JPH1167208A - Electrode for secondary battery and its manufacture - Google Patents

Electrode for secondary battery and its manufacture

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JPH1167208A
JPH1167208A JP9231848A JP23184897A JPH1167208A JP H1167208 A JPH1167208 A JP H1167208A JP 9231848 A JP9231848 A JP 9231848A JP 23184897 A JP23184897 A JP 23184897A JP H1167208 A JPH1167208 A JP H1167208A
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lithium
secondary battery
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lithium metal
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a lithium secondary battery and its manufacturing method capable of retarding the formation of dendrites without reducing the capacity of an electrode to realizing a high capacity lithium secondary battery, and easily applying to a battery production process. SOLUTION: An electrode plate for a lithium secondary battery is obtained by forming an active material layer 11 on a current collector 10 made of a copper foil, and the active material layer 11 is constituted with a lithium metal - lithium compound composite material in which many lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are compressed and densely filled so as not to have any gaps. The total thickness of the current collector 10 and the active material layer 11 is 80 μm, and the content of the lithium carbonate in the lithium compound layer 12 is 80 wt%.

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】本発明は二次電池用電極板及
びその製造方法に係り、特にデンドライトの生成を抑止
して、充放電サイクル寿命や安全性に優れたリチウム二
次電池を実現することができる二次電池用電極板及びそ
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode plate for a secondary battery and a method of manufacturing the same, and more particularly to a lithium secondary battery having excellent charge / discharge cycle life and safety by suppressing generation of dendrite. And a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯性を備えた機器の需要が高ま
り、乾電池等の小型電池はその電源として重要性を増し
ている。このような一般用の小型電池のうち、マンガン
電池やアルカリマンガン電池等を代表例とする一次電池
は再利用することができないため、使用後は廃棄されて
いる。従って、資源の有効利用の観点からは、これらの
一次電池よりも充電再利用が可能な二次電池の方が優れ
ているといえる。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for portable devices has been increasing, and small batteries such as dry batteries have become increasingly important as power sources. Among such small-sized batteries for general use, primary batteries such as manganese batteries and alkaline manganese batteries cannot be reused, and thus are discarded after use. Therefore, from the viewpoint of effective use of resources, it can be said that the rechargeable secondary battery is superior to these primary batteries.

【0003】従来、携帯機器に使用する二次電池として
は、総合的に見た性能が高いことから、ニッケルカドミ
ウム電池及びニッケル水素電池が用いられてきた。しか
し、二次電池は、一般に一次電池に比較して単位体積あ
たりの電気容量が小さいという欠点があり、その高容量
化を図ることが電池開発における永続的な課題となって
いる。このような二次電池の高容量密度化の要求に答え
るものとして、従来からリチウム二次電池が研究されて
いる。
Conventionally, nickel cadmium batteries and nickel-metal hydride batteries have been used as secondary batteries used in portable equipment because of their high overall performance. However, secondary batteries generally have a drawback that the electric capacity per unit volume is smaller than primary batteries, and increasing the capacity has been a permanent issue in battery development. Lithium secondary batteries have been studied to meet the demand for higher capacity density of such secondary batteries.

【0004】リチウム二次電池は、従来主に用いられて
きたニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池に比較
して体積当たりの電気容量が大きく、しかも軽いという
特徴があるため、実用化されれば携帯機器用の電池とし
て非常に適している。こうしたリチウム二次電池にはい
くつかの種類があるが、負極活物質に炭素系材料を用
い、種々の正極活物質との間においてリチウムイオンの
吸蔵、放出を行わせるリチウムイオンタイプと総称され
るリチウム二次電池は、既に実用化され広く使用されて
いる。
[0004] The lithium secondary battery has a feature that the electric capacity per volume is large and light as compared with the nickel cadmium battery and the nickel hydride battery which have been mainly used in the past. Very suitable as a battery for There are several types of such lithium secondary batteries, which are collectively referred to as lithium ion types that use a carbon-based material as the negative electrode active material and occlude and release lithium ions between various positive electrode active materials. Lithium secondary batteries have already been put to practical use and widely used.

【0005】更に、リチウム二次電池の高容量化を図る
ために、負極活物質として炭素材料に代えてリチウム金
属を使用する方法があり、この構成によれば最も高容量
の部類の二次電池が実現する。実際に負極活物質として
リチウム金属を使用したリチウム二次電池は各種試作さ
れており、リチウムイオンタイプの二次電池よりも高い
容量密度をもつことが示されている。
Further, in order to increase the capacity of a lithium secondary battery, there is a method of using lithium metal instead of a carbon material as a negative electrode active material. According to this configuration, the secondary battery of the highest capacity class is used. Is realized. Actually, various types of lithium secondary batteries using lithium metal as the negative electrode active material have been manufactured in trials, and are shown to have higher capacity density than lithium ion type secondary batteries.

【0006】しかるに、この種の電池が未だ実用化され
るに至らないのは、主に充放電サイクルを繰り返した際
に負極表面に生成されるリチウムのデンドライト(樹枝
状結晶)に由来する問題が依然として解決されていない
ためである。
However, this type of battery has not been put to practical use yet mainly because of the problem derived from lithium dendrites (dendritic crystals) generated on the surface of the negative electrode when charge / discharge cycles are repeated. This is because it has not been resolved yet.

【0007】即ち、負極表面にデンドライトが生成され
ると、その分リチウム金属が充放電に寄与し難くなるた
め、電池の容量が低下し、サイクル寿命が短くなるとい
う問題がある。また、成長したデンドライトにより正負
極間が電池内部において短絡し、電池の発煙や発火等を
招くことがあるため、安全性に欠けるという最大の問題
がある。そして、1回の充放電により僅かでもデンドラ
イトが生じるような電池系であると、このような異常の
発生を完全になくすことはできないことから、デンドラ
イトの生成を防止することが、リチウム二次電池の開発
における大きな課題となっている。
That is, when dendrite is generated on the surface of the negative electrode, the lithium metal is less likely to contribute to charge and discharge, so that there is a problem that the capacity of the battery is reduced and the cycle life is shortened. In addition, since the dendrite that has grown may cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode inside the battery and cause smoke or ignition of the battery, there is the greatest problem of lack of safety. In a battery system in which even a small amount of dendrite is generated by one charge / discharge, such an abnormality cannot be completely eliminated. Therefore, it is necessary to prevent the generation of dendrite. Has become a major challenge in the development of

【0008】このような課題を解決する一つの方法とし
て、電極材料としてリチウムアルミニウム合金を用い、
その場合のリチウムアルミニウム合金からなる電極を良
好に製造する方法が提案されている(特開平4−337
244号公報及び特開平4−328276号公報参
照)。また、同種の材料を電極材料として用いると共
に、その電極を構造の面から更に改良したものも提案さ
れている(特開平6−231755号公報参照)。これ
らの提案によれば、いずれの場合においても、リチウム
金属の代わりにリチウムアルミニウム合金を電極材料と
して用いているため、デンドライトの生成を防止又は抑
止することができる。
As one method for solving such a problem, a lithium aluminum alloy is used as an electrode material,
In such a case, a method of favorably manufacturing an electrode made of a lithium aluminum alloy has been proposed (JP-A-4-337).
244 and JP-A-4-328276). In addition, there has been proposed a material in which the same kind of material is used as an electrode material and the electrode is further improved in terms of structure (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-231755). According to these proposals, in any case, since a lithium aluminum alloy is used as an electrode material instead of lithium metal, generation of dendrites can be prevented or suppressed.

【0009】更に、別の解決方法として、金属リチウム
板上にリチウムと合金化しうる金属の微粒子とリチウム
イオンが混合した電析層が形成された電極を製造する方
法が提案されている(特開平6−140027号公報参
照)。この提案によれば、電析層による多数の活性点の
形成により電流の分散が生じて局所的な電流集中が緩和
され、これがデンドライトの成長防止に有利に作用し
て、デンドライトの成長を防止ないし抑制することがで
きる。また、この提案によれば、リチウム金属と他の金
属との合金は電析層に含まれるだけであるため、電極全
体にリチウムアルミニウム合金を使用した場合に比べる
と、電極の容量密度の減少を軽減することができる。
Further, as another solution, there has been proposed a method of manufacturing an electrode having an electrodeposited layer in which fine particles of a metal which can be alloyed with lithium and lithium ions are mixed on a metal lithium plate (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10 (1994) -207). No. 6-140027). According to this proposal, the formation of a large number of active sites by the electrodeposited layer causes the current to be dispersed, thereby alleviating local current concentration. This has an advantageous effect on the prevention of dendrite growth, and does not prevent dendrite growth. Can be suppressed. In addition, according to this proposal, since the alloy of lithium metal and another metal is only included in the electrodeposited layer, the capacity density of the electrode is reduced as compared with the case where a lithium aluminum alloy is used for the entire electrode. Can be reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のリチウムアルミニウム合金を電極材料として用いる
場合においては、デンドライトの生成を抑止するために
活物質としての動作には無関係なアルミニウムという成
分が電極中に添加されることから、電極の単位体積当た
りの容量が低下する。従って、デンドライトの生成は抑
制されるものの、高容量化を図るという本来の目的を十
分に達成することができない。このようにリチウムアル
ミニウム合金を電極材料として用いる方法は、リチウム
金属電極のもつ高容量密度化の効果が減少するという問
題がある。
However, when the above-mentioned conventional lithium aluminum alloy is used as an electrode material, a component of aluminum irrelevant to the operation as an active material is contained in the electrode in order to suppress the generation of dendrite. Because of the addition, the capacity per unit volume of the electrode decreases. Therefore, although the generation of dendrites is suppressed, the original purpose of achieving higher capacity cannot be sufficiently achieved. As described above, the method of using the lithium aluminum alloy as the electrode material has a problem that the effect of increasing the capacity density of the lithium metal electrode is reduced.

【0011】また、上記従来の金属リチウム板上にリチ
ウムと合金化しうる金属の微粒子とリチウムイオンが混
合した電析層が形成された電極の場合、電池組み立てに
先立ち電極上に電析層を形成する工程から後の工程にお
いては、この電析層に含まれるリチウムイオンの状態を
保つために電極を常に電解液による湿潤状態としておく
ことが必要であり、このような湿潤状態の電極は電池組
み立て工程の巻き取りや積層の段階において濡れている
ために位置調整等が難しいため、製品の歩留まりが低下
するという問題を生じる。また、電池組み立てに先立ち
電極が湿潤状態となるような組み立て工程をとると、リ
チウム二次電池に用いられるリチウム塩を含む有機電解
液の吸湿性は一般に極めて強いことから、電池に持ち込
まれる水分を電池性能に影響がない程度に低く保持する
ためには組み立て環境の露点を極めて低く維持しなけれ
ばならなくなるため、製造コストの上昇を招くという問
題がある。
In the case of an electrode having the above-mentioned conventional metal lithium plate on which an electrodeposited layer in which fine particles of a metal capable of being alloyed with lithium and lithium ions are mixed is formed, the electrodeposited layer is formed on the electrode prior to assembling the battery. In the subsequent steps, it is necessary to keep the electrode in a wet state with the electrolytic solution in order to maintain the state of the lithium ions contained in the electrodeposited layer. It is difficult to adjust the position or the like due to wetness in the winding or laminating stage of the process, which causes a problem that the product yield is reduced. In addition, if an assembly process is performed such that the electrodes are in a wet state prior to battery assembly, the organic electrolyte containing a lithium salt used in a lithium secondary battery generally has a very high hygroscopicity, so that the moisture brought into the battery is reduced. In order to keep the battery performance low so as not to affect the battery performance, the dew point of the assembling environment must be kept extremely low, which causes a problem of increasing the manufacturing cost.

【0012】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、高容量のリチウム二次電池の実用化を
図るため、電極の容量を減じることなくデンドライトの
生成を抑制することができ、且つ電池製造プロセスに容
易に適用することができるリチウム二次電池用電極及び
その製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and in order to commercialize a high capacity lithium secondary battery, it is possible to suppress the generation of dendrite without reducing the capacity of the electrode. Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery electrode which can be easily applied to a battery manufacturing process, and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は、負極にリチウム金属を使用したリチウ
ム二次電池の各構成要素について、種々の材料を用いて
デンドライト生成の有無を実験し、最適な材料を見出す
ための検討を加えた。その結果、以下の本発明に係る二
次電池用電極板により上記課題が達成されることを見出
した。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present inventor conducted experiments on the respective components of a lithium secondary battery using lithium metal for the negative electrode by using various materials to determine whether or not dendrite was generated. Then, a study was made to find the optimum material. As a result, it has been found that the above object can be achieved by the following electrode plate for a secondary battery according to the present invention.

【0014】即ち、請求項1に係る二次電池用電極板
は、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層によって
表面を被覆された多数のリチウム金属粒子が圧縮されて
なるリチウム金属−リチウム化合物複合材料を活物質と
することを特徴とする。
That is, the electrode plate for a secondary battery according to claim 1 is a lithium metal-lithium compound composite material obtained by compressing a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. It is characterized by being an active material.

【0015】このように請求項1に係る二次電池用電極
板においては、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物
層によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子が
圧縮されてなるリチウム金属−リチウム化合物複合材料
を活物質とすることにより、リチウム二次電池に使用可
能な殆どの正極材料及び電解液との組み合わせにおい
て、デンドライトの生成が抑制される。
In the electrode plate for a secondary battery according to the first aspect, a lithium metal-lithium compound composite formed by compressing a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. By using the material as an active material, generation of dendrites is suppressed in almost all combinations of a positive electrode material and an electrolytic solution that can be used for a lithium secondary battery.

【0016】なお、このような電極構造によりデンドラ
イト生成が抑止されるメカニズムは必ずしも明らかとは
なっていないが、従来の方法のようにリチウムと他の金
属との合金を使用することなどによってデンドライト生
成を抑止していたものとは異なり、リチウムとリチウム
化合物との複合材料により新規なリチウムイオン輸送機
能が実現されたものと考えられる。
Although the mechanism by which the formation of dendrite is suppressed by such an electrode structure is not necessarily clear, the formation of dendrite by the use of an alloy of lithium and another metal as in the conventional method is not clear. It is considered that a novel lithium ion transport function was realized by a composite material of lithium and a lithium compound, which is different from the above-described one.

【0017】即ち、近年、リチウム二次電池内のリチウ
ム極表面には有機電解液等との反応により炭酸リチウム
を含むリチウム化合物層が形成され、このリチウム化合
物層はリチウムイオンを比較的容易に拡散により輸送す
ることが知られているが、請求項1に係る二次電池用電
極板においては、炭酸リチウムを含有するリチウム化合
物層が3次元の網目状に骨格を形成するため、このよう
な輸送機能がより積極的に利用されると考えられる。ま
た、電極板の形状は3次元の網目状のリチウム化合物層
の骨格によって保持されるため、電極の形状が損なわれ
ることはなく、つまりデンドライトの生成が生じること
はない。従って、リチウム金属−リチウム化合物複合材
料を活物質とする電極板により、デンドライトの生成を
生じることなく、良好な充放電動作が行われると考えら
れる。
That is, in recent years, a lithium compound layer containing lithium carbonate is formed on the surface of a lithium electrode in a lithium secondary battery by reaction with an organic electrolyte or the like, and this lithium compound layer diffuses lithium ions relatively easily. In the electrode plate for a secondary battery according to claim 1, the lithium compound layer containing lithium carbonate forms a skeleton in a three-dimensional network. The function is expected to be used more actively. In addition, since the shape of the electrode plate is held by the skeleton of the three-dimensional mesh-like lithium compound layer, the shape of the electrode is not damaged, that is, no dendrite is generated. Therefore, it is considered that a favorable charge / discharge operation is performed by the electrode plate using the lithium metal-lithium compound composite material as an active material without generating dendrite.

【0018】また、請求項2に係る二次電池用電極板
は、上記請求項1に係る二次電池用電極板において、リ
チウム化合物層が炭酸リチウムの他にフッ化リチウムを
含有している構成とすることにより、上記請求項1の場
合と同様に、デンドライトの生成が良好に抑制される。
そして、リチウム二次電池の電解液に含まれるリチウム
塩がその組成としてフッ素を含むもの、例えばLiCF
3 SO3 、LiBF4 、LiPF6 、LiAsF6 など
である場合には、フッ化リチウムを含有しているリチウ
ム化合物層と電解液との親和性が増すことから、より急
速なリチウムイオンの拡散速度が得られるため、放電電
流特性が更に向上する。
According to a second aspect of the present invention, in the electrode plate for a secondary battery according to the first aspect, the lithium compound layer contains lithium fluoride in addition to lithium carbonate. By doing so, the generation of dendrite is favorably suppressed as in the case of the first aspect.
The lithium salt contained in the electrolyte of the lithium secondary battery contains fluorine as its composition, for example, LiCF
In the case of 3 SO 3 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6, etc., the affinity between the lithium compound layer containing lithium fluoride and the electrolyte is increased, so that the diffusion rate of lithium ions is more rapid. Is obtained, so that the discharge current characteristics are further improved.

【0019】また、請求項3に係る二次電池用電極板
は、上記請求項1に係る二次電池用電極板において、リ
チウム化合物層における炭酸リチウムの含有量が、リチ
ウム化合物層の10wt(重量)%以上90wt%以下
である構成とすることにより、炭酸リチウムを含有する
リチウム化合物層は活物質としての機能を有しないもの
の、リチウム金属−リチウム化合物複合材料全体に対す
るその含有量が僅かであるのため、従来のリチウムアル
ミニウム合金におけるアルミニウムのように電極のエネ
ルギー密度を低下させることはない。従って、最も高容
量であるリチウム金属電極の場合とほぼ同程度の高容量
が実現される。
According to a third aspect of the present invention, in the electrode plate for a secondary battery according to the first aspect, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer is 10 wt. )% And 90 wt% or less, the lithium compound layer containing lithium carbonate does not have a function as an active material, but its content relative to the entire lithium metal-lithium compound composite material is small. Therefore, the energy density of the electrode is not reduced unlike aluminum in a conventional lithium aluminum alloy. Therefore, a high capacity approximately the same as that of the lithium metal electrode having the highest capacity is realized.

【0020】また、請求項4に係る二次電池用電極板
は、上記請求項2に係る二次電池用電極板において、リ
チウム化合物層における炭酸リチウムの含有量が、リチ
ウム化合物層の10wt%以上90wt%以下であり、
リチウム化合物層におけるフッ化リチウムの含有量が、
リチウム化合物層から炭酸リチウムを除いた部分の10
wt%以上100wt%以下である構成とすることによ
り、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウ
ム化合物層は活物質としての機能を有しないものの、リ
チウム金属−リチウム化合物複合材料全体に対するそれ
らの含有量が僅かであるのため、従来のリチウムアルミ
ニウム合金におけるアルミニウムのように電極のエネル
ギー密度を低下させることはない。従って、最も高容量
であるリチウム金属電極の場合とほぼ同程度の高容量が
実現される。
The electrode plate for a secondary battery according to claim 4 is the electrode plate for a secondary battery according to claim 2, wherein the content of lithium carbonate in the lithium compound layer is 10 wt% or more of the lithium compound layer. 90 wt% or less,
The content of lithium fluoride in the lithium compound layer is
10 of the portion excluding lithium carbonate from the lithium compound layer
When the composition is not less than 100 wt% and not more than 100 wt%, the lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride does not have a function as an active material, but their content with respect to the entire lithium metal-lithium compound composite material , The energy density of the electrode is not reduced unlike aluminum in a conventional lithium aluminum alloy. Therefore, a high capacity approximately the same as that of the lithium metal electrode having the highest capacity is realized.

【0021】なお、上記請求項1又は2に係る二次電池
用電極板において、リチウム金属粒子の粒径が、0.1
μm〜10μmの範囲内にあることが望ましい。
In the electrode plate for a secondary battery according to claim 1 or 2, the lithium metal particles have a particle size of 0.1.
It is desirable to be within the range of μm to 10 μm.

【0022】また、上記請求項1又は2に係る二次電池
用電極板において、リチウム化合物層の厚さが、10n
m〜100nmの範囲内にあり、かつリチウム金属粒子
の粒径の1/10以下であることが望ましい。
In the electrode plate for a secondary battery according to claim 1 or 2, the lithium compound layer has a thickness of 10 n.
It is preferable that the diameter is in the range of m to 100 nm and is 1/10 or less of the particle diameter of the lithium metal particles.

