sn0.8 Si0.70.3
2.95、Sn0.8 Si0.70.3 Al0.13.1 、Sn
Si0.50.3 Zr0.12.65、Sn0.8 Si0.6
0.2 Zr0.12.7 、Sn0.8 Si0.60.20.1
0.12.75
SnSi 0.8 B 0.2 O 2.9 , SnSi 0.7
B 0.3 O 2.85 , SnSi 0.7 B 0.3 Al 0.1 O 3.0 , S
nSi 0.5 B 0.3 Al 0.1 Mg 0.1 O 2.7 , Sn 0.8 S
i 0.6 B 0.2 Al 0.1 Li 0.1 O 2.5 , Sn 0.8 Si 0.6
B 0.2 Al 0.1 Cs 0.1 O 2.65 , Sn 0.8 Si 0.7 B
0.1 P 0.1 Al 0.1 O 2.75 , Sn 0.8 Si 0.5 B 0.3 P
0.2 Al 0.1 O 2.9 , Sn 0.8 Si 0.7 B 0.1 P 0.1 A
l 0.1 Li 0.05 O 2.78 , Sn 0.8 Si 0.5 B 0.3 P 0.1
Al 0.1 Li 0.1 O 2.7 , Sn 0.8 Si 0.5 B 0.3 P
0.2 Al 0.1 Cs 0.1 O 2.95 , Sn 0.8 Si 0.7 P 0.3
O 2.95 , Sn 0.8 Si 0.7 P 0.3 Al 0.1 O 3.1 , Sn
Si 0.5 B 0.3 Zr 0.1 O 2.65 , Sn 0.8 Si 0.6 P
0.2 Zr 0.1 O 2.7 , Sn 0.8 Si 0.6 B 0.2 P 0.1 Z
r 0.1 O 2.75

【0043】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 calcination can be calculated by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy as a measuring method, and from the weight difference of powder before and after calcination as a simple method.

【0044】本発明の非水電解質二次電池の負極材料に
は軽金属、特にリチウムを挿入して用いることができ
る。リチウムの挿入方法には、電気化学的方法、化学的
方法、熱的方法等がある。特に好ましいのは電気化学的
方法であり、例えば集電体の負極合剤の未塗布部や負極
合剤層上にリチウムを主体とした金属の小片を貼り付
け、電解液と接触させることによって挿入できる。特に
電池内で電気化学的にリチウムを挿入する方法が好まし
い。リチウムを主体とした金属の小片は、厚みが5〜2
00μmの箔を短冊状等の小片にして貼り付けるのが好
ましい。
The negative electrode material of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used by inserting a light metal, particularly lithium. Methods for inserting lithium include an electrochemical method, a chemical method, and a thermal method. Particularly preferred is an electrochemical method, for example, by attaching a small piece of metal mainly composed of lithium on the uncoated portion of the negative electrode mixture of the current collector or on the negative electrode mixture layer, and inserting it by contacting with the electrolytic solution. it can. In particular, a method of electrochemically inserting lithium in a battery is preferable. Small pieces of metal mainly composed of lithium have a thickness of 5-2.
It is preferable to stick a foil of 00 μm in small pieces such as strips.

【0045】リチウムの挿入は、リチウムを対極とした
ときに0.01Vまで挿入することができ、より好まし
くは0.05Vまで挿入できる。特に好ましい方法は、
負極材料の有する不可逆容量を補償するためにリチウム
を部分的に挿入する方法であり、リチウムを対極とした
ときに0.3Vまで挿入する方法である。より具体的な
リチウムの挿入量としては、負極材料1g当たり0.0
05g〜0.5g、より好ましくは0.03g〜0.2
g、特に好ましくは0.06g〜0.15gである。負
極材料が金属酸化物の場合は、金属酸化物1モル当たり
の当量で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。1.2当量よりも少ないリチウムを負極材
料に予備挿入した場合には電池容量が低く、また3.2
当量より多くのリチウムを予備挿入した場合にはサイク
ル性劣化があり、それぞれ好ましくない。
The lithium can be inserted up to 0.01 V when lithium is used as a counter electrode, and more preferably up to 0.05 V. A particularly preferred method is
This is a method in which lithium is partially inserted in order to compensate for the irreversible capacity of the negative electrode material, and a method in which lithium is inserted up to 0.3 V when lithium is used as a counter electrode. A more specific lithium insertion amount is 0.04 g / g of the negative electrode material.
05 g to 0.5 g, more preferably 0.03 g to 0.2
g, particularly preferably 0.06 g to 0.15 g. When the negative electrode material is a metal oxide, the equivalent amount per mole of the metal oxide is 0.5 to 4.0 equivalents, more preferably 1 to 3.5 equivalents, and particularly preferably 1.2 to 3 equivalents. .2
Is equivalent. When less than 1.2 equivalents of lithium were preliminarily inserted into the negative electrode material, the battery capacity was low, and 3.2
If more lithium than the equivalent is preliminarily inserted, the cyclability deteriorates, which is not preferable.

【0046】リチウム挿入量は、負極シート上に重ね合
せるリチウムの量によって任意に制御することが可能で
ある。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、98重量%以上のものが特に好ましい。負
極シート上のリチウムの重ね合せパターンとしてはシー
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
材料中に拡散するため、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好ま
しい。ここで言う重ね合せとは負極合剤および補助層を
有するシート上に直接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。
The amount of lithium inserted can be arbitrarily controlled by the amount of lithium superimposed on the negative electrode sheet. As the metal mainly composed of lithium, it is preferable to use lithium metal, but the purity is preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 98% by weight or more. It is preferable that the lithium superimposed pattern on the negative electrode sheet is superimposed on the entire surface of the sheet. Also, any of the disk-shaped partial overlaps is preferable. The term “overlap” as used herein means that a metal foil mainly composed of lithium is pressure-bonded directly onto a sheet having a negative electrode mixture and an auxiliary layer.

【0047】負極シートにおける金属箔重ね合せの被覆
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。20%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がさらに好ましく、10〜
75μmが特に好ましい。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−40℃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。
The covering rate of the metal foils on the negative electrode sheet is preferably from 10 to 100%, more preferably from 15 to 100%, particularly preferably from 20 to 100%. If it is less than 20%, the preliminary insertion of lithium may be non-uniform, which is not preferable. Further, from the viewpoint of uniformity, the thickness of the metal foil mainly composed of lithium is preferably 5 to 150 μm, more preferably 5 to 100 μm,
75 μm is particularly preferred. The handling atmosphere such as cutting and pasting of metal foil mainly composed of lithium has a dew point of -30.
It is preferable to be in a dry air or argon gas atmosphere at a temperature of not higher than -80 ° C or higher. In the case of dry air, the temperature is more preferably -40 ° C or lower and -80 ° C or higher. In handling, carbon dioxide may be used in combination. Particularly, in the case of an argon gas atmosphere, it is preferable to use a carbon dioxide gas in combination.

【0048】本発明の非水電解質二次電池の合剤に使用
される導電剤は、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。具体例と
しては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒
鉛、石油コークス、石炭コークス、セルロース類、糖
類、メソフェーズピッチ等の高温焼成体、気相成長黒鉛
等の人工黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブラッ
ク、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャン
ネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック等の
カーボンブラック類、アスファルトピッチ、コールター
ル、活性炭、メソフューズピッチ、ポリアセン等の炭素
材料、金属繊維等の導電性繊維類、銅、ニッケル、アル
ミニウム、銀等の金属粉類、酸化亜鉛、チタン酸カリウ
ム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属
酸化物等を挙げる事ができる。黒鉛では、アスペクト比
が5以上の平板状のものを用いると好ましい。これらの
中では、グラファイトやカーボンブラックが好ましく、
粒子の大きさは、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。これらは単独で用いても良いし、2種以上を
併用してもよい。併用する場合は、アセチレンブラック
等のカーボンブラック類と、1〜15μmの黒鉛粒子を
併用すると好ましい。導電剤の合剤層への添加量は、負
極材料または正極材料に対し1〜50重量%であること
が好ましく、特に2〜30重量%であることが好まし
い。カーボンブラックやグラファイトでは、3〜20重
量%であることが特に好ましい。
The conductive agent used for the mixture of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be any conductive material which does not cause a chemical change in the formed battery. Specific examples include flake graphite, flake graphite, natural graphite such as earthy graphite, petroleum coke, coal coke, celluloses, sugars, high-temperature fired bodies such as mesophase pitch, and graphite such as artificial graphite such as vapor-grown graphite. , Carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, channel black, lamp black, and thermal black, asphalt pitch, coal tar, activated carbon, meso fuse pitch, carbon materials such as polyacene, and conductive materials such as metal fibers. Examples thereof include fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, and conductive metal oxides such as titanium oxide. In the case of graphite, it is preferable to use a plate-like graphite having an aspect ratio of 5 or more. Among these, graphite and carbon black are preferred,
The size of the particles is preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.02 μm or more and 10 μm or less. These may be used alone or in combination of two or more. When used together, it is preferable to use carbon blacks such as acetylene black and graphite particles of 1 to 15 μm in combination. The amount of the conductive agent added to the mixture layer is preferably 1 to 50% by weight, and more preferably 2 to 30% by weight, based on the negative electrode material or the positive electrode material. For carbon black and graphite, the content is particularly preferably 3 to 20% by weight.

【0049】本発明の非水電解質二次電池では電極合剤
を保持するために結着剤を用いる。結着剤の例として
は、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマ
ー等が挙げられる。好ましい結着剤としては、でんぷ
ん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセ
チルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン
酸Na、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸Na、ポリビ
ニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルア
ミド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン
−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニル
クロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビ
ニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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EPD
M、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アク
リル酸エステルを含有する(メタ)アクリル酸エステル
共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニト
リル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを
含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポ
リエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、
ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリ
ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサ
スペンジョンを挙げることができる。特にポリアクリル
酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ンが挙げられる。これらの結着剤は、微小粉末を水に分
散したものを用いるのが好ましく、分散液中の粒子の平
均サイズが0.01〜5μmのものを用いるのがより好
ましく、0.05〜1μmのものを用いるのが特に好ま
しい。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a binder is used to hold the electrode mixture. Examples of the binder include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Preferred binders include starch, carboxymethylcellulose, cellulose, diacetylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinylphenol, polyvinylmethylether, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone , Polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, water-soluble polymers such as styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride -Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene Propylene -
Dienterpolymer (EPDM), sulfonated EPD
M, polyvinyl acetal resin, (meth) acrylate copolymer containing (meth) acrylate such as methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc., (meth) acrylate-acrylonitrile copolymer, vinyl acetate, etc. Polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluoro rubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin,
Emulsions (latex) or suspensions of a polyether polyurethane resin, a polycarbonate polyurethane resin, a polyester resin, a phenol resin, an epoxy resin and the like can be given. In particular, polyacrylate latex, carboxymethylcellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are exemplified. As these binders, it is preferable to use those obtained by dispersing fine powder in water, and it is more preferable to use those in which the average size of the particles in the dispersion is 0.01 to 5 μm, and 0.05 to 1 μm. It is particularly preferred to use one.

【0050】これらの結着剤は単独または混合して用い
ることができる。結着剤の添加量が少ないと電極合剤の
保持力・凝集力が弱い。多すぎると電極体積が増加し電
極単位体積あるいは単位重量あたりの容量が減少する。
このような理由で結着剤の添加量は1〜30重量%が好
ましく、特に2〜10重量%が好ましい。
These binders can be used alone or as a mixture. If the amount of the binder is small, the holding power and cohesive strength of the electrode mixture are weak. If it is too large, the electrode volume increases and the capacity per unit volume or unit weight of the electrode decreases.
For these reasons, the amount of the binder added is preferably 1 to 30% by weight, particularly preferably 2 to 10% by weight.

【0051】充填剤は、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。イオン導電剤は、無機及び有機
の固体電解質として知られている物を用いることがで
き、詳細は電解液の項に記載されている。圧力増強剤
は、電池の内圧を上げる化合物であり、炭酸リチウム等
の炭酸塩が代表例である。
As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the constructed 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. As the ionic conductive agent, those known as inorganic and organic solid electrolytes can be used, and the details are described in the section of the electrolytic solution. The pressure booster is a compound for raising the internal pressure of the battery, and a carbonate such as lithium carbonate is a typical example.

【0052】本発明の非水電解質二次電池で使用できる
集電体は正極はアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケ
ル、チタン、またはこれらの合金であり、負極は銅、ス
テンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金で
ある。集電体の形態は箔、エキスパンドメタル、パンチ
ングメタル、もしくは金網である。特に、正極にはアル
ミニウム箔、負極には銅箔が好ましい。
In the current collector which can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the positive electrode is aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or an alloy thereof, and the negative electrode is copper, stainless steel, nickel, titanium, or these. Alloy. The form of the current collector is foil, expanded metal, punched metal, or wire mesh. In particular, an aluminum foil is preferable for the positive electrode, and a copper foil is preferable for the negative electrode.

【0053】次に本発明の非水電解質二次電池における
正負電極の構成について説明する。正負電極は集電体の
両面に電極合剤を塗布した形態であることが好ましい。
この場合、片面あたりの層数は1層であっても2層以上
から構成されていても良い。片面あたりの層の数が2以
上である場合、正極活物質(もしくは負極材料)含有層
が2層以上であっても良い。より好ましい構成は、正極
活物質(もしくは負極材料)を含有する層と正極活物質
(もしくは負極材料)を含有しない層から構成される場
合である。正極活物質(もしくは負極材料)を含有しな
い層には、正極活物質(もしくは負極材料)を含有する
層を保護するための保護層、分割された正極活物質(も
しくは負極材料)含有層の間にある中間層、正極活物質
(もしくは負極材料)含有層と集電体との間にある下塗
り層等があり、本発明においてはこれらを総称して補助
層と言う。
Next, the structure of the positive and negative electrodes in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described. The positive and negative electrodes preferably have a form in which an electrode mixture is applied to both surfaces of a current collector.
In this case, the number of layers per side may be one or two or more. When the number of layers per side is two or more, the number of layers containing the positive electrode active material (or the negative electrode material) may be two or more. A more preferable configuration is a case where the layer includes a layer containing a positive electrode active material (or a negative electrode material) and a layer containing no positive electrode active material (or a negative electrode material). The layer containing no positive electrode active material (or negative electrode material) includes a protective layer for protecting the layer containing the positive electrode active material (or negative electrode material), and a layer between the divided positive electrode active material (or negative electrode material) containing layer. And an undercoat layer between the positive electrode active material (or negative electrode material) -containing layer and the current collector. These are collectively referred to as an auxiliary layer in the present invention.