【0023】次に、上記の本発明に係る二次電池用電極
板の製造方法について述べる。例えば上記請求項1に係
る二次電池用電極板を形成する方法としては、リチウム
金属粉と炭酸リチウムを含むリチウム化合物粉とを混合
して圧縮成形する方法が先ず想定される。しかし、本発
明に係る二次電池用電極板においてはリチウムイオンが
リチウム金属からリチウム化合物層を通って容易に輸送
されることが重要であるのに対して、前記の圧縮成形に
よる方法を用いると、リチウム金属とリチウム化合物層
とが十分に結合せず、その界面にリチウムイオンの輸送
を妨げる境界層が形成されることから、本発明の目指す
機能をもった二次電池用電極板の実現は困難である。そ
のため、本発明者は、本発明に係る二次電池用電極板の
製造方法について種々の実験による検討を行った。その
結果、以下の本発明に係る二次電池用電極板の製造方法
を想到した。
Next, a method for manufacturing the electrode plate for a secondary battery according to the present invention will be described. For example, as a method for forming the electrode plate for a secondary battery according to the first aspect, a method in which lithium metal powder and lithium compound powder containing lithium carbonate are mixed and compression-molded is supposed first. However, in the secondary battery electrode plate according to the present invention, it is important that lithium ions are easily transported from lithium metal through the lithium compound layer. However, since the lithium metal and the lithium compound layer are not sufficiently bonded to each other and a boundary layer is formed at the interface that hinders the transport of lithium ions, an electrode plate for a secondary battery having the function aimed at by the present invention is realized. Have difficulty. Therefore, the present inventor conducted various experiments on the method of manufacturing the electrode plate for a secondary battery according to the present invention. As a result, the following method for producing an electrode plate for a secondary battery according to the present invention has been conceived.

【0024】即ち、請求項7に係る二次電池用電極板の
製造方法は、処理チヤンバ内において、リチウム金属を
蒸発又は溶射して所定の雰囲気ガスと反応させ、炭酸リ
チウムを含有するリチウム化合物層によって表面を被覆
した多数のリチウム金属粒子を集電体上に堆積する第1
の工程と、集電体上に堆積した多数のリチウム金属粒子
を圧縮して、活物質とするリチウム金属−リチウム化合
物複合材料を前記集電体上に形成する第2の工程とを有
することを特徴とする。
That is, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, the lithium metal layer containing lithium carbonate is reacted with a predetermined atmospheric gas by evaporating or spraying lithium metal in the processing chamber. First, a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered by
And a second step of compressing a large number of lithium metal particles deposited on the current collector to form a lithium metal-lithium compound composite material as an active material on the current collector. Features.

【0025】このように請求項7に係る二次電池用電極
板の製造方法においては、蒸発又は溶射したリチウム金
属を所定の雰囲気ガスと反応させ、炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層によって表面を被覆した多数のリ
チウム金属粒子を集電体上に堆積した後、この集電体上
に堆積した多数のリチウム金属粒子を圧縮して、活物質
とするリチウム金属−リチウム化合物複合材料を形成す
ることにより、リチウム金属とリチウム化合物層とが十
分に結合し、その界面にリチウムイオンの輸送を妨げる
境界層が形成されることがないため、リチウムイオンが
リチウム金属からリチウム化合物層を通って容易に輸送
されるリチウムイオン輸送機能をもった上記請求項1に
係る二次電池用電極板が実現される。
Thus, in the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, the evaporated or sprayed lithium metal is reacted with a predetermined atmospheric gas, and the surface is covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. After depositing a large number of lithium metal particles on the current collector, the large number of lithium metal particles deposited on the current collector are compressed to form a lithium metal-lithium compound composite material as an active material. Lithium ions are easily transported from the lithium metal through the lithium compound layer because the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded and a boundary layer that prevents the transport of lithium ions is not formed at the interface. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1 having a lithium ion transport function is realized.

【0026】なお、ここで、リチウム金属と反応させて
リチウム金属粒子の表面に炭酸リチウムを含有するリチ
ウム化合物層を形成するための雰囲気ガスとしては、C
O、CO2 、CH3 OH、C2 5 (OH)若しくは
(CH3 2 CO又はこれらの混合ガスを用いることが
好適である。
Here, as an atmosphere gas for reacting with lithium metal to form a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface of lithium metal particles, C.sub.2 is used.
It is preferable to use O, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof.

【0027】また、請求項8に係る二次電池用電極板の
製造方法は、上記請求項7に係る二次電池用電極板の製
造方法において、前記第1の工程が、処理チヤンバ内に
おいて、リチウム金属を蒸発又は溶射して所定の雰囲気
ガスと反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含
有するリチウム化合物層によって表面を被覆したリチウ
ム金属粒子を集電体上に堆積する工程である構成とする
ことにより、リチウム金属とリチウム化合物層とが十分
に結合し、その界面にリチウムイオンの輸送を妨げる境
界層が形成されることがないため、リチウムイオンがリ
チウム金属からリチウム化合物層を通って容易に輸送さ
れるリチウムイオン輸送機能をもつと共に、フッ素を組
成として含むリチウム塩が溶解している電解液を用いる
場合に、より急速なリチウムイオンの拡散速度が得られ
る上記請求項2に係る二次電池用電極板が実現される。
[0027] Further, according to a method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 8, in the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, the first step is performed in a processing chamber. Lithium metal is vaporized or sprayed to react with a predetermined atmospheric gas, and lithium metal particles whose surface is covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride are deposited on a current collector. Thereby, the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded to each other, and a boundary layer that hinders the transport of lithium ions is not formed at the interface. Therefore, lithium ions can easily pass from the lithium metal through the lithium compound layer. Faster when using an electrolyte that has a lithium ion transport function and a lithium salt containing fluorine as a composition dissolved in it. For a secondary battery electrode plate according to the claim 2 the diffusion rate of lithium ions is obtained it is realized.

【0028】なお、ここで、リチウム金属と反応させて
リチウム金属粒子の表面に炭酸リチウム及びフッ化リチ
ウムを含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲
気ガスとしてはCO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)若しくは(CH3 2CO又はこれらの混合
ガスに、F2 を加えたガスを用いることが好適である。
Here, as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride on the surface of lithium metal particles by reacting with lithium metal, CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H
It is preferable to use 5 (OH) or (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof to which F 2 is added.

【0029】また、請求項9に係る二次電池用電極板の
製造方法は、上記請求項7に係る二次電池用電極板の製
造方法において、前記第1の工程が、処理チヤンバ内に
おいて、放電により励起されたプラズマ領域を設け、リ
チウム金属を蒸発又は溶射して所定の雰囲気ガスのプラ
ズマと反応させ、炭酸リチウムを含有するリチウム化合
物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電体
上に堆積する工程である構成とすることにより、上記請
求項7の場合と同様に、リチウム金属とリチウム化合物
層とが十分に結合し、その界面にリチウムイオンの輸送
を妨げる境界層が形成されることがないため、リチウム
イオンがリチウム金属からリチウム化合物層を通って容
易に輸送されるリチウムイオン輸送機能をもった上記請
求項2に係る二次電池用電極板が実現される。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the seventh aspect, the first step is performed in a processing chamber. A plasma region excited by discharge is provided, and lithium metal is vaporized or sprayed to react with plasma of a predetermined atmospheric gas, and lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate are formed on a current collector. By adopting the configuration of the deposition step, the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded to form a boundary layer at the interface, which prevents the transport of lithium ions, as in the case of the seventh aspect. 3. The secondary battery according to claim 2, which has a lithium ion transport function in which lithium ions are easily transported from lithium metal through a lithium compound layer because there is no lithium ion. Pond electrode plates is achieved.

【0030】なお、ここで、プラズマ中においてリチウ
ム金属と反応させリチウム金属粒子の表面に炭酸リチウ
ムを含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲気
ガスとしては、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)若しくは(CH3 2CO又はこれらの混合
ガスを用いることが好適であり、このガスをHe、
2 、Ar、N2 若しくはO2 又はこれらの混合ガスに
より希釈したガスを用いることが好適であり、CH4
しくはC2 4 又はこれらの混合ガスをO2 により希釈
したガスを用いることが好適である。
Here, CO, CO 2 , CH 3 OH, C 3 OH and C 3 are used as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface of lithium metal particles by reacting with lithium metal in plasma. 2 H
It is preferable to use 5 (OH) or (CH 3 ) 2 CO or a mixed gas thereof, and this gas is used as He,
It is preferable to use a gas diluted with H 2 , Ar, N 2 or O 2 or a mixed gas thereof, and to use a gas diluted with CH 2 or C 2 H 4 or a mixed gas thereof with O 2. It is suitable.

【0031】また、請求項10に係る二次電池用電極板
の製造方法は、上記請求項7に係る二次電池用電極板の
製造方法において、前記第1の工程が、処理チヤンバ内
において、放電により励起されたプラズマ領域を設け、
リチウム金属を蒸発又は溶射して所定の雰囲気ガスのプ
ラズマと反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層によって表面を被覆したリチ
ウム金属粒子を集電体上に堆積する工程である構成とす
ることにより、安全性確保等のためにF2 のように毒性
や可燃性を有するガスでない不活性なガスを雰囲気ガス
として用いる場合であっても、上記請求項8の場合と同
様に、リチウム金属とリチウム化合物層とが十分に結合
し、その界面にリチウムイオンの輸送を妨げる境界層が
形成されることがないため、リチウムイオンがリチウム
金属からリチウム化合物層を通って容易に輸送されるリ
チウムイオン輸送機能をもつと共に、フッ素を組成とし
て含むリチウム塩が溶解している電解液を用いる場合
に、より急速なリチウムイオンの拡散速度が得られる上
記請求項2に係る二次電池用電極板が実現される。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the seventh aspect, the first step is performed in a processing chamber. Providing a plasma region excited by discharge,
Lithium metal is vaporized or sprayed to react with a plasma of a predetermined atmospheric gas to deposit lithium metal particles having a surface coated with a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride on a current collector. with, even in the case of using the inert gas is not a gas that has a toxic or flammable as F 2 for safety securing the ambient gas, as in the case of the claim 8, Lithium ions are easily transported from the lithium metal through the lithium compound layer because the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded and a boundary layer that prevents the transport of lithium ions is not formed at the interface. When using an electrolyte that has a lithium ion transport function and in which a lithium salt containing fluorine as a composition is dissolved, more rapid Rechargeable battery electrode plate according to the claim 2 the diffusion rate of the Ion is obtained is realized.

【0032】なお、ここで、プラズマ中においてリチウ
ム金属と反応させリチウム金属粒子の表面に炭酸リチウ
ムを含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲気
ガスとしては、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)若しくは(CH3 2CO又はこれらの混合
ガスに、CF4 、CHF3 若しくはC2 6 又はこれら
の混合ガスを加えたガスを用いることが好適であり、こ
のガスをHe、H2 、Ar、N2 若しくはO2 又はこれ
らの混合ガスにより希釈したガスを用いることが好適で
あり、CH4 若しくはC2 4 又はこれらの混合ガス
に、CF4 、CHF3若しくはC2 6 又はこれらの混
合ガスを加えたガスをO2 により希釈したガスを用いる
ことが好適である。
Here, CO, CO 2 , CH 3 OH, C 3 OH, and C 3 are used as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface of lithium metal particles by reacting with lithium metal in plasma. 2 H
It is preferable to use CF 4 , CHF 3, C 2 F 6, or a mixed gas thereof in addition to 5 (OH) or (CH 3 ) 2 CO or a mixed gas thereof. It is preferable to use a gas diluted with H 2 , Ar, N 2 or O 2 or a mixed gas thereof, and to add CH 4 or C 2 H 4 or a mixed gas thereof to CF 4 , CHF 3 or C 2 F It is preferable to use a gas obtained by diluting a gas obtained by adding 6 or a mixed gas thereof with O 2 .

【0033】また、上記請求項7又は8に係る二次電池
用電極板の製造方法において、リチウム金属と反応させ
る雰囲気ガスの圧力は、1.33mPa〜0.133P
aの範囲内にあることが望ましい。
In the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7 or 8, the pressure of the atmosphere gas to be reacted with the lithium metal is 1.33 mPa to 0.133 P.
It is desirably within the range of a.

【0034】また、上記請求項9又は10に係る二次電
池用電極板の製造方法において、リチウム金属と反応さ
せる雰囲気ガスの圧力は、13.3mPa〜13.3P
aの範囲内にあることが望ましい。
In the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the ninth or tenth aspect, the pressure of the atmosphere gas to be reacted with the lithium metal is from 13.3 mPa to 13.3 P.
It is desirably within the range of a.

【0035】また、上記請求項7〜10のいずれかに係
る二次電池用電極板の製造方法において、リチウム化合
物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電体
上に堆積する際の集電体の温度は、−50℃〜−10℃
の範囲内に保持されていることが望ましい。
In the method for producing an electrode plate for a secondary battery according to any one of claims 7 to 10, the current collection when depositing the lithium metal particles whose surfaces are covered with the lithium compound layer on the current collector. Body temperature is -50 ° C to -10 ° C
Is desirably held within the range.

【0036】また、上記請求項7〜10のいずれかに係
る二次電池用電極板の製造方法において、リチウム化合
物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電体
上に堆積する際の堆積速度は、0.1μm/分〜10μ
m/分の範囲内にあることが望ましい。
In the method for producing an electrode plate for a secondary battery according to any one of claims 7 to 10, the deposition rate when depositing lithium metal particles whose surface is covered with a lithium compound layer on a current collector. Is 0.1 μm / min to 10 μm
It is desirably within the range of m / min.

【0037】また、上記請求項9又は10に係る二次電
池用電極板の製造方法において、処理チヤンバ内に放電
により励起されたプラズマ領域を設ける際にプラズマ生
成のために供給する電力密度は、堆積領域の面積に対し
て0.1W/cm2 〜2W/cm2 の範囲内にあること
が望ましい。
In the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the ninth or tenth aspect, when a plasma region excited by discharge is provided in the processing chamber, the power density supplied for plasma generation is: it is preferably within a range of 0.1W / cm 2 ~2W / cm 2 of the area of the deposition region.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係るリ
チウム二次電池用電極板を示す断面図である。本実施形
態に係るリチウム二次電池用電極板は、図1に示される
ように、銅箔からなる集電体10上に活物質層11を形
成したものであるが、この活物質層11が、炭酸リチウ
ムを含有するリチウム化合物層12によって表面を被覆
された多数のリチウム金属粒子13が圧縮されて、隙間
のないように緻密に充填されたリチウム金属−リチウム
化合物複合材料から構成されている点に本実施形態の特
徴がある。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment has a structure in which an active material layer 11 is formed on a current collector 10 made of a copper foil. A large number of lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are compressed and are composed of a lithium metal-lithium compound composite material densely packed without gaps. There is a feature of this embodiment.

【0039】ここで、銅箔からなる集電体10及びリチ
ウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活物質層1
1の全体の厚さは80μmであり、リチウム化合物層1
2における炭酸リチウムの含有量は80wt%である。
Here, the current collector 10 made of a copper foil and the active material layer 1 made of a lithium metal-lithium compound composite material
1 has a total thickness of 80 μm.
The content of lithium carbonate in No. 2 was 80 wt%.

【0040】次に、図1に示すリチウム二次電池用電極
板の製造方法を、図2を用いて説明する。ここで、図2
は集電体10上にリチウム金属−リチウム化合物複合材
料からなる活物質層11を形成するための処理装置を示
す概略断面図である。
Next, a method of manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Here, FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a processing apparatus for forming an active material layer 11 made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector 10.

【0041】この処理装置は、図2に示されるように、
処理チャンバ20と、CO2 ガスが充填されたシリンダ
21からMFC(Mass Flow Controller;マスフローコ
ントローラ)22を介して処理チャンバ20内に雰囲気
ガスCO2 を供給するガス供給機構と、処理チャンバ2
0内のガスを外部に排気する真空排気装置23と、処理
チャンバ20内の圧力を調整するための可変オリフィス
24と、蒸発物質としてのリチウム金属25を搭載する
タンタル製の蒸着ボート26と、この蒸着ボート26に
通電して、蒸着ボート26上のリチウム金属25を加熱
蒸発させるための蒸着用電源27と、蒸着ボート26に
対向して集電体10を保持する集電体保持機構28と、
蒸着ボート26と集電体保持機構28との間に配置され
た開閉可能なシャッタ機構29とを主要な機構として備
えている。
This processing apparatus, as shown in FIG.
A processing chamber 20, a gas supply mechanism for supplying an atmospheric gas CO 2 from a cylinder 21 filled with CO 2 gas into the processing chamber 20 via an MFC (Mass Flow Controller) 22, and a processing chamber 2
A vacuum evacuation device 23 for evacuating the gas in the chamber 0 to the outside, a variable orifice 24 for adjusting the pressure in the processing chamber 20, a tantalum vapor deposition boat 26 on which lithium metal 25 as an evaporating substance is mounted, A power source 27 for vapor deposition for energizing the vapor deposition boat 26 to heat and evaporate the lithium metal 25 on the vapor deposition boat 26; a current collector holding mechanism 28 for retaining the current collector 10 facing the vapor deposition boat 26;
An openable / closable shutter mechanism 29 disposed between the vapor deposition boat 26 and the current collector holding mechanism 28 is provided as a main mechanism.

【0042】先ず、処理チャンバ20内のタンタル製の
蒸着ボート26上に蒸発物質としてのリチウム金属25
を搭載すると共に、この蒸着ボート26上のリチウム金
属25に対向して、集電体保持機構28の底面部に厚さ
20μmの銅箔からなる集電体10を下向きに固定す
る。
First, a lithium metal 25 as an evaporation substance is placed on a tantalum evaporation boat 26 in the processing chamber 20.
And a current collector 10 made of a copper foil having a thickness of 20 μm is fixed downward on the bottom surface of the current collector holding mechanism 28 so as to face the lithium metal 25 on the evaporation boat 26.

【0043】続いて、シリンダ21から雰囲気ガスとし
てのCO2 ガスを処理チャンバ20内に供給する。この
ときの雰囲気ガスCO2 の流量は、MFC22によって
10sccmに制御する。また、処理チャンバ20内の
圧力は、真空排気装置23及び可変オリフィス24によ
って13.3mPaに保持する。
Subsequently, a CO 2 gas as an atmospheric gas is supplied from the cylinder 21 into the processing chamber 20. At this time, the flow rate of the atmosphere gas CO 2 is controlled to 10 sccm by the MFC 22. The pressure in the processing chamber 20 is maintained at 13.3 mPa by the evacuation device 23 and the variable orifice 24.

【0044】続いて、蒸着用電源27により蒸着ボート
26に通電して、蒸着ボート26上のリチウム金属25
を加熱蒸発させる。そして、この蒸発させたリチウム金
属を雰囲気ガスとしてのCO2 ガスと反応させ、リチウ
ム金属粒子13の表面を炭酸リチウムを含有するリチウ
ム化合物層12によって被覆すると共に、この炭酸リチ
ウムを含有するリチウム化合物層12によって表面を被
覆された多数のリチウム金属粒子13を集電体10上に
堆積する。
Subsequently, power is supplied to the evaporation boat 26 by the evaporation power supply 27, and the lithium metal 25 on the evaporation boat 26 is turned on.
Is heated and evaporated. Then, the evaporated lithium metal is reacted with a CO 2 gas as an atmosphere gas to cover the surface of the lithium metal particles 13 with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate and to form the lithium compound layer containing lithium carbonate. A large number of lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with 12 are deposited on the current collector 10.

【0045】また、このとき、シャッタ機構29の開状
態の時間を調節して、炭酸リチウムを含有するリチウム
化合物層12によって表面を被覆された多数のリチウム
金属粒子13が集電体10上に堆積する厚さ、即ちリチ
ウム金属−リチウム化合物複合材料の堆積層の厚さが1
00μmになるように制御する。
At this time, by controlling the time of the open state of the shutter mechanism 29, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are deposited on the current collector 10. Thickness, ie, the thickness of the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is 1
It is controlled to be 00 μm.

【0046】次いで、炭酸リチウムを含有するリチウム
化合物層12によって表面を被覆された多数のリチウム
金属粒子13が堆積した集電体10を処理チャンバ20
から取り出した後、ロールプレス装置を用いて、集電体
10及びリチウム金属−リチウム化合物複合材料の堆積
層の全体の厚さが120μmから80μmになるまで圧
縮し、隙間のないように緻密に充填された状態にする。
そして、これを矩形に打ち抜いて、リチウム二次電池用
電極板とする。
Next, the current collector 10 on which a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered by the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate is deposited, is placed in a processing chamber 20.
After being taken out from the container, the entire thickness of the current collector 10 and the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is compressed from 120 μm to 80 μm using a roll press device, and densely packed without gaps. State.
Then, this is punched into a rectangle to form an electrode plate for a lithium secondary battery.