【0054】保護層は正負電極の両方または正負電極の
いずれかにあることが好ましい。負極において、リチウ
ムを電池内で負極材料に挿入する場合は負極は保護層を
有する形態であることが望ましい。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。また、集電体の両面の合剤層の内の片面
にのみ保護層を有する形態であっても良い。これらの保
護層は、水不溶性の粒子と結着剤等から構成される。結
着剤は、前述の電極合剤を形成する際に用いられる結着
剤を用いることができる。水不溶性の粒子としては、種
種の導電性粒子、実質的に導電性を有さない有機及び無
機の粒子を用いることができる。水不溶性粒子の水への
溶解度は、100ppm以下、好ましくは不溶性のもの
が好ましい。保護層に含まれる粒子の割合は2.5重量
%以上、96重量%以下が好ましく、5重量%以上、9
5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。
The protective layer is preferably on both the positive and negative electrodes or on either the positive or negative electrode. In the negative electrode, when lithium is inserted into the negative electrode material in the battery, the negative electrode preferably has a form having a protective layer. The protective layer is composed of at least one layer, and may be composed of a plurality of layers of the same type or different types. Further, the current collector may have a form in which the protective layer is provided only on one side of the mixture layer on both sides. These protective layers are composed of water-insoluble particles, a binder and the like. As the binder, the binder used when forming the above-mentioned electrode mixture can be used. As the water-insoluble particles, various kinds of conductive particles, organic and inorganic particles having substantially no conductivity can be used. The solubility of the water-insoluble particles in water is preferably 100 ppm or less, and more preferably insoluble. The proportion of the particles contained in the protective layer is preferably 2.5% by weight or more and 96% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 9% by weight or less.
The content is more preferably 5% by weight or less, particularly preferably 10% by weight or more and 93% by weight or less.

【0055】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できる。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、5×109 Ω・m以下が好ましい。
Examples of the water-insoluble conductive particles include metals, metal oxides, metal fibers, carbon fibers, and carbon particles such as carbon black and graphite. Among these water-insoluble conductive particles, those having low reactivity with alkali metals, 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.

【0056】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.

【0057】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できる。具体的には電極合剤
を作る際に用いられる導電剤が用いられる。
As the carbon particles, known carbon materials which are conventionally used as a conductive material to be used together when the electrode active material is not conductive can be used. Specifically, a conductive agent used when preparing an electrode mixture is used.

【0058】実質的に導電性を持たない水不溶性粒子と
しては、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できる。
これらの粒子は、導電性粒子と併用してもよく、導電性
粒子の0.01倍以上、10倍以下で使うと好ましい。
Examples of the water-insoluble particles having substantially no conductivity include fine powder of Teflon, SiC, aluminum nitride, alumina, zirconia, magnesia, mullite, forsterite, and steatite.
These particles may be used in combination with the conductive particles, and are preferably used in an amount of 0.01 to 10 times the conductive particles.

【0059】正(負)の電極シートは正(負)極の合剤
を集電体の上に塗布、乾燥、圧縮する事により作成する
事ができる。合剤の調製は正極活物質(あるいは負極材
料)および導電剤を混合し、結着剤(樹脂粉体のサスペ
ンジョンまたはエマルジョン状のもの)、および分散媒
を加えて混練混合し、引続いて、ミキサー、ホモジナイ
ザー、ディゾルバー、プラネタリミキサー、ペイントシ
ェイカー、サンドミル等の攪拌混合機、分散機で分散し
て行うことができる。分散媒としては水もしくは有機溶
媒が用いられるが、水が好ましい。このほか、適宜充填
剤、イオン導電剤、圧力増強剤等の添加剤を添加しても
良い。分散液のpHは負極では5〜10、正極では7〜
12が好ましい。
The positive (negative) electrode sheet can be prepared by applying a positive (negative) electrode mixture on a current collector, drying and compressing. For the preparation of the mixture, a positive electrode active material (or a negative electrode material) and a conductive agent are mixed, a binder (a suspension or emulsion of resin powder), and a dispersion medium are added and kneaded and mixed. The dispersion can be carried out by a mixer, a homogenizer, a dissolver, a planetary mixer, a paint shaker, a sand mill or other agitating mixer or disperser. Water or an organic solvent is used as the dispersion medium, but water is preferred. In addition, additives such as a filler, an ion conductive agent, and a pressure enhancer may be appropriately added. The pH of the dispersion is 5 to 10 for the negative electrode and 7 to 10 for the positive electrode.
12 is preferred.

【0060】塗布は種々の方法で行うことができるが、
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、スライド
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。エクストルージョ
ンダイを用いる方法、スライドコーターを用いる方法が
特に好ましい。塗布は、0.1〜100m/分の速度で
実施されることが好ましい。この際、合剤ペーストの液
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。
電極層が複数の層である場合にはそれらの複数層を同時
に塗布することが、均一な電極の製造、製造コスト等の
観点から好ましい。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。典型的な塗布層の厚みは
乾燥後圧縮された状態で10〜1000μmである。塗
布後の電極シートは、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、
電子線及び低湿風の作用により乾燥、脱水される。これ
らの方法は単独あるいは組み合わせて用いることができ
る。乾燥温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特に
100〜260℃の範囲が好ましい。乾燥後の含水量は
200ppm以下が好ましく、100ppm以下がより
好ましい。電極シートの圧縮は、一般に採用されている
プレス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、10kg/cm2 〜3t/cm2 が好ま
しい。カレンダープレス法のプレス速度は、0.1〜5
0m/分が好ましい。プレス温度は、室温〜200℃が
好ましい。
The coating can be performed by various methods.
Examples of the method include a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a slide method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method. A method using an extrusion die and a method using a slide coater are particularly preferable. The coating is preferably performed at a speed of 0.1 to 100 m / min. At this time, by selecting the above-mentioned coating method in accordance with the liquid physical properties and drying properties of the mixture paste, a good surface state of the coating layer can be obtained.
When the electrode layer has a plurality of layers, it is preferable to apply the plurality of layers simultaneously from the viewpoint of uniform electrode production, production cost, and the like. The thickness, length and width of the coating layer are determined by the size of the battery. A typical thickness of the coating layer is 10 to 1000 μm in a compressed state after drying. The electrode sheet after application is hot air, vacuum, infrared, far infrared,
It is dried and dehydrated by the action of electron beams and low humidity air. These methods can be used alone or in combination. The drying temperature is preferably in the range of 80 to 350C, particularly preferably in the range of 100 to 260C. The water content after drying is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less. For the compression of the electrode sheet, a commonly used pressing method can be used, but a die pressing method and a calendar pressing method are particularly preferable. The press pressure is not particularly limited, but is preferably 10 kg / cm 2 to 3 t / cm 2 . The press speed of the calendar press method is 0.1 to 5
0 m / min is preferred. The pressing temperature is preferably from room temperature to 200 ° C.