【0047】こうして、上記図1に示されるような、炭
酸リチウムを80wt%含有するリチウム化合物層12
によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子13
が圧縮され、隙間のないように緻密に充填されたリチウ
ム金属−リチウム化合物複合材料からなる活物質層11
が銅箔からなる集電体10上に形成されている、厚さ8
0μmのリチウム二次電池用電極板が作製される。
Thus, the lithium compound layer 12 containing 80% by weight of lithium carbonate as shown in FIG.
Lithium metal particles 13 whose surface is coated with
Is compressed and the active material layer 11 made of a lithium metal-lithium compound composite material densely filled without gaps is provided.
Is formed on a current collector 10 made of copper foil, and has a thickness of 8
An electrode plate for a lithium secondary battery of 0 μm is manufactured.

【0048】なお、このような製造方法を用いて作製し
たリチウム二次電池用電極板の断面をX線マイクロアナ
ライザにより調べたところ、リチウム金属粒子13と炭
酸リチウムを含有するリチウム化合物層12との界面に
は特段の不純物層は存在せず、良好な界面が形成されて
いることが確認された。
When the cross section of the electrode plate for a lithium secondary battery manufactured by using such a manufacturing method was examined by an X-ray microanalyzer, it was found that the lithium metal particles 13 and the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate were not. No particular impurity layer was present at the interface, and it was confirmed that a good interface was formed.

【0049】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を用いたリチウム二次電池用電極の特性につい
て述べる。
Next, the characteristics of the electrode for a lithium secondary battery using the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0050】上記図1に示すリチウム二次電池用電極板
を負極板として用い、微孔を有するポリプロピレンフィ
ルムからなるセパレータを介して、同寸法の正極板と対
向させる。この正極板としては、リチウム電池用LiC
oO2 粉末にアセチレンブラックとPTFE(ポリテト
ラフロロエチレン)樹脂粉末を各々10wt%混合し、
N−メチルピロリドンを加えて十分に混練し、厚さ20
μmのアルミニウム箔に乾燥後の厚さが200μmとな
るように塗布した後、乾燥し、プレスしたものを用い
る。また、電解液としては、エチレンカーボネートとジ
メチルカーボネートの1:1混合溶媒にリチウム塩とし
てLiClO4 を1mol/l溶解したものを用いる。
こうして、本実施形態に係るリチウム二次電池用電極板
を負極板として用いるリチウム二次電池ガラスセルAを
作製した。
The electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1 is used as a negative electrode plate, and is opposed to a positive electrode plate of the same size via a separator made of a polypropylene film having pores. As this positive electrode plate, LiC for lithium batteries is used.
Acetylene black and PTFE (polytetrafluoroethylene) resin powder were mixed at 10 wt% each with oO 2 powder,
Add N-methylpyrrolidone, knead well, and add
A coating is applied to an aluminum foil of μm so that the thickness after drying is 200 μm, then dried and pressed. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving 1 mol / l of LiClO 4 as a lithium salt in a 1: 1 mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate is used.
Thus, a lithium secondary battery glass cell A using the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment as a negative electrode plate was produced.

【0051】なお、このリチウム二次電池ガラスセルA
と比較するため、次の3種類のリチウム二次電池ガラス
セルB〜Dを作製した。
The lithium secondary battery glass cell A
For comparison, the following three types of lithium secondary battery glass cells BD were prepared.

【0052】即ち、比較例1においては、厚さ20μm
の銅箔からなる集電体上にリチウム及びアルミニウムを
各々50wt%含有する合金箔を形成し、全体の厚さが
80μmとなるように圧接した後、これを矩形に打ち抜
いてリチウム二次電池用電極板としたものを負極電極板
として用い、その他の正極板や電解液等は上記リチウム
二次電池ガラスセルAと全く同一にしたリチウム二次電
池ガラスセルBを作製した。
That is, in Comparative Example 1, the thickness was 20 μm
An alloy foil containing 50% by weight of lithium and aluminum was formed on a current collector made of a copper foil, and pressed into contact so that the total thickness became 80 μm. The electrode plate was used as a negative electrode plate, and a lithium secondary battery glass cell B was prepared in which the other positive electrode plate, electrolyte, and the like were exactly the same as the above lithium secondary battery glass cell A.

【0053】また、比較例2においては、厚さ20μm
の銅箔からなる集電体上にリチウム80wt%及びアル
ミニウム20wt%からなる合金箔を形成して、全体の
厚さが80μmとなるように圧接した後、これを矩形に
打ち抜いてリチウム二次電池用電極板としたものを負極
電極板として用い、その他の正極板や電解液等は上記リ
チウム二次電池ガラスセルAと全く同一にしたリチウム
二次電池ガラスセルCを作製した。
In Comparative Example 2, the thickness was 20 μm.
An alloy foil composed of 80% by weight of lithium and 20% by weight of aluminum was formed on a current collector composed of a copper foil, and pressed into contact so that the total thickness became 80 μm. A lithium secondary battery glass cell C was prepared in which the electrode plate for use was used as a negative electrode plate, and the other positive electrode plates, electrolyte, and the like were exactly the same as the above lithium secondary battery glass cell A.

【0054】また、比較例3においては、厚さ20μm
の銅箔からなる集電体上にリチウム金属箔を形成して、
全体の厚さが80μmとなるように圧接した後、これを
矩形に打ち抜いてリチウム二次電池用電極板としたもの
を負極電極板として用い、その他の正極板や電解液等は
上記リチウム二次電池ガラスセルAと全く同一にしたリ
チウム二次電池ガラスセルDを作製した。
In Comparative Example 3, the thickness was 20 μm.
Forming a lithium metal foil on the current collector made of copper foil,
After being pressed into contact so that the entire thickness becomes 80 μm, the resulting plate was punched out into a rectangular shape and used as an electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate. A lithium secondary battery glass cell D exactly the same as the battery glass cell A was produced.

【0055】これら4種類のリチウム二次電池ガラスセ
ルA〜Dを2.7Vから4.2Vの電圧範囲において電
流密度1.5mA/cm2 の充放電電流を流してサイク
ル試験を行い、電池容量の測定を行うと共に、このサイ
クル試験後に分解してデンドライト生成の有無の調査し
たところ、以下のような結果が得られた。
A cycle test was performed on these four types of lithium secondary battery glass cells A to D by supplying a charge / discharge current having a current density of 1.5 mA / cm 2 in a voltage range of 2.7 V to 4.2 V, and a battery capacity was determined. Was measured, and after the cycle test, it was decomposed and examined for the presence or absence of dendrite formation. The following results were obtained.

【0056】1. 本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を負極板として用いるリチウム二次電池ガラス
セルAは、比較例3のリチウム二次電池ガラスセルDに
おける初回の容量の98%以上の容量を示し、500サ
イクルを超えても容量低下を生じなかった。また、サイ
クル試験後の分解調査の結果、内部にデンドライトの発
生は全く観察されなかった。
1. The lithium secondary battery glass cell A using the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment as a negative electrode plate has a capacity of 98% or more of the initial capacity of the lithium secondary battery glass cell D of Comparative Example 3, No capacity reduction occurred even after more than 500 cycles. Further, as a result of the decomposition inspection after the cycle test, no generation of dendrites was observed inside.

【0057】2. 比較例1のリチウム二次電池ガラス
セルBは、500サイクルを超えても容量低下は僅かで
あった。また、サイクル試験後の分解調査の結果、内部
にデンドライトの発生は観察されなかった。但し、電池
容量は、比較例3のリチウム二次電池ガラスセルDの初
回の容量に対して活物質の比率と同一の50%にとどま
った。
2. In the glass cell B of the lithium secondary battery of Comparative Example 1, the capacity was slightly reduced even after 500 cycles. In addition, as a result of the decomposition inspection after the cycle test, no generation of dendrites was observed inside. However, the battery capacity was 50%, which is the same as the ratio of the active material to the initial capacity of the lithium secondary battery glass cell D of Comparative Example 3.

【0058】3.比較例2のリチウム二次電池ガラスセ
ルCは、比較例3のリチウム二次電池ガラスセルDの初
回の容量の80%の容量を示したが、試験開始後に充放
電容量が漸減し300サイクル近辺において内部短絡を
生じた。また、サイクル試験後の分解調査の結果、内部
にデンドライトの生成が観察された。
3. The lithium secondary battery glass cell C of Comparative Example 2 showed a capacity of 80% of the initial capacity of the lithium secondary battery glass cell D of Comparative Example 3, but the charge / discharge capacity gradually decreased after the start of the test, and was around 300 cycles. Caused an internal short circuit. In addition, as a result of the decomposition inspection after the cycle test, formation of dendrite was observed inside.

【0059】4.比較例3のリチウム二次電池ガラスセ
ルDは、試験開始後1サイクルごとに充放電容量が急速
に減少し、30サイクルにおいて内部短絡を生じた。ま
た、サイクル試験後の分解調査の結果、内部に多量のデ
ンドライトの生成が観察された。
4. In the lithium secondary battery glass cell D of Comparative Example 3, the charge / discharge capacity rapidly decreased every cycle after the start of the test, and an internal short circuit occurred in 30 cycles. Further, as a result of the decomposition investigation after the cycle test, generation of a large amount of dendrite was observed inside.

【0060】このような結果から、本実施形態に係るリ
チウム二次電池用電極板を負極板として用いたリチウム
二次電池ガラスセルAは、リチウム金属板を負極板とし
て用いる最も高容量なリチウム二次電池ガラスセルDと
ほぼ同じ容量を示し、かつデンドライトの生成がないこ
とが明らかになった。また、本実施形態に係るリチウム
二次電池用電極板は、比較例1〜3のリチウム二次電池
用電極板と同様に乾燥状態で取り扱われるため、従来技
術の一つに挙げた電析層を用いる場合において懸念され
るような、電極が湿潤状態であることによる取り扱い上
の困難もなく、通常の電池組み立てプロセスを適用でき
ることが確認された。
From these results, the lithium secondary battery glass cell A using the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment as a negative electrode plate has the highest capacity lithium secondary battery using a lithium metal plate as the negative electrode plate. It was found that the capacity was substantially the same as that of the secondary battery glass cell D, and that no dendrite was generated. Further, since the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment is handled in a dry state similarly to the electrode plates for lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3, the electrodeposition layer described as one of the prior arts It was confirmed that there was no difficulty in handling due to the electrode being in a wet state, which could be a concern when using a battery, and that a normal battery assembly process could be applied.

【0062】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板におけるリチウム金属粒子13の粒径の最適範
囲について述べる。
Next, the optimum range of the particle size of the lithium metal particles 13 in the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0063】上記図1に示すリチウム二次電池用電極板
においては、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層
12によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子
13が圧縮されて、隙間のないように緻密に充填された
リチウム金属−リチウム化合物複合材料から活物質層1
1が構成されているが、このリチウム金属粒子13の粒
径が変わることによりリチウム二次電池用電極板の特性
の変化が予想されるため、リチウム金属粒子13の粒径
を種々に変化させて、その最適範囲を明らかにするため
の実験を行った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1, a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are compressed and densely packed without gaps. Material layer 1 from lithium metal-lithium compound composite material filled in
However, since the change in the particle size of the lithium metal particles 13 is expected to change the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery, the particle size of the lithium metal particles 13 is variously changed. An experiment was conducted to clarify the optimum range.

【0064】上記図2を用いて説明したリチウム金属2
5の加熱蒸発時の諸条件を変化させることにより、炭酸
リチウムを含有するリチウム化合物層12によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子13を集電体10
上に堆積する際のリチウム金属粒子13の粒径を種々に
変化させることが可能である。即ち、主に、リチウム金
属25を加熱蒸発する際の雰囲気ガスCO2 の圧力、蒸
発物質としてのリチウム金属25を搭載する蒸着ボート
26と集電体10を底面部に固定する集電体保持機構2
8との距離、蒸着ボート26の温度の各条件を変化させ
ることにより、ロールプレス装置による圧縮後のリチウ
ム金属粒子13の粒径を0.01μmから20μmの範
囲で変化させることができた。
The lithium metal 2 described with reference to FIG.
By changing various conditions at the time of heating and evaporating 5, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected into the current collector 10.
It is possible to variously change the particle size of the lithium metal particles 13 when deposited on the top. That is, mainly, the pressure of the atmospheric gas CO 2 when heating and evaporating the lithium metal 25, the vapor deposition boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted, and the current collector holding mechanism for fixing the current collector 10 to the bottom portion 2
By changing the conditions of the distance from the metal plate 8 and the temperature of the vapor deposition boat 26, the particle size of the lithium metal particles 13 after compression by the roll press device could be changed in the range of 0.01 μm to 20 μm.

【0065】そして、この範囲において、リチウム金属
粒子13の粒径が種々異なるリチウム二次電池用電極板
を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板
として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放
電電流に対する容量の変化を調査した。その結果、リチ
ウム金属粒子13の粒径が0.1μm〜10μmの範囲
内にある場合に、放電電流を増加した際の放電容量の低
下がこの範囲外にある場合に比べて小さく、負荷電流特
性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確認さ
れた。
In this range, electrode plates for lithium secondary batteries in which the particle diameters of the lithium metal particles 13 are variously different were prepared, and further, the lithium secondary battery glass cells using the electrode plates for lithium secondary batteries as negative electrodes were prepared. Was fabricated, and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated. As a result, when the particle size of the lithium metal particles 13 is within the range of 0.1 μm to 10 μm, the decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is smaller than when the discharge current is outside this range, and the load current characteristics It was confirmed that an excellent lithium secondary battery could be realized.

【0066】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板におけるリチウム化合物層12の炭酸リチウム
の含有量の最適範囲について述べる。
Next, the optimum range of the lithium carbonate content of the lithium compound layer 12 in the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.

【0067】上記図1に示すリチウム二次電池用電極板
においては、リチウム金属粒子13表面を被覆するリチ
ウム化合物層12における炭酸リチウムの含有量は80
wt%であったが、このリチウム化合物層12における
炭酸リチウムの含有量が変わることによりリチウム二次
電池用電極板の特性の変化が予想されるため、リチウム
化合物層12における炭酸リチウムの含有量を種々に変
化させて、その最適範囲を明らかにするための実験を行
った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 covering the surface of the lithium metal particles 13 is 80%.
However, when the content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 changes, a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery is expected. Therefore, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 is reduced. Experiments were conducted with various changes to clarify the optimum range.

【0068】上記図2を用いて説明したリチウム金属2
5の加熱蒸発時の諸条件を変化させることにより、炭酸
リチウムを含有するリチウム化合物層12によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子13を集電体10
上に堆積する際の、リチウム化合物層12における炭酸
リチウムの含有量を種々に変化させることが可能であ
る。
The lithium metal 2 described with reference to FIG.
By changing various conditions at the time of heating and evaporating 5, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected into the current collector 10.
It is possible to variously change the content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 when depositing on the lithium compound layer 12.

【0069】即ち、主に、リチウム金属25を加熱蒸発
する際の雰囲気ガスCO2 の圧力、蒸発物質としてのリ
チウム金属25を搭載する蒸着ボート26と集電体10
を底面部に固定する集電体保持機構28との距離、蒸着
ボート26の温度の各条件を変化させることにより、リ
チウム化合物層12における炭酸リチウムの含有量を
0.5wt%〜95wt%の範囲で変化させることがで
きた。
That is, mainly, the pressure of the atmosphere gas CO 2 when heating and evaporating the lithium metal 25, the vapor deposition boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted, and the current collector 10.
The content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 ranges from 0.5 wt% to 95 wt% by changing the conditions of the distance from the current collector holding mechanism 28 for fixing the bottom surface to the current collector holding mechanism 28 and the temperature of the evaporation boat 26. Was able to change.

【0070】そして、この範囲において、リチウム化合
物層12における炭酸リチウムの含有量が種々異なるリ
チウム二次電池用電極板を作製し、更にこのリチウム二
次電池用電極板を負極板として用いるリチウム二次電池
ガラスセルを作製し、放電電流に対する容量の変化を調
査した。その結果、リチウム化合物層12における炭酸
リチウムの含有量が10wt%〜90wt%の範囲内に
ある場合に、放電電流を増加した際の放電容量の低下が
この範囲外にある場合に比べて小さく、負荷電流特性に
優れたリチウム二次電池を実現できることが確認され
た。
Then, within this range, electrode plates for lithium secondary batteries having various contents of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 were prepared, and the lithium secondary battery electrode plates were used as negative electrode plates. A battery glass cell was fabricated, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated. As a result, when the content of lithium carbonate in the lithium compound layer 12 is within the range of 10 wt% to 90 wt%, the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is smaller than when the content is outside this range, It was confirmed that a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized.

【0071】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板における炭酸リチウムを含有するリチウム化合
物層12の厚さの最適範囲について述べる。
Next, the optimum range of the thickness of the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate in the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.

【0072】上記図1に示すリチウム二次電池用電極板
においては、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層
12によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子
13が圧縮されて、隙間のないように緻密に充填された
リチウム金属−リチウム化合物複合材料から活物質層1
1が構成されているが、このリチウム化合物層12の厚
さが変わることによりリチウム二次電池用電極板の特性
の変化が予想されるため、リチウム化合物層12の厚さ
を種々に変化させて、その最適範囲を明らかにするため
の実験を行った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1, a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are compressed and densely packed without gaps. Material layer 1 from lithium metal-lithium compound composite material filled in
Although the thickness of the lithium compound layer 12 changes, it is expected that the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery change. Therefore, the thickness of the lithium compound layer 12 is variously changed. An experiment was conducted to clarify the optimum range.

【0073】上記図2を用いて説明したリチウム金属2
5の加熱蒸発時の諸条件を変化させることにより、炭酸
リチウムを含有するリチウム化合物層12によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子13を集電体10
上に堆積する際のリチウム化合物層12の厚さを種々に
変化させることが可能である。
The lithium metal 2 described with reference to FIG.
By changing various conditions at the time of heating and evaporating 5, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected into the current collector 10.
It is possible to variously change the thickness of the lithium compound layer 12 when depositing on it.

【0074】即ち、主に、リチウム金属25を加熱蒸発
する際の雰囲気ガスCO2 の圧力、蒸発物質としてのリ
チウム金属25を搭載する蒸着ボート26と集電体10
を底面部に固定する集電体保持機構28との距離、蒸着
ボート26の温度の各条件を変化させることにより、リ
チウム化合物層12の厚さを10nm〜1μmの範囲で
変化させることができた。
That is, mainly, the pressure of the atmospheric gas CO 2 when heating and evaporating the lithium metal 25, the vapor deposition boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted, and the current collector 10.
The thickness of the lithium compound layer 12 was able to be changed in the range of 10 nm to 1 μm by changing each condition of the distance from the current collector holding mechanism 28 for fixing the layer to the bottom portion and the temperature of the evaporation boat 26. .

【0075】そして、この範囲において、リチウム化合
物層12の厚さが種々異なるリチウム二次電池用電極板
を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板
として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放
電電流に対する容量の変化を調査した。その結果、リチ
ウム化合物層12の厚さが10nmから100nmの範
囲内にあり、かつリチウム金属粒子13の粒径の1/1
0以下である場合に、放電電流を増加した際の放電容量
の低下がこの範囲外にある場合に比べて小さく、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確
認された。
Then, within this range, electrode plates for lithium secondary batteries having various thicknesses of the lithium compound layer 12 were prepared, and further, the lithium secondary battery glass cells using the electrode plates for lithium secondary batteries as negative electrodes were prepared. Was fabricated, and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated. As a result, the thickness of the lithium compound layer 12 is in the range of 10 nm to 100 nm, and
It was confirmed that when the discharge current was 0 or less, the decrease in discharge capacity when the discharge current was increased was smaller than that when the discharge current was outside this range, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized.

【0076】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる雰囲気ガスの種類につい
て述べる。
Next, the types of atmospheric gases used for producing the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0077】上記図2を用いて説明したリチウム二次電
池用電極板の製造方法においては、炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層12によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子13を集電体10上に堆積する際
に、蒸発させたリチウム金属と反応させる雰囲気ガスと
してCO2 ガスを用いているが、この雰囲気ガスの種類
が変わることによりリチウム金属粒子13の均一性に差
が見られ、それによるリチウム二次電池用電極板の特性
の変化が予想されるため、雰囲気ガスの種類を種々に変
化させて、その最適なガス種を明らかにするための実験
を行った。
In the method of manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery described with reference to FIG. 2, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected by the current collector 10. CO 2 gas is used as an atmosphere gas for reacting with the evaporated lithium metal when depositing on the top, but the uniformity of the lithium metal particles 13 is different due to the change of the kind of the atmosphere gas. Since changes in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery due to the above are expected, experiments were conducted to clarify the optimal gas type by changing the type of atmosphere gas in various ways.

【0078】雰囲気ガスとして使用可能な種々のガスを
用いて、蒸発させたリチウム金属と反応させ、炭酸リチ
ウムを含有するリチウム化合物層12によって表面を被
覆された多数のリチウム金属粒子13が圧縮されたリチ
ウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活物質層1
1を集電体10上に形成してリチウム二次電池用電極板
を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板
として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放
電電流に対する容量の変化を調査した。
Using various gases that can be used as atmosphere gases, the gas was reacted with the evaporated lithium metal, and a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces were covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate were compressed. Active material layer 1 made of lithium metal-lithium compound composite material
1 is formed on the current collector 10 to prepare an electrode plate for a lithium secondary battery, and further, a glass cell for a lithium secondary battery using this electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate is manufactured, and a capacity with respect to discharge current is produced. The changes were investigated.

【0079】その結果、雰囲気ガスとしてCO、C
2 、CH3 OH、C2 5 (OH)、(CH3 2
Oのいずれかのガス又はこれらのいくつかを混合したガ
スを用いた場合に、放電電流を増加した場合の放電容量
の低下が小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二次電
池を実現できることが確認された。これらのガスを雰囲
気ガスとして使用した場合、蒸発させたリチウム金属と
反応させ、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層1
2によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子1
3を集電体10上に堆積する際に、リチウム金属粒子1
3の均一性が優れていることから、均一な特性を有する
リチウム二次電池用電極板が形成されるためと考えられ
る。
As a result, CO, C were used as atmosphere gases.
O 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (CH 3 ) 2 C
It was confirmed that when any gas of O or a mixture of some of these gases was used, a decrease in the discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. Was done. When these gases are used as atmospheric gases, they react with the evaporated lithium metal to form a lithium compound layer 1 containing lithium carbonate.
Numerous lithium metal particles 1 whose surface is coated with 2
3 is deposited on the current collector 10, the lithium metal particles 1
It is considered that, because of excellent uniformity of No. 3, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics was formed.

【0080】また、これらのガスのうちCH3 OH、C
2 5 (OH)、(CH3 2 COのいずれかを単独で
又は一部混合して用いた場合、より優れた電流特性が得
られることが確認された。但し、これらのガスは常温、
常圧下では液体であるため、雰囲気ガスとして使用する
際には、ガス供給系全体を加熱する必要があり、製造装
置コストの上昇を招くことから、特段の電極性能の向上
を必要としない場合にはCO、CO2 を用いることが好
適である。
Of these gases, CH 3 OH, C
It was confirmed that when any one of 2 H 5 (OH) and (CH 3 ) 2 CO was used alone or partially mixed, more excellent current characteristics could be obtained. However, these gases are at room temperature,
Since it is a liquid under normal pressure, when used as an atmospheric gas, it is necessary to heat the entire gas supply system, leading to an increase in manufacturing equipment costs. It is preferable to use CO and CO 2 .

【0081】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる雰囲気ガスの圧力につい
て述べる。
Next, the pressure of the atmospheric gas used for producing the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0082】上記図2を用いて説明したリチウム二次電
池用電極板の製造方法においては、炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層12によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子13を集電体10上に堆積する際
に、蒸発させたリチウム金属と反応させる雰囲気ガスC
2 の圧力を13.3mPaに保持しているが、この雰
囲気ガスの圧力が変わることによりリチウム金属粒子1
3の均一性に差が見られ、それによるリチウム二次電池
用電極板の特性の変化が予想されるため、雰囲気ガスの
圧力を種々に変化させて、その最適なガス圧の範囲を明
らかにするための実験を行った。
In the method of manufacturing an electrode plate for a lithium secondary battery described with reference to FIG. 2, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with a lithium compound layer Atmosphere gas C which reacts with evaporated lithium metal when deposited on
The pressure of O 2 is maintained at 13.3 mPa.
Since there is a difference in the uniformity of No. 3 and a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery due to the difference is expected, the range of the optimal gas pressure is clarified by variously changing the pressure of the atmosphere gas. An experiment was conducted to

【0083】雰囲気ガスとしてCO2 を用い、種々の圧
力下において蒸発させたリチウム金属と反応させ、炭酸
リチウムを含有するリチウム化合物層12によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子13が圧縮された
リチウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活物質
層11を集電体10上に形成してリチウム二次電池用電
極板を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負
極板として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製
し、放電電流に対する容量の変化を調査した。
Using CO 2 as an atmospheric gas, it was reacted with lithium metal evaporated under various pressures to compress a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces were covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate. An active material layer 11 made of a lithium metal-lithium compound composite material is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery. A secondary battery glass cell was fabricated, and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated.

【0084】その結果、雰囲気ガスCO2 の圧力が1.
33mPa〜0.133Paの範囲内にある場合に、放
電電流を増加した際の放電容量の低下が小さく、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確
認された。雰囲気ガスCO2の圧力が1.33mPa〜
0.133Paの範囲内にある場合、炭酸リチウムを含
有するリチウム化合物層12によって表面を被覆された
多数のリチウム金属粒子13を集電体10上に堆積する
際に、リチウム金属粒子13の均一性が優れていること
から、均一な特性を有するリチウム二次電池用電極板が
形成されるためと考えられる。
As a result, the pressure of the atmospheric gas CO 2 was 1.
It was confirmed that, when the discharge current was in the range of 33 mPa to 0.133 Pa, a decrease in discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. Atmospheric gas CO 2 pressure is 1.33 mPa ~
When it is within the range of 0.133 Pa, the uniformity of the lithium metal particles 13 when depositing a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate on the current collector 10 is increased. This is considered to be due to the fact that an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed because of its excellent properties.

【0085】更に、CO2 ガスの代わりに、雰囲気ガス
としてCO、CH3 OH、C2 5(OH)、(C
3 2 COのいずれかのガス又はこれらのいくつかを
混合したガスを用いて同様の実験を行った。この場合
も、CO2 ガスを用いた場合と同様の結果が得られた。
Further, instead of CO 2 gas, CO, CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (C
A similar experiment was performed using any gas of H 3 ) 2 CO or a mixture of some of these gases. In this case, the same result as that obtained when the CO 2 gas was used was obtained.

【0086】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる集電体10の温度につい
て述べる。
Next, the temperature of the current collector 10 used for producing the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.

【0087】上記図2を用いて説明したリチウム二次電
池用電極板の製造方法においては、炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層12によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子13を集電体10上に堆積する際
の集電体10の温度が変わることによりリチウム金属粒
子13の均一性に差が見られ、それによるリチウム二次
電池用電極板の特性の変化が予想されるため、集電体1
0の温度を種々に変化させ、その最適な集電体10の温
度範囲を明らかにするための実験を行った。
In the method of manufacturing an electrode plate for a lithium secondary battery described with reference to FIG. 2, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected by the current collector 10. A change in the uniformity of the lithium metal particles 13 is observed due to a change in the temperature of the current collector 10 when it is deposited thereon, and a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery due to the difference is expected. Body 1
Experiments were conducted to clarify the optimum temperature range of the current collector 10 by changing the temperature of 0 in various ways.

【0088】上記製造方法において、集電体10の温度
を種々に変化させ、炭酸リチウムを含有するリチウム化
合物層12によって表面を被覆された多数のリチウム金
属粒子13が圧縮されたリチウム金属−リチウム化合物
複合材料からなる活物質層11を集電体10上に形成し
てリチウム二次電池用電極板を作製し、更にこのリチウ
ム二次電池用電極板を負極板として用いるリチウム二次
電池ガラスセルを作製し、放電電流に対する容量の変化
を調査した。
In the above manufacturing method, the temperature of the current collector 10 is changed variously, and the lithium metal-lithium compound in which a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate is compressed. An active material layer 11 composed of a composite material is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery, and a glass cell for a lithium secondary battery using the electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate is further prepared. It was fabricated and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated.

【0089】その結果、集電体10の温度が−50℃か
ら−10℃の間の一定の温度に保持される場合に、放電
電流を増加した場合の放電容量の低下が小さく、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確
認された。こうした−50℃〜−10℃の温度範囲内の
一定の温度に保持されている集電体10上に炭酸リチウ
ムを含有するリチウム化合物層12によって表面を被覆
された多数のリチウム金属粒子13を堆積する際に、リ
チウム金属粒子13の均一性が優れていることから、均
一な特性を有するリチウム二次電池用電極板が形成され
るためと考えられる。
As a result, when the temperature of the current collector 10 is maintained at a constant temperature between -50 ° C. and -10 ° C., the decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is small, and the load current characteristics It was confirmed that an excellent lithium secondary battery could be realized. A large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are deposited on the current collector 10 maintained at a constant temperature within a temperature range of −50 ° C. to −10 ° C. It is considered that, since the uniformity of the lithium metal particles 13 is excellent, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0090】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際の炭酸リチウムを含有するリチウ
ム化合物層12によって表面を被覆された多数のリチウ
ム金属粒子13の集電体10上への堆積速度について述
べる。
Next, on the current collector 10 of a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate when the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment is manufactured. Next, the deposition rate on the substrate will be described.

【0091】上記図2を用いて説明したリチウム二次電
池用電極板の製造方法においては、炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層12によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子13を集電体10上に堆積する際
の堆積速度が変わることによりリチウム金属粒子13の
均一性に差が見られ、それによるリチウム二次電池用電
極板の特性の変化が予想されるため、堆積速度を種々に
変化させて、その最適な堆積速度範囲を明らかにするた
めの実験を行った。
In the method of manufacturing an electrode plate for a lithium secondary battery described with reference to FIG. 2, a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with a lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are collected by the current collector 10. Since the uniformity of the lithium metal particles 13 is different due to the change of the deposition rate when depositing on the top, and the property of the electrode plate for the lithium secondary battery is expected to change due to the difference, the deposition rate is variously changed. Then, an experiment was performed to clarify the optimum deposition rate range.

【0092】上記製造方法において、炭酸リチウムを含
有するリチウム化合物層12によって表面を被覆された
多数のリチウム金属粒子13の堆積速度を種々に変化さ
せ、リチウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活
物質層11を集電体10上に形成してリチウム二次電池
用電極板を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板
を負極板として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作
製し、放電電流に対する容量の変化を調査した。
In the above manufacturing method, the deposition rate of a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate is changed variously, and the active material layer made of the lithium metal-lithium compound composite material is changed. 11 is formed on the current collector 10 to prepare an electrode plate for a lithium secondary battery, and further, a glass cell for a lithium secondary battery using this electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate is manufactured, and the capacity with respect to discharge current is produced. The changes were investigated.

【0094】その結果、炭酸リチウムを含有するリチウ
ム化合物層12によって表面を被覆された多数のリチウ
ム金属粒子13の堆積速度が0.1μm/分から10μ
m/分の間の一定の堆積速度に保持される場合に、放電
電流を増加した場合の放電容量の低下が小さく、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確
認された。この0.1μm/分〜10μm/分の堆積速
度範囲内の一定の堆積速度に保持して、炭酸リチウムを
含有するリチウム化合物層12によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子13を堆積する際に、リチウ
ム金属粒子13の均一性が優れていることから、均一な
特性を有するリチウム二次電池用電極板が形成されるた
めと考えられる。
As a result, the deposition rate of a large number of lithium metal particles 13 whose surfaces were covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate was increased from 0.1 μm / min to 10 μm.
It was confirmed that when the deposition rate was maintained at a constant rate of m / min, a decrease in the discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. When a large number of lithium metal particles 13 whose surface is covered with the lithium compound layer 12 containing lithium carbonate are deposited while maintaining the deposition rate within a range of 0.1 μm / min to 10 μm / min. In addition, since the uniformity of the lithium metal particles 13 is excellent, it is considered that an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0095】(第2実施形態)図3は本発明の第2実施
形態に係るリチウム二次電池用電極板を示す断面図であ
る。なお、図1に示されるリチウム二次電池用電極板の
構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a second embodiment of the present invention. The same components as those of the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0096】上記第1の実施形態においては、上記図1
に示すリチウム二次電池用電極板を負極板として用いる
リチウム二次電池ガラスセルを作製する際に、電解液中
に溶解するリチウム塩としてLiClO4 を用いている
が、電解液に難燃性を付与して電池の安全性を高めるた
め、近年はフッ素を組成中に含むリチウム塩、例えばL
iBF4 、LiPF6 、LiN(CF3 SO3 2 、L
iB(C6 5 4 、LiAsF6 などが用いられるこ
とが多くなっている。
In the first embodiment, FIG.
When producing a lithium secondary battery glass cell using a lithium secondary battery electrode plate as a negative electrode plate as shown in the following, LiClO 4 is used as a lithium salt dissolved in the electrolytic solution. In recent years, lithium salts containing fluorine in the composition, for example, L
iBF 4 , LiPF 6 , LiN (CF 3 SO 3 ) 2 , L
iB (C 6 H 5 ) 4 , LiAsF 6 and the like are often used.

【0097】これらのリチウム塩が有機電解液中におい
てどのような状態で存在しているかは相当複雑であるこ
とが予想され、そのメカニズムは必ずしも明らかではな
いが、上記第1の実施形態において重要な役割を担って
いるリチウム化合物層12においてもその組成元素とし
てフッ素が含まれていると、フッ素を組成中に含むリチ
ウム塩が溶解している電解液との親和性が増大すること
などにより、更に急速なリチウムイオンの拡散速度を得
ることが可能となり、結果として放電電流特性に優れた
電池を実現できることが経験的に予想される。
It is expected that the state in which these lithium salts are present in the organic electrolyte is considerably complicated, and the mechanism is not necessarily clear, but is important in the first embodiment. When fluorine is contained as a composition element also in the lithium compound layer 12 that plays a role, the affinity with an electrolyte in which a lithium salt containing fluorine is dissolved is increased, and the like. It is empirically expected that a rapid diffusion rate of lithium ions can be obtained, and as a result, a battery having excellent discharge current characteristics can be realized.

【0098】そこで、本実施形態においては、上記第1
の実施形態のリチウム化合物層15フッ素を含有させる
こととした。従って、本実施形態に係るリチウム二次電
池用電極板は、図3に示されるように、銅箔からなる集
電体10上に活物質層14を形成したものであるが、こ
の活物質層14が、炭酸リチウムの他にフッ化リチウム
を含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆さ
れた多数のリチウム金属粒子16が圧縮されて、隙間の
ないように緻密に充填されたリチウム金属−リチウム化
合物複合材料から構成されている点に本実施形態の特徴
がある。
Therefore, in the present embodiment, the first
In the embodiment, the lithium compound layer 15 contains fluorine. Accordingly, the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment has a structure in which the active material layer 14 is formed on the current collector 10 made of a copper foil as shown in FIG. 14 is a lithium metal-lithium compound in which a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium fluoride in addition to lithium carbonate are compressed and densely packed without gaps. The feature of the present embodiment lies in that it is composed of a composite material.

【0099】ここで、銅箔からなる集電体10及びリチ
ウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活物質層1
4の全体の厚さは80μmであり、リチウム化合物層1
5における炭酸リチウムの含有量は80wt%であり、
更にフッ化リチウムの含有量は20wt%である。
Here, the current collector 10 made of a copper foil and the active material layer 1 made of a lithium metal-lithium compound composite material
4 has a total thickness of 80 μm, and the lithium compound layer 1 has a thickness of 80 μm.
5, the content of lithium carbonate was 80 wt%,
Further, the content of lithium fluoride is 20% by weight.

【0100】次に、図3に示すリチウム二次電池用電極
板の第1の製造方法を、図4を用いて説明する。ここ
で、図4は集電体10上にリチウム金属−リチウム化合
物複合材料からなる活物質層14を形成するための処理
装置を示す概略断面図である。なお、上記図2に示され
る処理装置の構成要素と同一の要素には同一の符号を付
して説明を省略する。
Next, a first method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a schematic sectional view showing a processing apparatus for forming an active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material on the current collector 10. The same components as those of the processing apparatus shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0101】この処理装置は、図4に示されるように、
上記図2に示される第1の実施形態に係る処理装置とほ
ぼ同様の機構を備えているが、CO2 ガスが充填された
シリンダ21及びその流量を制御するMFC22に加え
て、F2 ガスが充填されたシリンダ31及びその流量を
制御するMFC32を備えており、これらのシリンダ2
1、31からMFC22、32を介してCO2 ガスにF
2 ガスを添加した混合ガスを処理チャンバ20内に供給
するようになっている点に特徴がある。
This processing device, as shown in FIG.
Although it has substantially the same mechanism as the processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 above, in addition to the cylinder 21 filled with CO 2 gas and the MFC 22 for controlling the flow rate, F 2 gas The cylinder 2 is provided with a filled cylinder 31 and an MFC 32 for controlling the flow rate thereof.
1, 31 to CO 2 gas via MFCs 22 and 32
It is characterized in that a mixed gas to which two gases are added is supplied into the processing chamber 20.

【0102】先ず、処理チャンバ20内のタンタル製の
蒸着ボート26上に蒸発物質としてのリチウム金属25
を搭載すると共に、この蒸着ボート26上のリチウム金
属25に対向して、集電体保持機構28の底面部に厚さ
20μmの銅箔からなる集電体10を下向きに固定す
る。
First, a lithium metal 25 as an evaporating substance is placed on a tantalum evaporation boat 26 in the processing chamber 20.
And a current collector 10 made of a copper foil having a thickness of 20 μm is fixed downward on the bottom surface of the current collector holding mechanism 28 so as to face the lithium metal 25 on the evaporation boat 26.

【0103】続いて、シリンダ21、31からMFC2
2、32を介して処理チャンバ20内にCO2 及びF2
の混合ガスを供給する。このときのCO2 及びF2 の混
合ガスの流量はそれぞれMFC22、32によって制御
され、CO2 とF2 との混合比が80:20となり、混
合ガス全体の流量が10sccmになるようにする。ま
た、処理チャンバ20内の圧力は、真空排気装置23及
び可変オリフィス24によって13.3mPaに保持す
る。
Subsequently, the MFC2 is supplied from the cylinders 21 and 31.
CO 2 and F 2 in the processing chamber 20 via
Is supplied. At this time, the flow rates of the mixed gas of CO 2 and F 2 are controlled by the MFCs 22 and 32, respectively, so that the mixing ratio of CO 2 and F 2 becomes 80:20, and the flow rate of the whole mixed gas becomes 10 sccm. The pressure in the processing chamber 20 is maintained at 13.3 mPa by the evacuation device 23 and the variable orifice 24.

【0104】続いて、蒸着用電源27により蒸着ボート
26に通電して、蒸着ボート26上のリチウム金属25
を加熱蒸発させる。そして、この加熱蒸発させたリチウ
ム金属を雰囲気ガスとしてのCO2 ガス及びF2 ガスと
反応させ、リチウム金属粒子16の表面を炭酸リチウム
及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15に
よって被覆すると共に、これら炭酸リチウム及びフッ化
リチウムを含有するリチウム化合物層15によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10
上に堆積する。
Subsequently, power is supplied to the deposition boat 26 by the deposition power source 27, and the lithium metal 25 on the deposition boat 26 is turned on.
Is heated and evaporated. Then, the heated and evaporated lithium metal is reacted with CO 2 gas and F 2 gas as atmosphere gases, and the surface of the lithium metal particles 16 is covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride, A large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are collected by the current collector 10.
Deposit on top.

【0105】また、このとき、シャッタ機構29の開状
態の時間を調節し、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16が集電体10上に堆積す
る厚さ、即ちリチウム金属−リチウム化合物複合材料の
堆積層の厚さが100μmになるように制御する。
At this time, the time of the open state of the shutter mechanism 29 is adjusted, and a large number of the lithium metal particles 16 whose surface is covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are collected by the current collector 10. It is controlled so that the thickness deposited thereon, that is, the thickness of the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is 100 μm.

【0106】次いで、炭酸リチウム及びフッ化リチウム
を含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆さ
れた多数のリチウム金属粒子16が堆積した集電体10
を処理チャンバ20から取り出した後、ロールプレス装
置を用いて、集電体10及びリチウム金属−リチウム化
合物複合材料の堆積層の全体の厚さが120μmから8
0μmになるまで圧縮し、隙間のないように緻密に充填
された状態にする。そして、これを矩形に打ち抜いて、
リチウム二次電池用電極板とする。
Next, the current collector 10 on which a large number of lithium metal particles 16 whose surface is covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride is deposited.
Is taken out of the processing chamber 20, and the total thickness of the current collector 10 and the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is reduced from 120 μm to 8 using a roll press device.
It is compressed until it becomes 0 μm, and it is in a state where it is densely filled without gaps. And punch this into a rectangle,
An electrode plate for a lithium secondary battery.