【0061】本発明の非水電解質二次電池で使用できる
セパレータは、イオン透過度が大きく、所定の機械的強
度を持ち、絶縁性の薄膜であれば良く、材質として、オ
レフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系
ポリマー、ポリイミド、ナイロン、ガラス繊維、アルミ
ナ繊維が用いられ、形態として、不織布、織布、微孔性
フィルムが用いられる。特に、材質として、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレンとポリエチレンの
混合体、ポリプロピレンとテフロンの混合体、ポリエチ
レンとテフロンの混合体が好ましく、形態として微孔性
フィルムであるものが好ましい。特に、孔径が0.01
〜1μm、厚みが5〜50μmの微孔性フィルムが好ま
しい。これらの微孔性フィルムは単独の膜であっても、
微孔の形状や密度等や材質等の性質の異なる2層以上か
らなる複合フィルムであっても良い。例えば、ポリエチ
レンフィルムとポリプロピレンフィルムを張り合わせた
複合フィルムを挙げることができる。
The separator which can be used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as it has a high ion permeability, a predetermined mechanical strength, and an insulating thin film. Polymers, cellulosic polymers, polyimides, nylons, glass fibers, and alumina fibers are used, and nonwoven fabrics, woven fabrics, and microporous films are used as forms. In particular, the material is preferably polypropylene, polyethylene, a mixture of polypropylene and polyethylene, a mixture of polypropylene and Teflon, a mixture of polyethylene and Teflon, and the form is preferably a microporous film. In particular, when the pore size is 0.01
A microporous film having a thickness of 1 to 1 µm and a thickness of 5 to 50 µm is preferred. Even if these microporous films are single membranes,
A composite film composed of two or more layers having different properties such as the shape, density, and material of the micropores may be used. For example, a composite film obtained by laminating a polyethylene film and a polypropylene film can be used.

【0062】本発明の非水電解質二次電池で使用できる
電池缶および電池蓋は材質としてニッケルメッキを施し
た鉄鋼板、ステンレス鋼板(SUS304、SUS30
4L、SUS304N、SUS316、SUS316
L、SUS430、SUS444等)、ニッケルメッキ
を施したステンレス鋼板(同上)、アルミニウムまたは
その合金、ニッケル、チタン、銅であり、形状として、
真円形筒状、楕円形筒状、正方形筒状、長方形筒状であ
る。特に、外装缶が負極端子を兼ねる場合は、ステンレ
ス鋼板、ニッケルメッキを施した鉄鋼板が好ましく、外
装缶が正極端子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、アル
ミニウムまたはその合金が好ましい。電池缶の形状はボ
タン、コイン、シート、シリンダー、角などのいずれで
も良い。電池缶の内圧上昇の対策として封口板に安全弁
を用いることができる。この他、電池缶やガスケット等
の部材に切り込みをいれる方法も利用することができ
る。この他、従来から知られている種々の安全素子(例
えば、過電流防止素子として、ヒューズ、バイメタル、
PTC素子等)を備えつけても良い。
The battery can and the battery cover which can be used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are made of nickel-plated iron steel plate, stainless steel plate (SUS304, SUS30).
4L, SUS304N, SUS316, SUS316
L, SUS430, SUS444, etc.), a nickel-plated stainless steel plate (same as above), aluminum or its alloy, nickel, titanium, and copper.
They are a true circular cylinder, an elliptical cylinder, a square cylinder, and a rectangular cylinder. In particular, when the outer can also serves as the negative electrode terminal, a stainless steel plate or a nickel-plated iron steel plate is preferable, and when the outer can also serves as the positive electrode terminal, a stainless steel plate, aluminum or an alloy thereof is preferable. The shape of the battery can may be any of buttons, coins, sheets, cylinders, corners, and the like. A safety valve can be used for the sealing plate as a measure against the rise in the internal pressure of the battery can. In addition, a method of cutting a member such as a battery can or a gasket can be used. In addition, various conventionally known safety elements (for example, fuses, bimetals,
PTC element).

【0063】本発明の非水電解質二次電池で使用するリ
ード板には、電気伝導性をもつ金属(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
等)やそれらの合金を用いることができる。電池蓋、電
池缶、電極シート、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
ファルト等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 lead plate used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a metal having electrical conductivity (for example, iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, aluminum, etc.) or an alloy thereof is used. be able to. Known methods (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used for welding the battery lid, battery can, electrode sheet, and lead plate. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for closing.

【0064】本発明の非水電解質二次電池で使用できる
ガスケットは、材質として、オレフィン系ポリマー、フ
ッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、
ポリアミドであり、耐有機溶媒性及び低水分透過性か
ら、オレフィン系ポリマーが好ましく、特にプロピレン
主体のポリマーが好ましい。さらに、プロピレンとエチ
レンのブロック共重合ポリマーであることが好ましい。
The gasket that can be used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is made of a material such as olefin polymer, fluorine polymer, cellulose polymer, polyimide,
It is a polyamide, and from the viewpoint of resistance to organic solvents and low moisture permeability, an olefin-based polymer is preferable, and a polymer mainly composed of propylene is particularly preferable. Further, it is preferably a block copolymer of propylene and ethylene.

【0065】以上のようにして組み立てられた電池は、
エージング処理を施すのが好ましい。エージング処理に
は、前処理、活性化処理及び後処理などがあり、これに
より高い充放電容量とサイクル性に優れた電池を製造す
ることができる。前処理は、電極内のリチウムの分布を
均一化するための処理で、例えば、リチウムの溶解制
御、リチウムの分布を均一にするための温度制御、揺動
及び/または回転処理、充放電の任意の組み合わせが行
われる。活性化処理は電池本体の負極に対してリチウム
を挿入させるための処理で、電池の実使用充電時のリチ
ウム挿入量の50〜120%を挿入するのが好ましい。
後処理は活性化処理を十分にさせるための処理であり、
電池反応を均一にするための保存処理と、判定のための
充放電処理当があり、任意に組み合わせることができ
る。
The battery assembled as described above is
It is preferable to perform an aging treatment. The aging treatment includes a pretreatment, an activation treatment, and a post-treatment, whereby a battery having high charge / discharge capacity and excellent cycleability can be manufactured. The pre-treatment is a treatment for making the distribution of lithium in the electrode uniform, such as a control of dissolution of lithium, a temperature control for making the distribution of lithium uniform, a swing and / or rotation treatment, and an optional charge and discharge. Are performed. The activation process is a process for inserting lithium into the negative electrode of the battery body, and it is preferable to insert 50 to 120% of the amount of lithium inserted when the battery is actually used and charged.
The post-processing is a process for sufficiently activating the activation process,
There are a preservation process for making the battery reaction uniform and a charge / discharge process for determination, and these can be arbitrarily combined.

【0066】本発明の電池は必要に応じて外装材で被覆
される。外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テー
プ、金属フィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース
等がある。また、外装の少なくとも一部に熱で変色する
部分を設け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良
い。
[0066] The battery of the present invention is covered with an exterior material as necessary. Examples of the exterior material include a heat-shrinkable tube, an adhesive tape, a metal film, paper, cloth, paint, a plastic case, and the like. Further, at least a part of the exterior may be provided with a portion that changes color by heat so that the heat history during use can be recognized.

【0067】本発明の電池は必要に応じて複数本を直列
及び/または並列に組み電池パックに収納される。電池
パックには正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ
及び/または電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路
(各電池及び/または組電池全体の電圧、温度、電流等
をモニターし、必要なら電流を遮断する機能を有す回
路)を設けても良い。また電池パックには、組電池全体
の正極及び負極端子以外に、各電池の正極及び負極端
子、組電池全体及び各電池の温度検出端子、組電池全体
の電流検出端子等を外部端子として設けることもでき
る。また電池パックには、電圧変換回路(DC−DCコ
ンバータ等)を内蔵しても良い。また各電池の接続は、
リード板を溶接することで固定しても良いし、ソケット
等で容易に着脱できるように固定しても良い。さらに
は、電池パックに電池残存容量、充電の有無、使用回数
等の表示機能を設けても良い。
The batteries of the present invention are assembled in series and / or in parallel as required, and stored in a battery pack. In addition to safety elements such as positive temperature coefficient resistors, thermal fuses, fuses and / or current interrupting elements, battery packs have safety circuits (voltage, temperature, current, etc. of each battery and / or assembled battery as a whole, Then, a circuit having a function of interrupting the current may be provided. In addition to the positive and negative terminals of the whole battery pack, the positive and negative terminals of each battery, the temperature detection terminals of the whole battery pack and each battery, the current detection terminals of the whole battery pack, etc. shall be provided as external terminals on the battery pack. Can also. The battery pack may have a built-in voltage conversion circuit (such as a DC-DC converter). In addition, connection of each battery
The lead plate may be fixed by welding, or may be fixed with a socket or the like so as to be easily detachable. Further, the battery pack may be provided with a display function of the remaining battery capacity, the presence or absence of charging, the number of times of use, and the like.

【0068】本発明の電池は様々な機器に使用される。
特に、ビデオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッ
キ、モニター内蔵ムービーカメラ、デジタルカメラ、コ
ンパクトカメラ、一眼レフカメラ、レンズ付きフィル
ム、ノート型パソコン、ノート型ワープロ、電子手帳、
携帯電話、コードレス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動
ミキサー、自動車等に使用されることが好ましい。
The battery of the present invention is used for various devices.
In particular, video movies, portable VCRs with built-in monitors, movie cameras with built-in monitors, digital cameras, compact cameras, SLR cameras, film with lenses, notebook computers, notebook word processors, electronic organizers,
It is preferably used for mobile phones, cordless phones, razors, electric tools, electric mixers, automobiles and the like.

【0069】[0069]

【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。
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.

【0070】実施例−1 テスト用電池には、特開平7−312219号公開公報
の実施例3のNo.6の電池を用いた。この電池は次のよう
にして作成したものである。合剤の調製は次のようにし
た。負極材料として、SnSiO3 (SnO、SiO2
を混合し、1000℃ 12時間焼成して合成 ジェッ
トミルにて粉砕)を80重量%、導電剤として鱗片状黒
鉛とアセチレンブラックとを9:5の比率で混合し、合
計の導電剤量が15重量%、更に結着剤としてスチレン
−ブタジエンゴムの水分散物を4重量%およびカルボキ
シメチルセルロース1重量%を加え、水を媒体として混
練してスラリーを作製した。該スラリーを厚さ18μm
の銅箔の両面に、エクストルージョン法により塗布し、
乾燥後カレンダープレス機により圧縮成型し、所定の
幅、長さに切断して帯状の負極シートを作製した。正極
材料は、正極活物質としてLiCoO2 (市販品を使
用)を87重量%、鱗片状黒鉛6重量%、アセチレンブ
ラック3重量%、さらに結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレン水分散物3重量%とポリアクリル酸ナトリウ
ム1重量%を加え、水を媒体として混練して得られたス
ラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に上記と
同じ方法で塗布、乾燥、プレス、切断し帯状正極シート
を作製した。上記負極シートおよび正極シートのそれぞ
れ端部にそれぞれニッケル、アルミニウムのリード板を
スポット溶接した後、露点−40℃以下の乾燥空気中で
210℃2時間脱水乾燥した。さらに、脱水乾燥済み正
極シート(含水量15ppm)、微多孔性ポリプロピレ
ンフィルムセパレーター(セルガード2400)、脱水
乾燥済み負極シート(含水量20ppm)およびセパレ
ーターの順で積層し、これを巻き込み機で渦巻き状に巻
回した。
Example 1 As the test battery, the battery No. 6 of Example 3 of JP-A-7-313219 was used. This battery was made as follows. The preparation of the mixture was as follows. As a negative electrode material, SnSiO 3 (SnO, SiO 2
, Baked at 1000 ° C. for 12 hours, and then synthesized and pulverized by a jet mill), and 80% by weight of flake graphite and acetylene black were mixed in a ratio of 9: 5 as a conductive agent. Then, 4% by weight of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber and 1% by weight of carboxymethylcellulose were added as binders and kneaded with water as a medium to prepare a slurry. The slurry is 18 μm thick.
On both sides of the copper foil by extrusion method,
After drying, it was compression-molded by a calender press and cut into a predetermined width and length to produce a strip-shaped negative electrode sheet. The positive electrode material contained 87% by weight of LiCoO 2 (a commercially available product) as a positive electrode active material, 6% by weight of flaky graphite, 3% by weight of acetylene black, and 3% by weight of a polytetrafluoroethylene aqueous dispersion as a binder. A slurry obtained by adding 1% by weight of sodium polyacrylate and kneading with water as a medium was applied to both surfaces of an aluminum foil having a thickness of 20 μm in the same manner as described above, dried, pressed, and cut to produce a belt-shaped positive electrode sheet. . After nickel and aluminum lead plates were spot-welded to the ends of the negative electrode sheet and the positive electrode sheet, dehydration and drying were performed at 210 ° C. for 2 hours in dry air having a dew point of −40 ° C. or less. Further, a positive electrode sheet (water content: 15 ppm) after dehydration and drying, a microporous polypropylene film separator (Celgard 2400), a negative electrode sheet (water content: 20 ppm) after dehydration and drying, and a separator are laminated in this order, and these are spirally wound by a winding machine. Wound.

【0071】この巻回体を負極端子を兼ねる、ニッケル
メッキを施した鉄製の有底円筒型電池缶に収納した。さ
らに、電解質として1mol/l LiPF6 (エチレ
ンカーボネート、ジエチルカーボネートの2:8容量混
合液、フッ化水素含有量8ppm)を電池缶に注入し
た。アスファルトを主体とするシール剤をポリプロピレ
ン製のガスケット(アニール未処理)の電池缶側に塗布
した後、正極端子を有する電池蓋をこのガスケットを介
してかしめて円筒型電池(A−1)を作製した。なお、
正極端子は正極シートと、電池缶は負極シートとあらか
じめリード端子により接続した。電池(A−2)は、予
め105℃で1時間アニールしたポリプロピレン製のガ
スケットを用いる以外は電池(A−1)と全く同様にし
て作成した。電池はそれぞれ10本ずつ作成した。上記
の電極の電池缶挿入、電解液注入及び電池缶封口を、露
点マイナス50℃以下の条件で行って電池を製造した。
The wound body was housed in a nickel-plated iron bottomed cylindrical battery can also serving as a negative electrode terminal. Further, 1 mol / l LiPF 6 (a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a volume ratio of 2: 8, hydrogen fluoride content of 8 ppm) was injected into the battery can as an electrolyte. After a sealing agent mainly composed of asphalt is applied to the battery can side of a polypropylene gasket (not annealed), a battery lid having a positive electrode terminal is caulked through this gasket to produce a cylindrical battery (A-1). did. In addition,
The positive electrode terminal was connected to the positive electrode sheet and the battery can was connected to the negative electrode sheet by a lead terminal in advance. Battery (A-2) was prepared in exactly the same manner as battery (A-1) except that a gasket made of polypropylene, which had been annealed at 105 ° C. for 1 hour in advance, was used. Ten batteries were prepared for each. The battery was manufactured by inserting the electrode into the battery can, injecting the electrolyte, and sealing the battery can at a dew point of −50 ° C. or less.