【0107】こうして、上記図3に示されるような、炭
酸リチウム80wt%に加えてフッ化リチウム20wt
%を含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆
された多数のリチウム金属粒子16が圧縮され、隙間の
ないように緻密に充填されたリチウム金属−リチウム化
合物複合材料からなる活物質層14が銅箔からなる集電
体10上に形成されている、厚さ80μmのリチウム二
次電池用電極板が作製される。
Thus, as shown in FIG. 3, in addition to lithium carbonate 80 wt%, lithium fluoride 20 wt%
% Of the lithium metal particles 16 whose surfaces are covered by the lithium compound layer 15 containing a lithium metal-containing compound material, and the active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material densely packed without gaps is formed of a copper foil. An electrode plate for a lithium secondary battery having a thickness of 80 μm and formed on a current collector 10 made of is manufactured.

【0108】なお、上記第1の製造方法においては、リ
チウム化合物層15にフッ化リチウムを含有させるた
め、雰囲気ガスとしてF2 ガスを用いているが、このF
2 ガスは金属に対して激しい腐食性を示すため、耐食性
に優れた材料を用いて製造設備を製作する必要があるこ
と、また強い毒性をもつため、高感度の漏洩検出設備や
排出ガス除害設備等の設置が義務づけられることなど、
取り扱いが難しいガスであると共に製造設備のコストを
大幅に増加させるという問題がある。
In the first manufacturing method, F 2 gas is used as an atmosphere gas in order to make the lithium compound layer 15 contain lithium fluoride.
(2) Since the gas shows severe corrosiveness to metals, it is necessary to manufacture manufacturing equipment using materials with excellent corrosion resistance.Because of its strong toxicity, high-sensitivity leak detection equipment and exhaust gas elimination Installation of facilities etc. is obliged,
There is a problem that it is a gas that is difficult to handle and significantly increases the cost of manufacturing equipment.

【0109】この問題を回避するためには、CF4 等の
フッ素原子を含む不活性なガスを雰囲気ガスとして用い
ることが考えられるが、上記図4に示される処理装置を
用いた第1の製造方法においては、F2 ガス以外のフッ
素原子を含む不活性なガスを用いてもフッ化リチウムを
リチウム化合物層15に含有させることはできないか、
含有させることができる場合であってもその量は非常に
僅かであった。
In order to avoid this problem, it is conceivable to use an inert gas containing a fluorine atom such as CF 4 as the atmospheric gas. However, the first manufacturing method using the processing apparatus shown in FIG. In the method, whether lithium fluoride can be contained in the lithium compound layer 15 even if an inert gas containing a fluorine atom other than the F 2 gas is used,
Even if it could be included, its amount was very small.

【0110】そこで本発明者は種々の方法を実験した結
果、雰囲気ガスとしてCF4 等の不活性なガスを用いた
場合であっても、フッ化リチウムをリチウム化合物層1
5に良好に含有させることができる方法として、次に述
べるプラズマ反応を利用したリチウム二次電池用電極板
の第2の製造方法を想到した。
Thus, the present inventor conducted experiments on various methods. As a result, even when an inert gas such as CF 4 was used as an atmosphere gas, lithium fluoride was used as the lithium compound layer 1.
As a method that can be favorably contained in No. 5, a second manufacturing method of an electrode plate for a lithium secondary battery using a plasma reaction described below has been conceived.

【0111】次に、図3に示すリチウム二次電池用電極
板の第2の製造方法を、図5を用いて説明する。ここ
で、図5は集電体10上にリチウム金属−リチウム化合
物複合材料からなる活物質層14を形成するためのプラ
ズマ処理装置を示す概略断面図である。なお、上記図4
に示される処理装置の構成要素と同一の要素には同一の
符号を付して説明を省略する。
Next, a second method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a schematic sectional view showing a plasma processing apparatus for forming an active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material on the current collector 10. Note that FIG.
The same reference numerals are given to the same components as those of the processing device shown in FIG.

【0112】このプラズマ処理装置は、図5に示される
ように、上記図4に示される第1の製造方法に使用する
処理装置とほぼ同様の機構を備えているが、F2 ガスが
充填されたシリンダ31及びその流量を制御するMFC
32の代わりに、CF4 ガスが充填されたシリンダ33
及びその流量を制御するMFC34を備えており、シリ
ンダ21、33からMFC22、34を介してCO2
スにCF4 ガスを添加した混合ガスを処理チャンバ20
内に供給するようになっている。このことに加えて、蒸
着ボート26と集電体保持機構28との間に雰囲気ガス
のプラズマ領域を生成させるための誘導コイル35と、
この誘導コイル35に13.56MHzのRF(高周
波)電力を供給するRF電源36とを新たな機構として
備えている点に特徴がある。
As shown in FIG. 5, the plasma processing apparatus has substantially the same mechanism as the processing apparatus used in the first manufacturing method shown in FIG. 4, but is filled with F 2 gas. Cylinder 31 and MFC controlling its flow rate
Cylinder 33 filled with CF 4 gas instead of 32
And a MFC 34 for controlling the flow rate thereof. A mixed gas obtained by adding CF 4 gas to CO 2 gas from the cylinders 21 and 33 via the MFCs 22 and 34 is provided in the processing chamber 20.
It is designed to be supplied inside. In addition to this, an induction coil 35 for generating a plasma region of the atmospheric gas between the deposition boat 26 and the current collector holding mechanism 28,
It is characterized in that an RF power supply 36 for supplying RF (high frequency) power of 13.56 MHz to the induction coil 35 is provided as a new mechanism.

【0113】先ず、上記第1の製造方法の場合と同様に
して、処理チャンバ20内のタンタル製の蒸着ボート2
6上に蒸発物質としてのリチウム金属25を搭載すると
共に、この蒸着ボート26上のリチウム金属25に対向
して、集電体保持機構28の底面部に厚さ20μmの銅
箔からなる集電体10を下向きに固定する。
First, in the same manner as in the first manufacturing method, the tantalum evaporation boat 2 in the processing chamber 20 is used.
A current collector made of a copper foil having a thickness of 20 μm is mounted on the bottom surface of a current collector holding mechanism 28, with a lithium metal 25 as an evaporating substance mounted on the vapor deposition boat 6 and facing the lithium metal 25 on the evaporation boat 26. Fix 10 downward.

【0114】続いて、シリンダ21、33からMFC2
2、34を介して処理チャンバ20内にCO2 及びCF
4 の混合ガスを供給する。このときのCO2 ガス及びC
4ガスの流量はそれぞれMFC22、34によって制
御され、CO2 とCF4 との混合比が80:20とな
り、混合ガス全体の流量が10sccmになるようにす
る。また、処理チャンバ20内の圧力は、真空排気装置
23及び可変オリフィス24によって133mPaに保
持する。
Subsequently, the MFC2 is supplied from the cylinders 21 and 33.
CO 2 and CF into the processing chamber 20 via
Supply the mixed gas of 4 . At this time, CO 2 gas and C
The flow rate of the F 4 gas is controlled by the MFCs 22 and 34, respectively, so that the mixing ratio of CO 2 and CF 4 is 80:20, and the flow rate of the entire mixed gas is 10 sccm. The pressure in the processing chamber 20 is maintained at 133 mPa by the evacuation device 23 and the variable orifice 24.

【0115】続いて、RF電源36から誘導コイル35
に13.56MHzのRF電力を供給して、蒸着ボート
26と集電体保持機構28との間に雰囲気ガスのプラズ
マ領域を生成させる。また、蒸着用電源27により蒸着
ボート26に通電して、蒸着ボート26上のリチウム金
属25を加熱蒸発させる。そして、この加熱蒸発させた
リチウム金属を雰囲気ガスとしてのCO2 及びCF4
プラズマと反応させ、リチウム金属粒子16の表面を炭
酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合
物層15によって被覆すると共に、これら炭酸リチウム
及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15に
よって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子16を
集電体10上に堆積する。
Subsequently, the induction coil 35 is supplied from the RF power source 36.
Is supplied with RF power of 13.56 MHz to generate a plasma region of the atmospheric gas between the vapor deposition boat 26 and the current collector holding mechanism 28. In addition, power is supplied to the evaporation boat 26 by the evaporation power source 27 to heat and evaporate the lithium metal 25 on the evaporation boat 26. Then, the heated and evaporated lithium metal is reacted with plasma of CO 2 and CF 4 as atmosphere gas, and the surface of the lithium metal particles 16 is covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride, A large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are deposited on the current collector 10.

【0116】また、このとき、シャッタ機構29の開状
態の時間を調節し、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16が集電体10上に堆積す
る厚さ、即ちリチウム金属−リチウム化合物複合材料の
堆積層の厚さが100μmになるように制御する。
At this time, the time of the open state of the shutter mechanism 29 is adjusted, and a large number of the lithium metal particles 16 whose surface is covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are collected. It is controlled so that the thickness deposited thereon, that is, the thickness of the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is 100 μm.

【0117】次いで、上記第1の製造方法の場合と同様
にして、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリ
チウム化合物層15によって表面を被覆された多数のリ
チウム金属粒子16が堆積した集電体10を処理チャン
バ20から取り出した後、ロールプレス装置を用いて、
集電体10及びリチウム金属−リチウム化合物複合材料
の堆積層の全体の厚さが120μmから80μmになる
まで圧縮し、隙間のないように緻密に充填された状態に
する。そして、これを矩形に打ち抜いて、リチウム二次
電池用電極板とする。
Next, as in the case of the first manufacturing method, the current collector 10 on which a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride is deposited. Is taken out of the processing chamber 20, and then, using a roll press device,
The entire thickness of the current collector 10 and the deposited layer of the lithium metal-lithium compound composite material is compressed from 120 μm to 80 μm so as to be densely packed without any gap. Then, this is punched into a rectangle to form an electrode plate for a lithium secondary battery.

【0118】こうして、毒性や可燃性を有しない不活性
のCF4 ガスを用いても、上記図3に示されるような、
炭酸リチウム80wt%及びフッ化リチウム20wt%
を含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆さ
れた多数のリチウム金属粒子16が圧縮され、隙間のな
いように緻密に充填されたリチウム金属−リチウム化合
物複合材料からなる活物質層14が銅箔からなる集電体
10上に形成されている厚さ80μmのリチウム二次電
池用電極板が作製される。
Thus, even if an inert CF 4 gas having no toxicity or flammability is used, as shown in FIG.
Lithium carbonate 80wt% and lithium fluoride 20wt%
A large number of the lithium metal particles 16 whose surfaces are covered by the lithium compound layer 15 containing is compressed, and the active material layer 14 made of the lithium metal-lithium compound composite material densely packed without gaps is made of copper foil. An electrode plate for a lithium secondary battery having a thickness of 80 μm formed on the current collector 10 is manufactured.

【0119】なお、このような第1及び第2の製造方法
を用いて作製したリチウム二次電池用電極板の断面をX
線マイクロアナライザにより調べたところ、いずれの場
合においても、リチウム金属粒子16と炭酸リチウム及
びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15との
界面には特段の不純物層は存在せず、良好な界面が形成
されていることが確認された。
The cross section of the electrode plate for a lithium secondary battery manufactured by using the first and second manufacturing methods is indicated by X.
When examined by a line microanalyzer, in any case, no particular impurity layer was present at the interface between the lithium metal particles 16 and the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride, and a favorable interface was observed. It was confirmed that it was formed.

【0120】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を用いたリチウム二次電池用電極の特性につい
て述べる。
Next, the characteristics of the electrode for a lithium secondary battery using the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.

【0121】上記図3に示すリチウム二次電池用電極板
を負極板として用い、微孔を有するポリプロピレンフィ
ルムからなるセパレータを介して、同寸法の正極板と対
向させる。この正極板としては、リチウム電池用LiC
oO2 粉末にアセチレンブラックとPTFE樹脂粉末を
各々10wt%混合し、N−メチルピロリドンを加えて
十分に混練し、厚さ20μmのアルミニウム箔に乾燥後
の厚さが200μmとなるように塗布した後、乾燥し、
プレスしたものを用いる。また、電解液としては、エチ
レンカーボネートとジメチルカーボネートの1:1混合
溶媒にリチウム塩としてLiPF6 を1mol/l溶解
したものを用いる。こうして、本実施形態に係るリチウ
ム二次電池用電極板を負極板として用いるリチウム二次
電池ガラスセルを作製した。
The electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3 is used as a negative electrode plate, and is opposed to a positive electrode plate of the same size via a separator made of a polypropylene film having pores. As this positive electrode plate, LiC for lithium batteries is used.
Acetylene black and PTFE resin powder were mixed at 10 wt% each with oO 2 powder, N-methylpyrrolidone was added and kneaded well, and then applied to a 20 μm-thick aluminum foil so that the thickness after drying was 200 μm. Dry,
Use what was pressed. As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 1 mol / l of LiPF 6 as a lithium salt in a 1: 1 mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate is used. Thus, a lithium secondary battery glass cell using the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment as a negative electrode plate was produced.

【0122】そして、上記第1の実施形態の場合と同様
に、このリチウム二次電池ガラスセルを2.7Vから
4.2Vの電圧範囲において電流密度1.5mA/cm
2 の充放電電流を流してサイクル試験を行い、電池容量
の測定を行うと共に、このサイクル試験後に分解してデ
ンドライト生成の有無の調査したところ、以下のような
結果が得られた。
Then, as in the case of the first embodiment, the lithium secondary battery glass cell was supplied with a current density of 1.5 mA / cm in a voltage range of 2.7 V to 4.2 V.
A charge / discharge current of 2 was applied to perform a cycle test to measure the battery capacity. After the cycle test, the battery was decomposed and examined for the generation of dendrites. The following results were obtained.

【0123】即ち、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を負極板として用いるリチウム二次電池ガラス
セルは、上記第1の実施形態におけるリチウム二次電池
ガラスセルAの場合と同様に、リチウム金属板を負極板
として用いる最も高容量なリチウム二次電池ガラスセル
と同様の高い容量を示すと共に、デンドライトの生成が
ないことが明らかになった。また、乾燥状態で取り扱わ
れるため、電極が湿潤状態であることによる取り扱い上
の困難もなく、通常の電池組み立てプロセスを適用でき
ることが確認された。
That is, the lithium secondary battery glass cell using the lithium secondary battery electrode plate according to the present embodiment as a negative electrode plate is similar to the lithium secondary battery glass cell A in the first embodiment. It has been found that the battery has the same high capacity as the highest capacity lithium secondary battery glass cell using a lithium metal plate as the negative electrode plate, and that no dendrite is generated. In addition, since the electrodes were handled in a dry state, there was no difficulty in handling due to the electrodes being in a wet state, and it was confirmed that a normal battery assembly process could be applied.

【0124】更に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板のリチウム金属−リチウム化合物複合材料から
なる活物質層14においては、リチウム金属粒子16の
表面を被覆するリチウム化合物層15が炭酸リチウムの
他にフッ化リチウムを含有していることから、フッ素を
組成中に含むリチウム塩LiPF6 が溶解している電解
液との親和性が増大することなどにより、より急速なリ
チウムイオンの拡散速度を得ることが可能となるため、
上記第1の実施形態におけるリチウム二次電池ガラスセ
ルAに比べて、放電電流を増加した場合の放電容量の低
下がより小さく、更に優れた負荷電流特性が実現され
た。
Further, in the active material layer 14 made of the lithium metal-lithium compound composite material of the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment, the lithium compound layer 15 covering the surface of the lithium metal particles 16 is made of lithium carbonate. In addition to containing lithium fluoride, the diffusion rate of lithium ions is more rapid due to an increase in the affinity with the electrolyte in which the lithium salt LiPF 6 containing fluorine is dissolved, and the like. It is possible to obtain
Compared with the lithium secondary battery glass cell A in the first embodiment, the decrease in the discharge capacity when the discharge current was increased was smaller, and more excellent load current characteristics were realized.

【0125】また、本実施形態においては、電解液中の
リチウム塩としてLiPF6 が用いられることから、上
記第1の実施形態におけるリチウム二次電池ガラスセル
Aの場合よりも、電解液に難燃性が付与されるため、電
池の安全性が向上した。
In this embodiment, since LiPF 6 is used as the lithium salt in the electrolyte, the electrolyte is more flame-retardant than the lithium secondary battery glass cell A in the first embodiment. As a result, the safety of the battery is improved.

【0126】なお、電解液中のリチウム塩としてLiP
6 の代わりに、例えばLiBF4、LiN(CF3
3 2 、LiB(C6 5 4 、LiAsF6 などを
用いる場合においても、上記の効果を同様に奏すること
が可能である。
The lithium salt in the electrolyte was LiP
Instead of F 6 , for example, LiBF 4 , LiN (CF 3 S
Even when O 3 ) 2 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiAsF 6, or the like is used, the above-described effects can be similarly obtained.

【0127】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板におけるリチウム金属粒子16の粒径の最適範
囲について述べる。
Next, the optimum range of the particle size of the lithium metal particles 16 in the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment will be described.

【0128】上記図3に示すリチウム二次電池用電極板
においては、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16が圧縮されて、隙間のないよう
に緻密に充填されたリチウム金属−リチウム化合物複合
材料から活物質層14が構成されているが、このリチウ
ム金属粒子16の粒径が変わることによりリチウム二次
電池用電極板の特性の変化が予想されるため、リチウム
金属粒子16の粒径を種々に変化させて、その最適範囲
を明らかにするための実験を行った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are compressed to form gaps. The active material layer 14 is composed of a lithium metal-lithium compound composite material that is densely packed so that the characteristics of the lithium secondary battery electrode plate change due to the change in the particle size of the lithium metal particles 16. Therefore, an experiment was conducted to clarify the optimum range by changing the particle size of the lithium metal particles 16 in various ways.

【0129】上記図4及び図5を用いて説明した第1及
び第2の製造方法において、リチウム金属25の加熱蒸
発時の諸条件を変化させることにより、炭酸リチウム及
びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15によ
って表面を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集
電体10上に堆積する際のリチウム金属粒子16の粒径
を種々に変化させることが可能である。
In the first and second manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 and 5, by changing various conditions at the time of heating and evaporating the lithium metal 25, the lithium metal containing lithium carbonate and lithium fluoride is changed. When a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the compound layer 15 are deposited on the current collector 10, the particle size of the lithium metal particles 16 can be variously changed.

【0130】即ち、主に、リチウム金属25を加熱蒸発
する際の雰囲気ガスであるCO2 とCF4 の混合ガスの
圧力、蒸発物質としてのリチウム金属25を搭載する蒸
着ボート26と集電体10を底面部に固定する集電体保
持機構28との距離、蒸着ボート26の温度の各条件を
変化させることにより、リチウム金属粒子16の粒径を
0.01μmから20μmの範囲で変化させることがで
きた。
That is, mainly, the pressure of the mixed gas of CO 2 and CF 4 , which is the atmosphere gas when heating and evaporating the lithium metal 25, the vapor deposition boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted, and the current collector 10. The particle size of the lithium metal particles 16 can be changed in the range of 0.01 μm to 20 μm by changing the conditions of the distance from the current collector holding mechanism 28 that fixes the bottom surface portion and the temperature of the evaporation boat 26. did it.

【0131】そして、この範囲において、リチウム金属
粒子16の粒径が種々異なるリチウム二次電池用電極板
を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板
として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放
電電流に対する容量の変化を調査した。その結果、リチ
ウム金属粒子16の粒径が0.1μm〜10μmの範囲
内にある場合に、放電電流を増加した際の放電容量の低
下がこの範囲外にある場合に比べて小さく、負荷電流特
性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確認さ
れた。
In this range, electrode plates for lithium secondary batteries in which the particle diameters of the lithium metal particles 16 are variously different were produced, and further, the lithium secondary battery glass cells using the electrode plates for lithium secondary batteries as negative electrodes were prepared. Was fabricated, and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated. As a result, when the particle size of the lithium metal particles 16 is in the range of 0.1 μm to 10 μm, the decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is smaller than when the discharge current is outside this range, and the load current characteristics It was confirmed that an excellent lithium secondary battery could be realized.