【0072】これらの電池を1mA/cm2 の電流密度
で250サイクルの充放電試験(4.1V〜2.7V)
を行った。300回目の放電容量は、それぞれの電池の
平均値が310mAh/g、315mAh/gであっ
た。これらの電池各々3本を分解して遊離フッ化水素量
を定量したところ、電池A−1、A−2共に50〜60
ppmであった。
These batteries were subjected to a charge / discharge test of 250 cycles at a current density of 1 mA / cm 2 (4.1 V to 2.7 V).
Was done. In the 300th discharge capacity, the average value of each battery was 310 mAh / g and 315 mAh / g. When three of each of these batteries were disassembled and the amount of free hydrogen fluoride was quantified, both batteries A-1 and A-2 were 50 to 60.
ppm.

【0073】上記の電池の残りを更に充電し、3.2V
まで放電した後、約25℃60%湿度の部屋に3年間保
存した。これらの電池各々5本を分解し、遊離フッ化水
素量を定量したところ、電池(A−2)は150〜26
0ppm、電池(A−1)は330〜780ppmであ
った。電池(A−1)の残りは充放電試験したところ、
充放電できなかったのに対して、電池(A−2)は充放
電可能であった。以上から、アニールしたガスケットを
用いた本発明の電池(A−2)の効果は明らかである。
また、シール剤をガスケットの内側にも塗布したものを
用いた電池(A−3)の遊離フッ化水素量は100〜1
50ppmと電池(A−2)よりも小さく、さらにシー
ル剤塗布乾燥後再度シール剤を重ね塗りしたガスケット
を用いた電池(A−4)は、遊離フッ化水素量の定量値
が90〜110ppmと低くかつ測定値の幅が最も小さ
かった。
The remaining battery was further charged to 3.2 V
After discharging the battery, it was stored in a room at about 25 ° C. and 60% humidity for 3 years. When these five batteries were disassembled and the amount of free hydrogen fluoride was quantified, the battery (A-2) showed 150 to 26
0 ppm, and the battery (A-1) had a concentration of 330 to 780 ppm. The remainder of battery (A-1) was subjected to a charge / discharge test.
While charging / discharging was not possible, battery (A-2) was chargeable / dischargeable. From the above, the effect of the battery (A-2) of the present invention using the annealed gasket is clear.
The amount of free hydrogen fluoride of the battery (A-3) using a gasket coated with a sealing agent was 100 to 1
The battery (A-4) using a gasket which is 50 ppm and smaller than that of the battery (A-2), and in which the sealing agent is applied and dried, and the sealing agent is applied again, has a quantitative value of the amount of free hydrogen fluoride of 90 to 110 ppm. It was low and had the smallest range of measurements.

【0074】実施例−2 電解液から検出されるフッ化水素量と電池性能の関係に
ついて説明する。 [正極合剤ペーストの作成] 正極活物質;LiCoO2 (炭酸リチウムと四酸化三コ
バルトと3:2のモル比で混合したものをアルミナるつ
ぼにいれ、空気中、毎分2℃で750℃に昇温し4時間
仮焼した後、さらに毎分2℃の速度で900℃に昇温し
その温度で8時間焼成し解砕したもの。中心粒子サイズ
5μmの粉末50gを100mlの水に分散した時の分
散液の電導度は0.6mS/m、pHは10.1、窒素
吸着法による比表面積は0.42m2 /g)を200g
とアセチレンブラック10gとを、ホモジナイザーで混
合し、続いて結着剤として2−エチルヘキシルアクリレ
ートとアクリル酸とアクリロニトリルの共重合体の水分
散物(固形分濃度50重量%)を8g、濃度2重量%の
カルボキシメチルセルロース水溶液を60gを加え混練
混合し、さらに水を50gを加え、ホモジナイザーで攪
拌混合し、正極合剤ペーストを作成した。
Example 2 The relationship between the amount of hydrogen fluoride detected from the electrolyte and the battery performance will be described. [Preparation of positive electrode mixture paste] Positive electrode active material: LiCoO 2 (a mixture of lithium carbonate and tricobalt tetroxide mixed at a molar ratio of 3: 2 was placed in an alumina crucible and heated to 750 ° C. at 2 ° C./min in air. After heating and calcining for 4 hours, the temperature was further raised to 900 ° C. at a rate of 2 ° C. per minute, and calcined at that temperature for 8 hours to be crushed, and 50 g of powder having a center particle size of 5 μm was dispersed in 100 ml of water. The conductivity of the dispersion at this time is 0.6 mS / m, the pH is 10.1, and the specific surface area by the nitrogen adsorption method is 0.42 m 2 / g).
And 10 g of acetylene black with a homogenizer, followed by 8 g of an aqueous dispersion of a copolymer of 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid and acrylonitrile (solids concentration 50% by weight) as a binder, and 2% by weight. Was added and kneaded and mixed, and 50 g of water was further added, followed by stirring and mixing with a homogenizer to prepare a positive electrode mixture paste.

【0075】[負極合剤ペーストの作成] 負極活物質;SnSi0.50.30.2 Cs0.05Al
0.13.13(一酸化錫11.0g、ピロリン酸錫4.2
g、三酸化二硼素1.1g、炭酸セシウム0.83g、
二酸化珪素3.1gを乾式混合し、アルミナ製るつぼに
入れ、アルゴン雰囲気下15℃/分で1000℃まで昇
温し、1100℃で12時間焼成した後、10℃/分で
室温にまで降温し焼成炉より取り出したものを集め、ジ
ェットミルで粉砕したもの、平均粒径4.5μm 、Cu
Kα線を用いたX線回折法において2θ値で28°付近
に頂点を有するブロードなピークを有する物であり、2
θ値で40°以上70°以下には結晶性の回折線は見ら
れなかった。)を200g、導電剤(人造黒鉛)30g
とホモジナイザーで混合し、さらに結着剤として濃度2
重量%のカルボキシメチルセルロース水溶液50g、ポ
リフッ化ビニリデン10gとを加え混合したものと水を
30g加えさらに混練混合し、負極合剤ペーストを作成
した。
[Preparation of Negative Electrode Mixture Paste] Negative electrode active material: SnSi 0.5 B 0.3 P 0.2 Cs 0.05 Al
0.1 O 3.13 (11.0 g of tin monoxide, 4.2 mol of tin pyrophosphate)
g, diboron trioxide 1.1 g, cesium carbonate 0.83 g,
3.1 g of silicon dioxide is dry-mixed, put in an alumina crucible, heated to 1000 ° C. at 15 ° C./min in an argon atmosphere, baked at 1100 ° C. for 12 hours, and then cooled to room temperature at 10 ° C./min. What was taken out of the firing furnace was collected and pulverized with a jet mill, average particle size 4.5 μm, Cu
A substance having a broad peak having an apex in the vicinity of 28 ° in 2θ value in an X-ray diffraction method using Kα ray;
No crystalline diffraction line was observed at a θ value of 40 ° or more and 70 ° or less. ) 200 g, conductive agent (artificial graphite) 30 g
And a homogenizer, and further, as a binder, a concentration of 2
A negative electrode mixture paste was prepared by adding and mixing 50 g of a 50% by weight aqueous solution of carboxymethylcellulose and 10 g of polyvinylidene fluoride and 30 g of water, followed by kneading and mixing.