【0132】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板におけるリチウム化合物層15の炭酸リチウム
及びフッ化リチウムの含有量の最適範囲について述べ
る。
Next, the optimum range of the content of lithium carbonate and lithium fluoride in the lithium compound layer 15 in the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0133】上記図3に示すリチウム二次電池用電極板
においては、リチウム金属粒子16の表面を被覆するリ
チウム化合物層15における炭酸リチウム及びフッ化リ
チウムの含有量は、炭酸リチウムが80wt%、フッ化
リチウムが20wt%であったが、このリチウム化合物
層15における炭酸リチウム及びフッ化リチウムの含有
量が変わることによりリチウム二次電池用電極板の特性
の変化が予想されるため、リリチウム化合物層15にお
ける炭酸リチウム及びフッ化リチウムの含有量を種々に
変化させて、その最適範囲を明らかにするための実験を
行った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3, the content of lithium carbonate and lithium fluoride in the lithium compound layer 15 covering the surface of the lithium metal particles 16 is as follows: Although the content of lithium chloride was 20 wt%, changes in the content of lithium carbonate and lithium fluoride in the lithium compound layer 15 would change the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery. Experiments were carried out to clarify the optimum ranges by changing the contents of lithium carbonate and lithium fluoride in various ways.

【0134】上記図4及び図5を用いて説明した第1及
び第2の製造方法において、リチウム金属25の加熱蒸
発時の諸条件を変化させることにより、炭酸リチウム及
びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15によ
って表面を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集
電体10上に堆積する際のリチウム化合物層15におけ
る炭酸リチウム及びフッ化リチウムの含有量を種々に変
化させることが可能である。
In the first and second manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 and 5, by changing various conditions at the time of heating and evaporating the lithium metal 25, the lithium metal containing lithium carbonate and lithium fluoride is changed. It is possible to variously change the content of lithium carbonate and lithium fluoride in the lithium compound layer 15 when depositing a large number of the lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the compound layer 15 on the current collector 10. .

【0135】即ち、主に、リチウム金属25を加熱蒸発
する際の雰囲気ガスであるCO2 とCF4 の混合ガスの
圧力、蒸発物質としてのリチウム金属25を搭載する蒸
着ボート26と集電体10を底面部に固定する集電体保
持機構28との距離、蒸着ボート26の温度の各条件を
変化させることにより、リチウム化合物層15における
炭酸リチウムの含有量をリチウム化合物層15全量の
0.5wt%〜95wt%の範囲で変化させ、フッ化リ
チウムの含有量をリチウム化合物層15から炭酸リチウ
ムを除いた部分の0.5wt%〜100wt%の範囲で
変化させることができた。
That is, mainly, the pressure of the mixed gas of CO 2 and CF 4 , which is the atmosphere gas when heating and evaporating the lithium metal 25, the evaporation boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted and the current collector 10 The lithium carbonate content in the lithium compound layer 15 is adjusted to 0.5 wt. % To 95 wt%, and the content of lithium fluoride could be changed in the range of 0.5 wt% to 100 wt% of the portion of the lithium compound layer 15 excluding lithium carbonate.

【0136】そして、この範囲において、リチウム化合
物層15における炭酸リチウム及びフッ化リチウムの含
有量が種々異なるリチウム二次電池用電極板を作製し、
更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板として用い
るリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放電電流に対
する容量の変化を調査した。その結果、リチウム化合物
層15における炭酸リチウムが10wt%〜90wt%
の範囲内にあり、フッ化リチウムの含有量がリチウム化
合物層15から炭酸リチウムを除いた部分の10wt%
〜100wt%の範囲内にある場合に、放電電流を増加
した際の放電容量の低下がこの範囲外にある場合に比べ
て小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二次電池を実
現できることが確認された。
In this range, electrode plates for lithium secondary batteries having various contents of lithium carbonate and lithium fluoride in the lithium compound layer 15 were prepared.
Further, a lithium secondary battery glass cell using the electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate was manufactured, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated. As a result, lithium carbonate in the lithium compound layer 15 is 10 wt% to 90 wt%.
And the content of lithium fluoride is 10 wt% of the portion of the lithium compound layer 15 excluding lithium carbonate.
It is confirmed that when the content is within the range of 100 wt%, the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is smaller than that when the discharge current is outside this range, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized. Was.

【0137】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板における炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含
有するリチウム化合物層15の厚さの最適範囲について
述べる。
Next, the optimum range of the thickness of the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride in the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0138】上記図3に示すリチウム二次電池用電極板
においては、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16が圧縮されて、隙間のないよう
に緻密に充填されたリチウム金属−リチウム化合物複合
材料から活物質層14が構成されているが、このリチウ
ム化合物層15の厚さが変わることによりリチウム二次
電池用電極板の特性の変化が予想されるため、リリチウ
ム化合物層15の厚さを種々に変化させて、その最適範
囲を明らかにするための実験を行った。
In the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. 3, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered by a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are compressed to form gaps. The active material layer 14 is composed of a lithium metal-lithium compound composite material that is densely packed so that the thickness of the lithium compound layer 15 changes, thereby changing the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery. Therefore, an experiment was carried out to clarify the optimum range by changing the thickness of the lithium compound layer 15 in various ways.

【0139】上記図4及び図5を用いて説明した第1及
び第2の製造方法において、リチウム金属25の加熱蒸
発時の諸条件を変化させることにより、炭酸リチウム及
びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層15によ
って表面を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集
電体10上に堆積する際のリチウム化合物層15の厚さ
を種々に変化させることが可能である。
In the first and second manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 and 5, by changing various conditions at the time of heating and evaporating the lithium metal 25, the lithium metal containing lithium carbonate and lithium fluoride is changed. It is possible to variously change the thickness of the lithium compound layer 15 when depositing a large number of the lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the compound layer 15 on the current collector 10.

【0140】即ち、主に、リチウム金属25を加熱蒸発
する際の雰囲気ガスであるCO2 とCF4 の混合ガスの
圧力、蒸発物質としてのリチウム金属25を搭載する蒸
着ボート26と集電体10を底面部に固定する集電体保
持機構28との距離、蒸着ボート26の温度の各条件を
変化させることにより、リチウム化合物層15の厚さを
10nm〜1μmの範囲で変化させることができた。
That is, the pressure of the mixed gas of CO 2 and CF 4 , which is the atmosphere gas when heating and evaporating the lithium metal 25, the evaporation boat 26 on which the lithium metal 25 as the evaporating substance is mounted, and the current collector 10 The thickness of the lithium compound layer 15 was able to be changed in the range of 10 nm to 1 μm by changing each condition of the distance from the current collector holding mechanism 28 for fixing the layer to the bottom portion and the temperature of the evaporation boat 26. .

【0141】そして、この範囲において、リチウム化合
物層15の厚さが種々異なるリチウム二次電池用電極板
を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板
として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放
電電流に対する容量の変化を調査した。その結果、リチ
ウム化合物層15の厚さが10nmから100nmの範
囲内にあり、かつリチウム金属粒子16の粒径の1/1
0以下である場合に、放電電流を増加した際の放電容量
の低下がこの範囲外にある場合に比べて小さく、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現できることが確
認された。
Then, within this range, electrode plates for lithium secondary batteries having different thicknesses of the lithium compound layer 15 were prepared, and further, the lithium secondary battery glass cells using the electrode plates for lithium secondary batteries as negative electrode plates were prepared. Was fabricated, and the change in capacity with respect to the discharge current was investigated. As a result, the thickness of the lithium compound layer 15 is in the range of 10 nm to 100 nm, and is 1/1 times the particle size of the lithium metal particles 16.
It was confirmed that when the discharge current was 0 or less, the decrease in discharge capacity when the discharge current was increased was smaller than that when the discharge current was outside this range, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized.

【0142】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる雰囲気ガスの種類につい
て述べる。
Next, the types of atmospheric gases used for producing the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0143】上記図4を用いて説明した第1の製造方法
においては、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積する際
に、蒸発させたリチウム金属と反応させる雰囲気ガスと
してCO2 とF2 との混合ガスを用いているが、この雰
囲気ガスの種類が変わることによりリチウム金属粒子1
6の均一性に差が見られ、それによるリチウム二次電池
用電極板の特性の変化が予想されるため、雰囲気ガスの
種類を種々に変化させて、その最適なガス種を明らかに
するための実験を行った。
In the first manufacturing method described with reference to FIG. 4, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are formed on the current collector 10. A mixed gas of CO 2 and F 2 is used as an atmosphere gas to react with the evaporated lithium metal when depositing on the lithium metal particles.
Since the difference in the uniformity of No. 6 is observed and the change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery is expected due to the difference, the type of the atmosphere gas is variously changed to clarify the optimum gas type. Was conducted.

【0144】雰囲気ガスとして使用可能な種々のガスを
用いて、蒸発させたリチウム金属と反応させ、炭酸リチ
ウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層1
5によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子1
6が圧縮されたリチウム金属−リチウム化合物複合材料
からなる活物質層14を集電体10上に形成してリチウ
ム二次電池用電極板を作製し、更にこのリチウム二次電
池用電極板を負極板として用いるリチウム二次電池ガラ
スセルを作製し、放電電流に対する容量の変化を調査し
た。
Using various gases which can be used as atmospheric gases, the lithium gas is reacted with the evaporated lithium metal to form a lithium compound layer 1 containing lithium carbonate and lithium fluoride.
5 lithium metal particles 1 coated on the surface
An active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material in which 6 is compressed is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery. A lithium secondary battery glass cell used as a plate was produced, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated.

【0145】その結果、雰囲気ガスとしてCO、C
2 、CH3 OH、C2 5 (OH)、(CH3 2
Oのいずれかのガス又はこれらのいくつかを混合したガ
スにF2を加えたガスである場合に、放電電流を増加し
た場合の放電容量の低下が小さく、負荷電流特性に優れ
たリチウム二次電池を実現できることが確認された。こ
れらのガスを雰囲気ガスとして使用した場合、蒸発させ
たリチウム金属と反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リ
チウムを含有するリチウム化合物層15によって表面を
被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10上
に堆積する際に、リチウム金属粒子16の均一性が優れ
ていることから、均一な特性を有するリチウム二次電池
用電極板が形成されるためと考えられる。
As a result, CO, C were used as atmosphere gases.
O 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (CH 3 ) 2 C
In the case of a gas obtained by adding F 2 to a gas of any of O or a mixture of some of them, a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is small, and a lithium secondary gas having excellent load current characteristics is obtained. It was confirmed that a battery could be realized. When these gases are used as atmosphere gases, they react with the evaporated lithium metal to form a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. It is considered that since the lithium metal particles 16 are excellent in uniformity when deposited on the electrode plate, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0146】また、上記図5を用いて説明したリチウム
二次電池用電極板の第2の製造方法においても、炭酸リ
チウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層
15によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子
16を集電体10上に堆積する際に、蒸発させたリチウ
ム金属と反応させる雰囲気ガスとしてCO2 とCF4
の混合ガスを用いているが、上記第1の製造方法の場合
と同様に、この雰囲気ガスの種類が変わることによりリ
チウム金属粒子16の均一性に差が見られ、それによる
リチウム二次電池用電極板の特性の変化が予想されるた
め、雰囲気ガスの種類を種々に変化させて、その最適な
ガス種を明らかにするための実験を行った。
Also, in the second method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery described with reference to FIG. 5, a large number of the surfaces covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are also provided. When depositing the lithium metal particles 16 on the current collector 10, a mixed gas of CO 2 and CF 4 is used as an atmosphere gas to react with the evaporated lithium metal. Similarly to the above, a change in the uniformity of the lithium metal particles 16 is observed due to the change in the type of the atmospheric gas, and a change in the characteristics of the electrode plate for the lithium secondary battery due to the difference is expected. Experiments were conducted to determine the optimal gas type with various changes.

【0147】即ち、雰囲気ガスとして使用可能な種々の
ガスを用いて、そのプラズマを蒸発させたリチウム金属
と反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16が圧縮されたリチウム金属−リ
チウム化合物複合材料からなる活物質層14を集電体1
0上に形成してリチウム二次電池用電極板を作製し、更
にこのリチウム二次電池用電極板を負極板として用いる
リチウム二次電池ガラスセルを作製し、放電電流に対す
る容量の変化を調査した。
That is, by using various gases that can be used as atmospheric gases, the plasma is reacted with the evaporated lithium metal, and the surface is coated with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. The active material layer 14 made of the lithium metal-lithium compound composite material in which the lithium metal particles 16 of the
The electrode plate for a lithium secondary battery was formed by forming the electrode plate on a lithium secondary battery. Further, a glass cell for a lithium secondary battery using the electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate was prepared, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated. .

【0148】その結果、雰囲気ガスとして、CO、CO
2 、CH3 OH、C2 5 (OH)、(CH3 2 CO
のいずれかのガス又はこれらの混合ガスにCF4 、CH
3、C2 6 のいずれかのガス又はこれらの混合ガス
を加えたガスを用いる場合、前記のガスをHe、H2
Ar、N2 、O2 のいずれかのガス又はこれらの混合ガ
スにより希釈したガスを用いる場合、CH4 、C2 4
のいずれかのガス又はこれらの混合ガスにCF4 、CH
3 、C2 6 のいずれかのガス又はこれらの混合ガス
を加えたガスをO2 により希釈したガスを用いる場合
に、放電電流を増加した場合の放電容量の低下が小さ
く、負荷電流特性に優れたリチウム二次電池を実現でき
ることが確認された。これらのガスを雰囲気ガスとして
使用した場合、そのプラズマを蒸発させたリチウム金属
と反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積する際
に、リチウム金属粒子16の均一性が優れていることか
ら、均一な特性を有するリチウム二次電池用電極板が形
成されるためと考えられる。
As a result, CO, CO
2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (CH 3 ) 2 CO
CF 4 , CH 2
In the case of using any gas of F 3 , C 2 F 6 or a mixed gas thereof, the above gas is used as He, H 2 ,
In the case of using any gas of Ar, N 2 , O 2 or a gas diluted with a mixed gas thereof, CH 4 , C 2 H 4
CF 4 , CH 2
When a gas obtained by diluting any of F 3 , C 2 F 6 or a mixed gas thereof with O 2 is used, a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is small, and the load current characteristics It was confirmed that an excellent lithium secondary battery could be realized. When these gases are used as atmosphere gases, the plasma is reacted with the evaporated lithium metal to collect a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. It is considered that since the lithium metal particles 16 are excellent in uniformity when deposited on the electric body 10, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0149】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる雰囲気ガスの圧力につい
て述べる。
Next, the pressure of the atmosphere gas used when producing the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0150】上記図4を用いて説明した第1の製造方法
においては、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有す
るリチウム化合物層15によって表面を被覆された多数
のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積する際
に、蒸発させたリチウム金属と反応させる雰囲気ガスで
あるCO2 とF2 との混合ガスの圧力を13.3mPa
に保持しているが、この雰囲気ガスの圧力が変わること
によりリチウム金属粒子16の均一性に差が見られ、そ
れによるリチウム二次電池用電極板の特性の変化が予想
されるため、雰囲気ガスの圧力を種々に変化させて、そ
の最適なガス圧の範囲を明らかにするための実験を行っ
た。
In the first manufacturing method described with reference to FIG. 4, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are formed on the current collector 10. The pressure of the mixed gas of CO 2 and F 2 , which is the atmospheric gas to be reacted with the evaporated lithium metal when depositing on the
However, since the uniformity of the lithium metal particles 16 is changed due to a change in the pressure of the atmosphere gas, and a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery due to the difference is expected, the atmosphere gas is maintained. Experiments were carried out to clarify the optimum range of the gas pressure by changing the pressure in various ways.

【0151】雰囲気ガスとしてCO2 とF2 との混合ガ
スを用い、種々の圧力下において蒸発させたリチウム金
属と反応させ、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物
層15によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒
子16が圧縮されたリチウム金属−リチウム化合物複合
材料からなる活物質層14を集電体10上に形成してリ
チウム二次電池用電極板を作製し、更にこのリチウム二
次電池用電極板を負極板として用いるリチウム二次電池
ガラスセルを作製し、放電電流に対する容量の変化を調
査した。
A mixed gas of CO 2 and F 2 was used as an atmospheric gas, reacted with the lithium metal evaporated under various pressures, and a large number of lithiums whose surfaces were covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate were used. An active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material in which metal particles 16 are compressed is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery. Was fabricated as a negative electrode plate, and a change in capacity with respect to discharge current was investigated.

【0152】その結果、雰囲気ガスであるCO2 とF2
との混合ガスの圧力が、1.33mPa〜0.133P
aの範囲内にある場合に、放電電流を増加した際の放電
容量の低下が小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二
次電池を実現できることが確認された。CO2 とF2
の混合ガスの圧力が1.33mPa〜0.133Paの
範囲内にある場合、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積す
る際に、リチウム金属粒子16の均一性が優れているこ
とから、均一な特性を有するリチウム二次電池用電極板
が形成されるためと考えられる。
As a result, the atmosphere gases CO 2 and F 2
Pressure of the mixed gas with 1.33 mPa to 0.133 P
It was confirmed that, when the discharge current was within the range of a, a decrease in the discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. When the pressure of the mixed gas of CO 2 and F 2 is in the range of 1.33 mPa to 0.133 Pa, a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride It is considered that when depositing 16 on the current collector 10, the uniformity of the lithium metal particles 16 is excellent, so that an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0153】更に、CO2 とF2 との混合ガスの代わり
に、雰囲気ガスとしてCO、CO2、CH3 OH、C2
5 (OH)、(CH3 2 COのいずれかのガス又は
これらのいくつかを混合したガスにF2 を加えたガス
(但し、CO2 とF2 との混合ガスを除く)を用いて同
様の実験を行った場合においても、CO2 とF2 との混
合ガスを用いた場合と同様の結果が得られた。
Furthermore, instead of a mixed gas of CO 2 and F 2 , CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2
H 5 (OH), using (CH 3) 2 CO either gas or gas plus F 2 to these gases mixed with several (except a mixed gas of CO 2 and F 2) In a similar experiment, the same result as that obtained when a mixed gas of CO 2 and F 2 was used was obtained.

【0154】また、上記図5を用いて説明した第2の製
造方法においては、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積す
る際に、蒸発させたリチウム金属と反応させる雰囲気ガ
スであるCO2 とCF4 との混合ガスの圧力を133m
Paに保持しているが、上記第1の製造方法の場合と同
様に、雰囲気ガスの圧力を種々に変化させて、その最適
なガス圧の範囲を明らかにするための実験を行った。
In the second manufacturing method described with reference to FIG. 5, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are collected by a current collector. The pressure of a mixed gas of CO 2 and CF 4 , which is an atmosphere gas for reacting with the evaporated lithium metal when depositing on the metal 10, is 133 m.
Although the pressure was maintained at Pa, an experiment was performed to clarify the optimum range of the gas pressure by changing the pressure of the atmosphere gas in various ways as in the case of the first manufacturing method.

【0155】雰囲気ガスとしてCO2 とCF4 との混合
ガスを用い、種々の圧力下において蒸発させたリチウム
金属と反応させ、炭酸リチウムを含有するリチウム化合
物層15によって表面を被覆された多数のリチウム金属
粒子16が圧縮されたリチウム金属−リチウム化合物複
合材料からなる活物質層14を集電体10上に形成して
リチウム二次電池用電極板を作製し、更にこのリチウム
二次電池用電極板を負極板として用いるリチウム二次電
池ガラスセルを作製し、放電電流に対する容量の変化を
調査した。
Using a mixed gas of CO 2 and CF 4 as an atmosphere gas, it is reacted with lithium metal evaporated under various pressures, and a large number of lithium particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate. An active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material in which metal particles 16 are compressed is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery. Was fabricated as a negative electrode plate, and a change in capacity with respect to discharge current was investigated.