【0076】[負極保護層ペーストの作成]アルミナ8
5g、人造黒鉛9gを濃度2重量%のカルボキシメチル
セルロース水溶液300gに加え、混練混合し作成し
た。
[Preparation of Negative Electrode Protective Layer Paste] Alumina 8
5 g and 9 g of artificial graphite were added to 300 g of a 2% by weight aqueous solution of carboxymethylcellulose, kneaded and mixed to prepare.

【0077】[正極および負極電極シートの作成]上記
で作成した正極合剤ペーストをブレードコーターで厚さ
20μmのアルミニウム箔集電体の両面に、片側当たり
の正極活物質換算の塗布量280g/m2で塗布し、乾
燥した後、ローラープレス機で圧縮後のシートの厚みが
280μmになるように圧縮成型した。その後、所定の
大きさに裁断し、帯状の正極シートを作成した。さらに
ドライボックス(露点;−50℃以下の乾燥空気)中で
遠赤外線ヒーターにて加熱し、電極温度約250℃で充
分脱水乾燥し、正極シート(含水量13ppm)を作成
した。同様に、18μmの銅箔集電体の両面に、負極合
剤ペーストと負極保護層ペーストを塗布した。この時、
負極合剤ペーストが集電体側に、負極保護層ペーストが
最上層になるように塗布した。片側当たりの負極材料換
算の塗布量は90g/m2 、保護層の塗布量が15g/
2 で、ローラープレス機での圧縮後のシートの厚みが
90μmである負極シート(含水量20ppm)を作成
した。この負極シートの両面に6mm幅の短冊状のリチ
ウム金属(純度99.8%)を10mmのピッチで貼り
付け、リチウム量が10g/m2 となるようにした。合
剤上のリチウムの被覆率は60%であった。
[Preparation of Positive and Negative Electrode Sheets] The positive electrode mixture paste prepared above was coated on both surfaces of a 20 μm-thick aluminum foil current collector with a blade coater in an amount of 280 g / m in terms of positive electrode active material per one side. After coating in 2 and drying, it was compression molded by a roller press machine so that the thickness of the sheet after compression was 280 μm. Thereafter, the resultant was cut into a predetermined size to form a belt-shaped positive electrode sheet. Further, it was heated with a far-infrared heater in a dry box (dew point: dry air having a temperature of -50 ° C or less), and was sufficiently dehydrated and dried at an electrode temperature of about 250 ° C to prepare a positive electrode sheet (water content: 13 ppm). Similarly, a negative electrode mixture paste and a negative electrode protective layer paste were applied to both surfaces of an 18 μm copper foil current collector. At this time,
The negative electrode mixture paste was applied to the current collector side such that the negative electrode protective layer paste was the uppermost layer. The coating amount of the negative electrode material per one side was 90 g / m 2 , and the coating amount of the protective layer was 15 g / m 2 .
At m 2 , a negative electrode sheet (water content: 20 ppm) having a thickness of 90 μm after compression by a roller press was prepared. A 6 mm wide strip of lithium metal (purity 99.8%) was attached at a pitch of 10 mm to both surfaces of the negative electrode sheet so that the lithium amount was 10 g / m 2 . The coverage of lithium on the mixture was 60%.

【0078】[電解液調製]アルゴン雰囲気で、200
ccの細口のポリプロピレン容器に65.3gの炭酸ジ
エチルをいれ、これに液温が30℃を越えないように注
意しながら、22.2gの炭酸エチレンを少量ずつ溶解
した。次に、0.4gのLiBF4 、12.1gのLi
PF6 を液温が30℃を越えないように注意しながら、
それぞれ順番に、上記ポリプロピレン容器に少量ずつ溶
解した。得られた電解液は比重1.135で無色透明の
液体であった。調整にあたり水分を極力除き、水分量が
5ppm(京都電子製 商品名MKC−210型カール
フィシャー水分測定装置で測定)、遊離酸分は8ppm
(ブロムチモールブルーを指示薬とし、0.1規定Na
OH水溶液を用いて中和滴定して測定)の基準電解液を
得た。この基準電解液に湿度を有する窒素ガスを吹き込
み水分量の異なる各種の電解液a〜hを作った。
[Preparation of Electrolyte Solution]
65.3 g of diethyl carbonate was placed in a cc narrow-neck polypropylene container, and 22.2 g of ethylene carbonate was dissolved little by little while taking care that the liquid temperature did not exceed 30 ° C. Next, 0.4 g of LiBF 4 , 12.1 g of LiBF
While paying attention to PF 6 so that the liquid temperature does not exceed 30 ° C,
A small amount was dissolved in each of the polypropylene containers in order. The obtained electrolyte was a colorless and transparent liquid having a specific gravity of 1.135. In the adjustment, the water content was removed as much as possible, and the water content was 5 ppm (measured by a Karen Fischer moisture measurement device (trade name: MKC-210, manufactured by Kyoto Denshi)), and the free acid content was 8 ppm.
(Using bromthymol blue as an indicator, 0.1N Na
(Measured by neutralization titration using an aqueous OH solution) to obtain a reference electrolyte solution. Nitrogen gas having humidity was blown into the reference electrolyte to prepare various electrolytes a to h having different moisture contents.

【0079】[シリンダー電池の作成]図1に示したよ
うなシリンダー電池を作製した。正極シート(3)、微
孔性ポリエチレンフィルム製セパレーター(宇部興産
製、EF4500)(4)、負極シート(2)およびセ
パレーター(4)の順に積層し、これを渦巻き状に巻回
した。この巻回体を負極端子を兼ねるニッケルメッキを
施した鉄製の有底円筒型電池缶(1)に収納した後、電
池缶内に上記電解液を注入した。アスファルトを主体と
するシール剤をポリプロピレン製のガスケット(7)に
塗布した後、正極端子を有する電池蓋(13)をこのガ
スケット(7)を介してかしめて円筒型電池を作製し
た。なお、正極端子は正極シートと、電池缶は負極シー
トとあらかじめリード端子により接続した。図中(5)
は下部絶縁板、(6)は上部絶縁板、(8)は正極リー
ド、(9)は防爆弁体、(10)は電流遮断スイッチ
(10a第1導通体、10b 第2導通体、10c 絶
縁リング)、(11)はPTCリング、(13)は電池
蓋(正極端子を兼ねる)、(15)は溶接プレート、
(16)は絶縁カバーを、それぞれ示す。
[Preparation of Cylinder Battery] A cylinder battery as shown in FIG. 1 was prepared. A positive electrode sheet (3), a microporous polyethylene film separator (EF4500, manufactured by Ube Industries) (4), a negative electrode sheet (2), and a separator (4) were laminated in this order, and this was spirally wound. The wound body was housed in a nickel-plated iron bottomed cylindrical battery can (1) also serving as a negative electrode terminal, and then the above-mentioned electrolytic solution was poured into the battery can. After a sealing agent mainly composed of asphalt was applied to a polypropylene gasket (7), a battery lid (13) having a positive electrode terminal was caulked through the gasket (7) to produce a cylindrical battery. The positive electrode terminal was connected to the positive electrode sheet, and the battery can was connected to the negative electrode sheet by a lead terminal in advance. (5) in the figure
Is a lower insulating plate, (6) is an upper insulating plate, (8) is a positive electrode lead, (9) is an explosion-proof valve body, (10) is a current cutoff switch (10a first conductor, 10b second conductor, 10c insulation). (11) is a PTC ring, (13) is a battery cover (also serving as a positive electrode terminal), (15) is a welding plate,
(16) indicates an insulating cover.