【0156】その結果、雰囲気ガスであるCO2 とCF
4 との混合ガスの圧力が、13.3mPa〜13.3P
aの範囲内にある場合に、放電電流を増加した際の放電
容量の低下が小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二
次電池を実現できることが確認された。CO2 とCF4
との混合ガスの圧力が13.3mPa〜13.3Paの
範囲内にある場合、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積す
る際に、リチウム金属粒子16の均一性が優れているこ
とから、均一な特性を有するリチウム二次電池用電極板
が形成されるためと考えられる。
As a result, the atmosphere gases CO 2 and CF
4 and the pressure of the mixed gas is 13.3 mPa to 13.3 P
It was confirmed that, when the discharge current was within the range of a, a decrease in the discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. CO 2 and CF 4
When the pressure of the gas mixture containing the lithium metal particles is in the range of 13.3 mPa to 13.3 Pa, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are collected by the current collector. It is considered that since the lithium metal particles 16 are excellent in uniformity when deposited on the electrode 10, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0157】更に、CO2 とCF4 との混合ガスの代わ
りに、雰囲気ガスとして、CO2 とCF4 との混合ガス
をHe、H2 、Ar、N2 、O2 のいずれかのガス若し
くはこれらの混合ガスにより希釈したガスを用いて同様
の実験を行った場合、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)、(CH3 2 COのいずれかのガス若し
くはこれらの混合ガスにCF4 、CHF3 、C2 6
いずれかのガス若しくはこれらの混合ガスを加えたガス
(但し、CO2 とCF4 との混合ガスを除く)を用いて
同様の実験を行った場合、又は前記のガスをHe、
2 、Ar、N2 、O2 のいずれかのガス若しくはこれ
らの混合ガスにより希釈したガスを用いて同様の実験を
行った場合、CH4 、C2 4 のいずれかのガス若しく
はこれらの混合ガスにCF4 、CHF3 、C2 6 のい
ずれかのガス若しくはこれらの混合ガスを加えたガスを
2 により希釈したガスを用いて同様の実験を行った場
合においても、CO2 とCF4 との混合ガスを用いた場
合と同様の結果が得られた。
Further, instead of a mixed gas of CO 2 and CF 4 , a mixed gas of CO 2 and CF 4 is used as an atmosphere gas, either He, H 2 , Ar, N 2 , O 2 or When a similar experiment was performed using a gas diluted with these mixed gases, CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2
H 5 (OH), (CH 3) 2 in any of the gas or mixed gas thereof of CO CF 4, CHF 3, or the gas or gas plus a mixed gas of C 2 F 6 (however, (Except for a mixed gas of CO 2 and CF 4 ), or the same gas was used as He,
When a similar experiment is performed using any gas of H 2 , Ar, N 2 , or O 2 or a gas diluted with a mixed gas thereof, any one of CH 4 , C 2 H 4 , or any of these gases is used. Even when a similar experiment was performed using a gas obtained by diluting a mixed gas of any one of CF 4 , CHF 3 , and C 2 F 6 or a gas obtained by adding a mixed gas thereof with O 2 , CO 2 and CO 2 were mixed. The same results as in the case of using a mixed gas with CF 4 were obtained.

【0158】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際に用いる集電体10の温度につい
て述べる。
Next, the temperature of the current collector 10 used when manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment will be described.

【0159】上記図4及び図5を用いて説明した第1及
び第2の製造方法においては、炭酸リチウム及びフッ化
リチウムを含有するリチウム化合物層15によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10
上に堆積する際の集電体10の温度が変わることにより
リチウム金属粒子16の均一性に差が見られ、それによ
るリチウム二次電池用電極板の特性の変化が予想される
ため、集電体10の温度を種々に変化させ、その最適な
集電体10の温度範囲を明らかにするための実験を行っ
た。
In the first and second manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 and 5, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are provided. Current collector 10
A change in the uniformity of the lithium metal particles 16 is observed due to a change in the temperature of the current collector 10 when it is deposited thereon, and a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery due to the difference is expected. Experiments were performed to determine the optimal temperature range of the current collector 10 by changing the temperature of the body 10 in various ways.

【0160】上記第1及び第2の製造方法において、集
電体10の温度を種々に変化させ、この集電体10上に
炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化
合物層15によって表面を被覆された多数のリチウム金
属粒子16が圧縮されたリチウム金属−リチウム化合物
複合材料からなる活物質層14を形成してリチウム二次
電池用電極板を作製し、更にこのリチウム二次電池用電
極板を負極板として用いるリチウム二次電池ガラスセル
を作製し、放電電流に対する容量の変化を調査した。
In the first and second manufacturing methods, the temperature of the current collector 10 is changed variously, and the surface of the current collector 10 is covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. An active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material in which a large number of the lithium metal particles 16 are compressed is formed to produce an electrode plate for a lithium secondary battery. A lithium secondary battery glass cell used as a negative electrode plate was manufactured, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated.

【0161】その結果、いずれの場合においても、集電
体10の温度が−50℃から−10℃の間の一定の温度
に保持される場合に、放電電流を増加した場合の放電容
量の低下が小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二次
電池を実現できることが確認された。こうした−50℃
〜−10℃の温度範囲内の一定の温度に保持されている
集電体10上に炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有
するリチウム化合物層15によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子16を堆積する際に、リチウム金
属粒子16の均一性が優れていることから、均一な特性
を有するリチウム二次電池用電極板が形成されるためと
考えられる。
As a result, in any case, when the temperature of the current collector 10 is maintained at a constant temperature between -50 ° C. and -10 ° C., the discharge capacity decreases when the discharge current increases. It has been confirmed that a lithium secondary battery having small load current characteristics and excellent load current characteristics can be realized. -50 ° C
A large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered by a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are deposited on a current collector 10 maintained at a constant temperature within a temperature range of -10 ° C. It is considered that since the uniformity of the lithium metal particles 16 is excellent, an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed.

【0162】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際の炭酸リチウムを含有するリチウ
ム化合物層15によって表面を被覆された多数のリチウ
ム金属粒子16の集電体10上への堆積速度について述
べる。
Next, when preparing the electrode plate for a lithium secondary battery according to the present embodiment, on the current collector 10 of a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate. Next, the deposition rate on the substrate is described.

【0163】上記図4及び図5を用いて説明した第1及
び第2の製造方法においては、炭酸リチウム及びフッ化
リチウムを含有するリチウム化合物層15によって表面
を被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10
上に堆積する際の堆積速度が変わることによりリチウム
金属粒子16の均一性に差が見られ、それによるリチウ
ム二次電池用電極板の特性の変化が予想されるため、堆
積速度を種々に変化させて、その最適な堆積速度範囲を
明らかにするための実験を行った。
In the first and second manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 and 5, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride are provided. Current collector 10
Since the uniformity of the lithium metal particles 16 is different due to the change of the deposition rate when depositing on the top, and the change of the characteristics of the electrode plate for the lithium secondary battery due to the difference is expected, the deposition rate is variously changed. Then, an experiment was performed to clarify the optimum deposition rate range.

【0164】上記第1及び第2の製造方法において、炭
酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合
物層15によって表面を被覆された多数のリチウム金属
粒子16の堆積速度を種々に変化させ、リチウム金属−
リチウム化合物複合材料からなる活物質層14を集電体
10上に形成してリチウム二次電池用電極板を作製し、
更にこのリチウム二次電池用電極板を負極板として用い
るリチウム二次電池ガラスセルを作製し、放電電流に対
する容量の変化を調査した。
In the first and second manufacturing methods, the deposition rate of a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride is changed variously, −
An active material layer 14 made of a lithium compound composite material is formed on the current collector 10 to produce an electrode plate for a lithium secondary battery,
Further, a lithium secondary battery glass cell using the electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate was manufactured, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated.

【0165】その結果、いずれの場合においても、炭酸
リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物
層15によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒
子16の堆積速度が0.1μm/分から10μm/分の
間の一定の堆積速度に保持される場合に、放電電流を増
加した場合の放電容量の低下が小さく、負荷電流特性に
優れたリチウム二次電池を実現できることが確認され
た。この0.1μm/分〜10μm/分の堆積速度範囲
内の一定の堆積速度に保持して、炭酸リチウム及びフッ
化リチウムを含有するリチウム化合物層15によって表
面を被覆された多数のリチウム金属粒子16を堆積する
際に、リチウム金属粒子16の均一性が優れていること
から、均一な特性を有するリチウム二次電池用電極板が
形成されるためと考えられる。
As a result, in any case, the deposition rate of a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces were covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride was increased from 0.1 μm / min to 10 μm / min. It was confirmed that when the deposition rate was maintained at a constant rate, the decrease in discharge capacity when the discharge current was increased was small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics could be realized. While maintaining a constant deposition rate within this deposition rate range of 0.1 μm / min to 10 μm / min, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. It is presumed that the excellent uniformity of the lithium metal particles 16 when depositing the lithium secondary battery leads to the formation of an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics.

【0166】次に、本実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を作製する際のプラズマ生成のために供給する
電力について述べる。
Next, a description will be given of the power supplied for generating plasma when the electrode plate for a lithium secondary battery according to this embodiment is manufactured.

【0167】上記図5を用いて説明した第2の製造方法
においては、RF電源36から誘導コイル35に13.
56MHzのRF電力を供給して雰囲気ガスのプラズマ
領域を生成させ、この雰囲気ガスのプラズマと蒸発させ
たリチウム金属と反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リ
チウムを含有するリチウム化合物層15によって表面を
被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10上
に堆積しているが、このときのプラズマ生成のために供
給する電力密度が変わることによりリチウム金属粒子1
6の均一性に差が見られ、それによるリチウム二次電池
用電極板の特性の変化が予想されるため、プラズマ生成
のために供給する電力密度を種々に変化させて、その最
適な電力密度範囲を明らかにするための実験を行った。
According to the second manufacturing method described with reference to FIG.
RF plasma power of 56 MHz is supplied to generate a plasma region of the atmosphere gas, and the plasma of the atmosphere gas is reacted with the evaporated lithium metal, and the surface is coated with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride. Many lithium metal particles 16 are deposited on the current collector 10, but the power density supplied for plasma generation at this time changes, so that the lithium metal particles 1
6, a change in the characteristics of the electrode plate for a lithium secondary battery is expected, and thus the power density supplied for plasma generation is variously changed, and the optimum power density is obtained. An experiment was performed to determine the range.

【0168】上記第2の製造方法において、RF電源3
6から誘導コイル35にRF電力を供給して雰囲気ガス
のプラズマを生成させる際の電力密度を種々に変化さ
せ、リチウム金属−リチウム化合物複合材料からなる活
物質層14を集電体10上に形成してリチウム二次電池
用電極板を作製し、更にこのリチウム二次電池用電極板
を負極板として用いるリチウム二次電池ガラスセルを作
製し、放電電流に対する容量の変化を調査した。
In the second manufacturing method, the RF power source 3
6 to form an active material layer 14 made of a lithium metal-lithium compound composite material on the current collector 10 by changing the power density when the RF power is supplied to the induction coil 35 to generate the plasma of the atmospheric gas. Thus, an electrode plate for a lithium secondary battery was produced, and a glass cell for a lithium secondary battery using the electrode plate for a lithium secondary battery as a negative electrode plate was produced, and a change in capacity with respect to a discharge current was investigated.

【0169】その結果、プラズマ生成のために供給する
電力密度が堆積領域の面積に対して0.1W/cm2
ら2W/cm2 の間の一定の電力密度となるようにRF
電力を供給する場合に、放電電流を増加した場合の放電
容量の低下が小さく、負荷電流特性に優れたリチウム二
次電池を実現できることが確認された。この0.1W/
cm2 〜2W/cm2 の電力密度範囲内の一定の電力密
度となるようにRF電力を供給して雰囲気ガスのプラズ
マ領域を生成させ、炭酸リチウム及びフッ化リチウムを
含有するリチウム化合物層15によって表面を被覆され
た多数のリチウム金属粒子16を堆積する際に、リチウ
ム金属粒子16の均一性が優れていることから、均一な
特性を有するリチウム二次電池用電極板が形成されるた
めと考えられる。
[0169] As a result, RF as the power density supplied to the plasma generation becomes constant power density of between 0.1 W / cm 2 of 2W / cm 2 with respect to the area of the deposition region
It has been confirmed that when power is supplied, a decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized. This 0.1W /
An RF power is supplied so as to have a constant power density within a power density range of 2 cm 2 to 2 W / cm 2 to generate a plasma region of the atmospheric gas, and the lithium compound layer 15 containing lithium carbonate and lithium fluoride generates the plasma region. It is considered that when depositing a large number of lithium metal particles 16 whose surface is coated, the uniformity of the lithium metal particles 16 is excellent, so that an electrode plate for a lithium secondary battery having uniform characteristics is formed. Can be

【0170】なお、上記第1の実施形態においては、上
記図2に示される処理装置を用いて炭酸リチウムを含有
するリチウム化合物層15によって表面を被覆された多
数のリチウム金属粒子16を集電体10上に堆積し、ま
た、上記第2の実施形態においては、上記図4に示され
る処理装置又は上記図5に示されるプラズマ処理装置を
用いて炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチ
ウム化合物層15によって表面を被覆された多数のリチ
ウム金属粒子16を集電体10上に堆積しているが、上
記第1の実施形態においても、上記図5に示されるプラ
ズマ処理装置と同様のプラズマ処理装置を用いて炭酸リ
チウムを含有するリチウム化合物層15によって表面を
被覆された多数のリチウム金属粒子16を集電体10上
に堆積することも可能である。
In the first embodiment, a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate are collected using the processing apparatus shown in FIG. In the second embodiment, the lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride is deposited using the processing apparatus shown in FIG. 4 or the plasma processing apparatus shown in FIG. Although a large number of lithium metal particles 16 whose surfaces are covered with 15 are deposited on the current collector 10, a plasma processing apparatus similar to the plasma processing apparatus shown in FIG. A large number of lithium metal particles 16 whose surface is covered with a lithium compound layer 15 containing lithium carbonate may be deposited on the current collector 10 by using It is a function.

【0171】この場合に用いる雰囲気ガスとしては、C
O、CO2 、CH3 OH、C2 5(OH)、(C
3 2 COのいずれかのガス若しくはこれらの混合ガ
スであることが好適であり、このガスをHe、H2 、A
r、N2 、O2 のいずれかのガス若しくはこれらの混合
ガスにより希釈したガスであることが好適であり、CH
4、C2 4 のいずれかのガス若しくはこれらの混合ガ
スをO2 により希釈したガスであることが好適である。
The atmosphere gas used in this case is C
O, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH), (C
It is preferable to use any gas of H 3 ) 2 CO or a mixed gas thereof, and to use this gas as He, H 2 , A
It is preferable that the gas be any of r, N 2 , and O 2 or a gas diluted with a mixed gas thereof.
It is preferable that the gas be a gas obtained by diluting any of C 4 and C 2 H 4 or a mixed gas thereof with O 2 .

【0172】また、その他の条件、例えばリチウム金属
粒子の粒径、リチウム化合物層の炭酸リチウムの含有
量、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層の厚さ、
雰囲気ガスの圧力、炭酸リチウムを含有するリチウム化
合物層によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒
子を集電体上に堆積する際の集電体の温度及び堆積速度
はそれぞれ上記第1の実施形態の場合と同様であり、雰
囲気ガスのプラズマ生成のために供給する電力密度は上
記第2の実施形態の第2の製造方法の場合と同様であ
る。
Other conditions such as the particle size of lithium metal particles, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer, the thickness of the lithium compound layer containing lithium carbonate,
The pressure of the atmospheric gas, the temperature and the deposition rate of the current collector when depositing a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate on the current collector are respectively the same as those in the first embodiment. In this case, the power density to be supplied for generating the plasma of the atmospheric gas is the same as that in the second manufacturing method of the second embodiment.

【0173】また、上記第1及び第2の実施形態におい
ては、上記図2、図4、又は図5に示される処理装置又
はプラズマ処理装置を用いて、蒸発させたリチウム金属
粒子と雰囲気ガス又はそのプラズマとを反応させている
が、このようなリチウム金属粒子の蒸発の代わりに、リ
チウム金属粒子を溶射して、この溶射されたリチウム金
属粒子と雰囲気ガス又はそのプラズマとを反応させても
よい。この場合においても、上記第1及び第2の実施形
態の場合と同様に、炭酸リチウム又は炭酸リチウム及び
フッ化リチウムを含有するリチウム化合物層によって表
面を被覆された多数のリチウム金属粒子を集電体上に堆
積し、リチウム金属−リチウム化合物複合材料からなる
活物質層を形成することができる。
Further, in the first and second embodiments, the evaporated lithium metal particles and the atmosphere gas or the atmosphere gas using the processing apparatus or the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, FIG. 4, or FIG. Although the plasma is reacted, instead of such evaporation of the lithium metal particles, the lithium metal particles may be sprayed, and the sprayed lithium metal particles may react with the atmosphere gas or the plasma. . Also in this case, similarly to the first and second embodiments, a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with lithium carbonate or a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride are used as a current collector. An active material layer deposited on and formed of a lithium metal-lithium compound composite material can be formed.

【0174】[0174]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る二次電池用電極板及びその製造方法によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。
As described above, according to the electrode plate for a secondary battery and the method of manufacturing the same according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0175】即ち、請求項1に係る二次電池用電極板に
よれば、炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層によ
って表面を被覆された多数のリチウム金属粒子が圧縮さ
れてなるリチウム金属−リチウム化合物複合材料を活物
質とすることにより、リチウムとリチウム化合物との複
合材料により新規なリチウムイオン輸送機能が実現され
ると共に、電極板の形状が3次元の網目状のリチウム化
合物層の骨格によって保持されるため、リチウム二次電
池に使用可能な殆どの正極材料及び電解液との組み合わ
せにおいて、デンドライトの生成を抑制し、良好な充放
電動作を行う電池を実現することができる。また、乾燥
状態で取り扱われるため、取り扱い上の困難もない電極
を得ることができる。
That is, according to the electrode plate for a secondary battery according to the first aspect, a lithium metal-lithium compound composite formed by compressing a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. By using the material as an active material, a novel lithium ion transport function is realized by a composite material of lithium and a lithium compound, and the shape of the electrode plate is held by a three-dimensional network-like skeleton of a lithium compound layer. Therefore, in most combinations of the positive electrode material and the electrolytic solution that can be used for a lithium secondary battery, it is possible to realize a battery that suppresses generation of dendrites and performs a favorable charge / discharge operation. Further, since the electrode is handled in a dry state, it is possible to obtain an electrode having no difficulty in handling.

【0176】また、請求項2に係る二次電池用電極板に
よれば、リチウム化合物層が炭酸リチウムの他にフッ化
リチウムを含有していることにより、デンドライトの生
成を良好に抑制することができると共に、電解液に含ま
れるリチウム塩がその組成としてフッ素を含む場合に
は、フッ化リチウムを含有しているリチウム化合物層と
電解液との親和性が増すことから、より急速なリチウム
イオンの拡散速度が得られるため、上記請求項2に係る
二次電池用電極板を用いる場合よりも、放電電流特性を
更に向上することができる。
According to the electrode plate for a secondary battery according to the second aspect, since the lithium compound layer contains lithium fluoride in addition to lithium carbonate, it is possible to favorably suppress the generation of dendrite. In addition, when the lithium salt contained in the electrolyte contains fluorine as its composition, the affinity between the lithium compound layer containing lithium fluoride and the electrolyte increases, so that the lithium ions more rapidly form lithium ions. Since the diffusion speed can be obtained, the discharge current characteristics can be further improved as compared with the case where the electrode plate for a secondary battery according to claim 2 is used.

【0177】また、請求項3に係る二次電池用電極板に
よれば、リチウム化合物層における炭酸リチウムの含有
量がリチウム化合物層の10wt%以上90wt%以下
であることにより、活物質を構成するリチウム金属−リ
チウム化合物複合材料全体に対する炭酸リチウムの含有
量が僅かであるのため、従来のリチウムアルミニウム合
金におけるアルミニウムのように電極のエネルギー密度
を低下させることはなく、最も高容量であるリチウム金
属電極の場合と同程度の高容量を実現することができ
る。
According to the electrode plate for a secondary battery according to the third aspect, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer is not less than 10% by weight and not more than 90% by weight of the lithium compound layer, thereby constituting an active material. Since the content of lithium carbonate in the entire lithium metal-lithium compound composite material is small, the energy density of the electrode is not reduced unlike aluminum in a conventional lithium aluminum alloy, and the lithium metal electrode having the highest capacity is used. The same high capacity as in the case of can be realized.

【0178】また、請求項4に係る二次電池用電極板に
よれば、リチウム化合物層における炭酸リチウムの含有
量がリチウム化合物層の10wt%以上90wt%以下
であり、フッ化リチウムの含有量がリチウム化合物層か
ら炭酸リチウムを除いた部分の10wt%以上100w
t%以下であることにより、活物質を構成するリチウム
金属−リチウム化合物複合材料全体に対する炭酸リチウ
ムの含有量が僅かであるのため、従来のリチウムアルミ
ニウム合金におけるアルミニウムのように電極のエネル
ギー密度を低下させることはなく、最も高容量であるリ
チウム金属電極の場合と同程度の高容量を実現すること
ができる。
According to the electrode plate for a secondary battery according to claim 4, the content of lithium carbonate in the lithium compound layer is not less than 10 wt% and not more than 90 wt% of the lithium compound layer, and the content of lithium fluoride is not more than 10 wt%. 10 wt% or more and 100 w of the portion where lithium carbonate is removed from the lithium compound layer
When the content is not more than t%, the content of lithium carbonate in the entire lithium metal-lithium compound composite material constituting the active material is small, so that the energy density of the electrode is reduced as in aluminum in a conventional lithium aluminum alloy. This is not required, and the same high capacity as that of the lithium metal electrode having the highest capacity can be realized.