【0080】上記の電池を、室温で12時間放置後、
0.1Aの一定電流のもとで1時間予備充電を行い、次
いで50℃のもとで10日間エージングを実施した。次
に活性化のために、2mA/cm2 で4.2Vまで室温
下で充電した。更に充電状態で電池を55℃に保持3日
間エージングを施した。この電池を充電終止電圧4.2
V(開回路電圧)、放電終止電圧2.8V、2mA/c
2 の電流密度で充放電させ、初期放電容量を測定し
た。更にサイクルを繰り返し100サイクル終了後に放
電容量を測定し、初期放電容量に対する維持率を求め
た。また、測定後電池を分解し、遊離フッ化水素量を定
量した。その結果を下表に示した。 表−1 実験結果 電解液 電池放電容量維持率 遊離フッ化水素量 a 95% 24ppm b 95 48 c 95 90 d 94 140 e 92 190 f 90 280 g 85 360 h 79 500 以上の結果から、電池内で電解液から検出される遊離フ
ッ化水素量が300ppmを越える電池は放電容量維持
率が著しく低く、好ましくは200ppm以下に、特に
好ましくは150ppm以下に制御することが必要であ
ることがわかる。
After leaving the above battery at room temperature for 12 hours,
Pre-charging was performed for 1 hour under a constant current of 0.1 A, and then aging was performed at 50 ° C. for 10 days. Next, for activation, the battery was charged to 4.2 V at 2 mA / cm 2 at room temperature. Further, the battery was aged at 55 ° C. for 3 days in a charged state. This battery was charged at a charge end voltage of 4.2.
V (open circuit voltage), discharge end voltage 2.8 V, 2 mA / c
The battery was charged and discharged at a current density of m 2 and the initial discharge capacity was measured. The cycle was further repeated, and after the completion of 100 cycles, the discharge capacity was measured, and the retention rate with respect to the initial discharge capacity was obtained. After the measurement, the battery was disassembled and the amount of free hydrogen fluoride was determined. The results are shown in the table below. Table-1 Experimental results Electrolyte Battery discharge capacity retention rate Free hydrogen fluoride amount a 95% 24 ppm b 9548 c 95 90 d 94 140 e 92 190 f 90 280 g 85 360 h 79 500 It can be seen that a battery in which the amount of free hydrogen fluoride detected from the electrolytic solution exceeds 300 ppm has a remarkably low discharge capacity retention rate, and preferably needs to be controlled to 200 ppm or less, particularly preferably 150 ppm or less.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明の非水電解質二次電池は高容量
で、保存性に優れ、寿命が長いという利点を有する。
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has the advantages of high capacity, excellent storage stability, and long life.

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

【図1】図1は実施例に使用したシリンダー型電池の断
面図を示す。
FIG. 1 is a sectional view of a cylinder type battery used in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池缶(負極端子を兼ねる) 2 負極シート 3 正極シート 4 セパレーター 5 下部絶縁板 6 上部絶縁板 7 ガスケット 8 正極リード 9 防爆弁体 10 電流遮断スイッチ 11 PTCリング 13 電池蓋(正極端子を兼ねる) 15 溶接プレート 16 絶縁カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery can (also serves as negative electrode terminal) 2 Negative electrode sheet 3 Positive electrode sheet 4 Separator 5 Lower insulating plate 6 Upper insulating plate 7 Gasket 8 Positive electrode lead 9 Explosion-proof valve body 10 Current cutoff switch 11 PTC ring 13 Battery cover (also serves as positive electrode terminal) 15 Weld plate 16 Insulation cover

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 卓二 宮城県黒川郡大和町松坂平一丁目6番地 富士フイルムセルテック株式会社内 (72)発明者 石塚 弘 宮城県黒川郡大和町松坂平一丁目6番地 富士フイルムセルテック株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takuji Yamada 1-6-1, Matsuzakadaira, Yamato-cho, Kurokawa-gun, Miyagi Prefecture Inside Fujifilm Cell-Tech Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Ishizuka 1-6-1, Matsuzakaira, Yamato-cho, Kurokawa-gun, Miyagi Fuji Film Cell Tech Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウム塩を含有する非水電解質を注入
後、封口してなる密閉型の非水電解質二次電池におい
て、封口後3年を経た後に、該非水電解質に含まれる遊
離酸の量が300ppmを超えない量であることを特徴
とする非水電解質二次電池。
1. A sealed non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, which is filled and sealed, and the amount of free acid contained in the non-aqueous electrolyte three years after the sealing. Is a quantity not exceeding 300 ppm.
【請求項2】 非水電解質に含有されるリチウム塩がフ
ッ素を含有するリチウム塩であることを特徴とする請求
項1に記載の非水電解質二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte is a lithium salt containing fluorine.
【請求項3】 該非水電解質に含まれる遊離酸がフッ化
水素であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非
水電解質二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the free acid contained in the non-aqueous electrolyte is hydrogen fluoride.
【請求項4】 封口部に用いられるガスケットが、成形
後熱処理されたものであることを特徴とする請求項1、
2又は3に記載の非水電解質二次電池。
4. A gasket used for a sealing portion, which has been heat-treated after molding.
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to 2 or 3.
【請求項5】 電池缶に注入する前の非水電解質が含有
する遊離酸の量が100ppm以下であることを特徴と
する請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二
次電池。
5. The non-aqueous electrolyte secondary according to claim 1, wherein the amount of the free acid contained in the non-aqueous electrolyte before being injected into the battery can is 100 ppm or less. battery.
【請求項6】 電池缶に挿入する前の電極群が含有する
水分量が300ppm以下であることを特徴とする請求
項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
6. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein an amount of water contained in the electrode group before being inserted into the battery can is 300 ppm or less.
【請求項7】 該電極群の電池缶挿入、電解液注入及び
電池缶封口時の環境が露点マイナス50℃以下に管理さ
れて組み立てられたことを特徴とする請求項1〜6のい
ずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
7. The assembly according to claim 1, wherein an environment at the time of inserting the battery can into the electrode group, injecting the electrolytic solution, and closing the battery can is controlled to a dew point of −50 ° C. or less. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 6.
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