【0179】また、請求項5に係る二次電池用電極板に
よれば、リチウム金属粒子の粒径が0.1μm〜10μ
mの範囲内にあることにより、放電電流を増加した際の
放電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に
優れたリチウム二次電池を実現することができる。
Further, according to the electrode plate for a secondary battery according to claim 5, the particle diameter of the lithium metal particles is 0.1 μm to 10 μm.
By being within the range of m, a decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized.

【0180】また、請求項6に係る二次電池用電極板に
よれば、リチウム化合物層の厚さが10nm〜100n
mの範囲内にあり、かつリチウム金属粒子の粒径の1/
10以下であることにより、放電電流を増加した際の放
電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に優
れたリチウム二次電池を実現することができる。
According to the electrode plate for a secondary battery according to claim 6, the lithium compound layer has a thickness of 10 nm to 100 n.
m, and 1 / the particle size of the lithium metal particles.
When it is 10 or less, a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized.

【0181】また、請求項7に係る二次電池用電極板の
製造方法によれば、蒸発又は溶射したリチウム金属を所
定の雰囲気ガスと反応させ、炭酸リチウムを含有するリ
チウム化合物層によって表面を被覆した多数のリチウム
金属粒子を集電体上に堆積した後、この集電体上に堆積
した多数のリチウム金属粒子を圧縮して、活物質とする
リチウム金属−リチウム化合物複合材料を形成すること
により、リチウム金属とリチウム化合物層とが十分に結
合し、その界面にリチウムイオンの輸送を妨げる境界層
が形成されることはないため、リチウムイオンがリチウ
ム金属からリチウム化合物層を通って容易に輸送される
リチウムイオン輸送機能をもった上記請求項1に係る二
次電池用電極板を実現することができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, the evaporated or sprayed lithium metal is reacted with a predetermined atmospheric gas, and the surface is covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. After depositing a large number of lithium metal particles on the current collector, the large number of lithium metal particles deposited on the current collector are compressed to form a lithium metal-lithium compound composite material as an active material. Since the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded to each other and a boundary layer that prevents the transport of lithium ions is not formed at the interface, lithium ions are easily transported from the lithium metal through the lithium compound layer. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1 having a lithium ion transport function can be realized.

【0182】また、請求項8に係る二次電池用電極板の
製造方法によれば、蒸発又は溶射したリチウム金属を所
定の雰囲気ガスと反応させ、炭酸リチウム及びフッ化リ
チウムを含有するリチウム化合物層によって表面を被覆
した多数のリチウム金属粒子を集電体上に堆積した後、
この集電体上に堆積した多数のリチウム金属粒子を圧縮
して、活物質とするリチウム金属−リチウム化合物複合
材料を形成することにより、リチウム金属とリチウム化
合物層とが十分に結合し、その界面にリチウムイオンの
輸送を妨げる境界層が形成されることはないため、リチ
ウムイオンがリチウム金属からリチウム化合物層を通っ
て容易に輸送されるリチウムイオン輸送機能をもった上
記請求項2に係る二次電池用電極板を実現することがで
きる。
According to the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 8, the evaporated or sprayed lithium metal is reacted with a predetermined atmospheric gas to form a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride. After depositing a large number of lithium metal particles whose surface is covered by the current collector,
By compressing a large number of lithium metal particles deposited on the current collector to form a lithium metal-lithium compound composite material as an active material, the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded, 3. The secondary battery according to claim 2, which has a lithium ion transport function in which a lithium ion is easily transported from lithium metal through a lithium compound layer because no boundary layer is formed to hinder the transport of lithium ions. An electrode plate for a battery can be realized.

【0192】また、請求項9に係る二次電池用電極板の
製造方法によれば、リチウム金属を蒸発又は溶射して所
定の雰囲気ガスのプラズマと反応させ、炭酸リチウムを
含有するリチウム化合物層によって表面を被覆したリチ
ウム金属粒子を集電体上に堆積することにより、リチウ
ム金属とリチウム化合物層とが十分に結合し、その界面
にリチウムイオンの輸送を妨げる境界層が形成されるこ
とはないため、リチウムイオンがリチウム金属からリチ
ウム化合物層を通って容易に輸送されるリチウムイオン
輸送機能をもった上記請求項1に係る二次電池用電極板
を実現することができる。
Further, according to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the ninth aspect, lithium metal is evaporated or sprayed to react with plasma of a predetermined atmospheric gas, and the lithium metal layer is formed by a lithium compound layer containing lithium carbonate. By depositing the lithium metal particles coated on the surface on the current collector, the lithium metal and the lithium compound layer are sufficiently bonded and a boundary layer that prevents the transport of lithium ions is not formed at the interface. In addition, the electrode plate for a secondary battery according to claim 1 having a lithium ion transport function in which lithium ions are easily transported from lithium metal through a lithium compound layer can be realized.

【0193】また、請求項10に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、リチウム金属を蒸発又は溶射して
所定の雰囲気ガスのプラズマと反応させ、炭酸リチウム
及びフッ化リチウムを含有するリチウム化合物層によっ
て表面を被覆したリチウム金属粒子を集電体上に堆積す
ることにより、安全性確保等のために不活性なガスを雰
囲気ガスとして用いる場合であっても、リチウム金属と
リチウム化合物層とが十分に結合し、その界面にリチウ
ムイオンの輸送を妨げる境界層が形成されることはない
ため、リチウムイオンがリチウム金属からリチウム化合
物層を通って容易に輸送されるリチウムイオン輸送機能
をもった上記請求項2に係る二次電池用電極板を実現す
ることができる。
Further, according to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the tenth aspect, lithium metal is evaporated or sprayed to react with a plasma of a predetermined atmospheric gas to contain lithium carbonate and lithium fluoride. By depositing lithium metal particles whose surface is covered with a lithium compound layer on a current collector, even when an inert gas is used as an atmosphere gas for ensuring safety, etc., the lithium metal and lithium compound layer Do not form a boundary layer at the interface that hinders the transport of lithium ions, and thus has a lithium ion transport function in which lithium ions are easily transported from lithium metal through the lithium compound layer. Further, the electrode plate for a secondary battery according to claim 2 can be realized.

【0194】また、請求項11に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項7に係る二次電池用電
極板の製造方法において、リチウム金属と反応させてリ
チウム金属粒子の表面に炭酸リチウムを含有するリチウ
ム化合物層を形成するための雰囲気ガスとして、CO、
CO2 、CH3 OH、C2 5 (OH)若しくは(CH
3 2 CO又はこれらの混合ガスを用いることにより、
均一性に優れたリチウム金属粒子が形成され、放電電流
を増加した際の放電容量の低下が相対的に小さくなり、
負荷電流特性に優れたリチウム二次電池を実現すること
ができる。上記請求項1に係る二次電池用電極板を実現
することができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 11, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, the lithium metal particles are reacted with lithium metal to form lithium metal particles. CO, as an atmosphere gas for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface,
CO 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (OH) or (CH
3 ) By using 2 CO or a mixed gas of these,
Lithium metal particles with excellent uniformity are formed, and the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small,
A lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1 can be realized.

【0195】また、請求項12に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項8に係る二次電池用電
極板の製造方法において、リチウム金属と反応させてリ
チウム金属粒子の表面に炭酸リチウム及びフッ化リチウ
ムを含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲気
ガスとしてCO、CO2 、CH3 OH、C2 5 (O
H)若しくは(CH3 2 CO又はこれらの混合ガスに
2 を加えたガスを用いることにより、均一性に優れた
リチウム金属粒子が形成され、放電電流を増加した際の
放電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に
優れたリチウム二次電池を実現することができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 12, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 8, the lithium metal particles are reacted with lithium metal to form lithium metal particles. CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (O 2) are used as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride on the surface.
By using H) or (CH 3 ) 2 CO or a gas obtained by adding F 2 to a mixed gas thereof, lithium metal particles having excellent uniformity are formed, and a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is prevented. A lithium secondary battery which is relatively small and has excellent load current characteristics can be realized.

【0196】また、請求項13に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項9に係る二次電池用電
極板の製造方法において、プラズマ中においてリチウム
金属と反応させリチウム金属粒子の表面に炭酸リチウム
を含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲気ガ
スとして、CO、CO2 、CH3 OH、C2 5 (O
H)若しくは(CH3 2 CO若しくはこれらの混合ガ
ス、若しくはこのガスをHe、H2 、Ar、N2 若しく
はO2 若しくはこれらの混合ガスにより希釈したガス、
又はCH4 若しくはC2 4 若しくはこれらの混合ガス
をO2 により希釈したガスを用いることにより、均一性
に優れたリチウム金属粒子が形成され、放電電流を増加
した際の放電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電
流特性に優れたリチウム二次電池を実現することができ
る。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the thirteenth aspect, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the ninth aspect, the lithium metal is reacted with lithium metal in a plasma. CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H 5 (O 2) are used as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface of the particles.
H) or (CH 3 ) 2 CO or a mixed gas thereof, or a gas obtained by diluting this gas with He, H 2 , Ar, N 2 or O 2 or a mixed gas thereof;
Alternatively, by using CH 4 or C 2 H 4 or a gas obtained by diluting a mixed gas thereof with O 2 , lithium metal particles having excellent uniformity are formed, and a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively reduced. Thus, it is possible to realize a lithium secondary battery that is small in size and has excellent load current characteristics.

【0197】また、請求項14に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項10に係る二次電池用
電極板の製造方法において、プラズマ中においてリチウ
ム金属と反応させてリチウム金属粒子の表面に炭酸リチ
ウムを含有するリチウム化合物層を形成するための雰囲
気ガスとして、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5(OH)若しくは(CH3 2 CO若しくはこれらの
混合ガスに、CF4 、CHF3 若しくはC2 6 若しく
はこれらの混合ガスを加えたガス、若しくはこのガスを
He、H2 、Ar、N2 若しくはO2 若しくはこれらの
混合ガスにより希釈したガス、又はCH4 若しくはC2
4 若しくはこれらの混合ガスにCF4 、CHF3 若し
くはC2 6 若しくはこれらの混合ガスを加えたガスを
2 により希釈したガスを用いることにより、均一性に
優れたリチウム金属粒子が形成され、放電電流を増加し
た際の放電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流
特性に優れたリチウム二次電池を実現することができ
る。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the fourteenth aspect, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to the tenth aspect, the lithium metal is reacted with lithium metal in the plasma. CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H are used as atmosphere gases for forming a lithium compound layer containing lithium carbonate on the surface of the metal particles.
5 (OH) or (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof, to which CF 4 , CHF 3, C 2 F 6, or a mixed gas thereof is added, or a gas containing He, H 2 , Ar, N 2 or O 2 or a gas diluted with a mixed gas thereof, or CH 4 or C 2
By using H 4 or a gas obtained by adding CF 4 , CHF 3 or C 2 F 6 or a mixed gas thereof to a mixed gas thereof with O 2 , lithium metal particles having excellent uniformity can be formed. In addition, a decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized.

【0198】また、請求項15に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項7又は8に係る二次電
池用電極板の製造方法において、リチウム金属と反応さ
せる雰囲気ガスの圧力が1.33mPa〜0.133P
aの範囲内にあることにより、均一性に優れたリチウム
金属粒子が形成され、放電電流を増加した際の放電容量
の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に優れたリ
チウム二次電池を実現することができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 15, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7 or 8, the atmosphere gas to be reacted with the lithium metal may be used. Pressure is 1.33mPa ~ 0.133P
By being within the range of a, lithium metal particles having excellent uniformity are formed, and the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, so that a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be obtained. Can be realized.

【0199】また、請求項16に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項9又は10に係る二次
電池用電極板の製造方法において、リチウム金属と反応
させる雰囲気ガスの圧力が13.3mPa〜13.3P
aの範囲内にあることにより、均一性に優れたリチウム
金属粒子が形成され、放電電流を増加した際の放電容量
の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に優れたリ
チウム二次電池を実現することができる。
According to the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 16, in the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 9 or 10, the atmosphere gas to be reacted with lithium metal may be used. Pressure is 13.3mPa ~ 13.3P
By being within the range of a, lithium metal particles having excellent uniformity are formed, and the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, so that a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be obtained. Can be realized.

【0200】また、請求項17に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項7〜10のいずれかに
係る二次電池用電極板の製造方法において、リチウム化
合物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電
体上に堆積する際の集電体の温度が−50℃〜−10℃
の範囲内に保持されていることにより、均一性に優れた
リチウム金属粒子が形成され、放電電流を増加した際の
放電容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に
優れたリチウム二次電池を実現することができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 17, in the method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to any one of claims 7 to 10, the lithium compound layer is used to cover the surface. The temperature of the current collector when depositing the lithium metal particles coated with on the current collector is −50 ° C. to −10 ° C.
, Lithium metal particles with excellent uniformity are formed, the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and lithium secondary particles with excellent load current characteristics are obtained. A battery can be realized.

【0201】また、請求項18に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項7〜10のいずれかに
係る二次電池用電極板の製造方法において、リチウム化
合物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電
体上に堆積する際の堆積速度が0.1μm/分〜10μ
m/分の範囲内にあることにより、均一性に優れたリチ
ウム金属粒子が形成され、放電電流を増加した際の放電
容量の低下が相対的に小さくなり、負荷電流特性に優れ
たリチウム二次電池を実現することができる。
According to the method for producing an electrode plate for a secondary battery according to claim 18, in the method for producing an electrode plate for a secondary battery according to any one of claims 7 to 10, the lithium compound layer is used to cover the surface. The deposition rate when depositing the lithium metal particles coated on the current collector is 0.1 μm / min to 10 μm.
Within the range of m / min, lithium metal particles having excellent uniformity are formed, the decrease in discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and the lithium secondary particles having excellent load current characteristics are obtained. A battery can be realized.

【0202】また、請求項18に係る二次電池用電極板
の製造方法によれば、上記請求項9又は10に係る二次
電池用電極板の製造方法において、処理チヤンバ内に放
電により励起されたプラズマ領域を設ける際のプラズマ
生成のために供給する電力密度が堆積領域の面積に対し
て0.1W/cm2 〜2W/cm2 の範囲内にあること
により、均一性に優れたリチウム金属粒子が形成され、
放電電流を増加した際の放電容量の低下が相対的に小さ
くなり、負荷電流特性に優れたリチウム二次電池を実現
することができる。
According to the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 18, in the method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 9 or 10, the discharge chamber is excited by discharge in the processing chamber. lithium metal power density supplied to the plasma generation in providing the plasma region by in the range of 0.1W / cm 2 ~2W / cm 2 of the area of the deposition region, with excellent uniformity was Particles are formed,
The decrease in the discharge capacity when the discharge current is increased is relatively small, and a lithium secondary battery having excellent load current characteristics can be realized.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すリチウム二次電池用電極板の製造方
法において、集電体上にリチウム金属−リチウム化合物
複合材料からなる活物質層を形成するための処理装置を
示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the method of manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. is there.

【図3】本発明の第2実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示すリチウム二次電池用電極板の第1の
製造方法において、集電体上にリチウム金属−リチウム
化合物複合材料からなる活物質層を形成するための処理
装置を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the first method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. It is sectional drawing.

【図4】図3に示すリチウム二次電池用電極板の第2の
製造方法において、集電体上にリチウム金属−リチウム
化合物複合材料からなる活物質層を形成するためのプラ
ズマ処理装置を示す概略断面図である。
FIG. 4 shows a plasma processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the second method of manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. It is an outline sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 集電体 11 活物質層 12 炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層 13 リチウム金属粒子 14 活物質層 15 炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチ
ウム化合物層 16 リチウム金属粒子 20 処理チャンバ 21 CO2 ガスが充填されたシリンダ 22 MFC 23 真空排気装置 24 可変オリフィス 25 蒸発物質としてのリチウム金属 26 蒸着ボート 27 蒸着用電源 28 集電体保持機構 29 シャッタ機構 31 F2 ガスが充填されたシリンダ 32 MFC 33 CF4 ガスが充填されたシリンダ 34 MFC 35 誘導コイル 36 RF電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Current collector 11 Active material layer 12 Lithium compound layer containing lithium carbonate 13 Lithium metal particle 14 Active material layer 15 Lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride 16 Lithium metal particle 20 Processing chamber 21 CO 2 gas filled cylinder 22 MFC 23 evacuator 24 the variable orifice 25 lithium metal 26 deposited boat 27 deposition source 28 as the vapor material current collector holding mechanism 29 shutter mechanism 31 F 2 cylinder 32 MFC 33 CF 4 gas-filled Gas filled cylinder 34 MFC 35 Induction coil 36 RF power supply

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年12月2日[Submission date] December 2, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すリチウム二次電池用電極板の製造方
法において、集電体上にリチウム金属−リチウム化合物
複合材料からなる活物質層を形成するための処理装置を
示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the method of manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. is there.

【図3】本発明の第2実施形態に係るリチウム二次電池
用電極板を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an electrode plate for a lithium secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示すリチウム二次電池用電極板の第1の
製造方法において、集電体上にリチウム金属−リチウム
化合物複合材料からなる活物質層を形成するための処理
装置を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the first method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG. It is sectional drawing.

【図5】 図3に示すリチウム二次電池用電極板の第2の
製造方法において、集電体上にリチウム金属−リチウム
化合物複合材料からなる活物質層を形成するためのプラ
ズマ処理装置を示す概略断面図である。
5 shows a plasma processing apparatus for forming an active material layer made of a lithium metal-lithium compound composite material on a current collector in the second method for manufacturing the electrode plate for a lithium secondary battery shown in FIG . It is an outline sectional view.

【符号の説明】 10 集電体 11 活物質層 12 炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層 13 リチウム金属粒子 14 活物質層 15 炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチ
ウム化合物層 16 リチウム金属粒子 20 処理チャンバ 21 COガスが充填されたシリンダ 22 MFC 23 真空排気装置 24 可変オリフィス 25 蒸発物質としてのリチウム金属 26 蒸着ボート 27 蒸着用電源 28 集電体保持機構 29 シャッタ機構 31 Fガスが充填されたシリンダ 32 MFC 33 CFガスが充填されたシリンダ 34 MFC 35 誘導コイル 36 RF電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Current collector 11 Active material layer 12 Lithium compound layer containing lithium carbonate 13 Lithium metal particle 14 Active material layer 15 Lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride 16 Lithium metal particle 20 Processing chamber Reference Signs List 21 Cylinder filled with CO 2 gas 22 MFC 23 Vacuum exhaust device 24 Variable orifice 25 Lithium metal as evaporating substance 26 Deposition boat 27 Power supply for vapor deposition 28 Current collector holding mechanism 29 Shutter mechanism 31 Cylinder filled with F 2 gas 32 MFC 33 Cylinder filled with CF 4 gas 34 MFC 35 Induction coil 36 RF power supply

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭酸リチウムを含有するリチウム化合物
層によって表面を被覆された多数のリチウム金属粒子が
圧縮されてなるリチウム金属−リチウム化合物複合材料
を活物質とすることを特徴とする二次電池用電極板。
An active material comprising a lithium metal-lithium compound composite material obtained by compressing a large number of lithium metal particles whose surface is covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate. Electrode plate.
【請求項2】 請求項1記載の二次電池用電極板におい
て、 前記リチウム化合物層が、前記炭酸リチウムの他にフッ
化リチウムを含有していることを特徴とする二次電池用
電極板。
2. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1, wherein the lithium compound layer contains lithium fluoride in addition to the lithium carbonate.
【請求項3】 請求項1記載の二次電池用電極板におい
て、 前記リチウム化合物層における前記炭酸リチウムの含有
量が、前記リチウム化合物層の10重量%以上90重量
%以下であることを特徴とする二次電池用電極板。
3. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1, wherein the content of the lithium carbonate in the lithium compound layer is 10% by weight or more and 90% by weight or less of the lithium compound layer. Electrode plate for secondary batteries.
【請求項4】 請求項2記載の二次電池用電極板におい
て、 前記リチウム化合物層における前記炭酸リチウムの含有
量が、前記リチウム化合物層の10重量%以上90重量
%以下であり、 前記リチウム化合物層における前記フッ化リチウムの含
有量が、前記リチウム化合物層から前記炭酸リチウムを
除いた部分の10重量%以上100重量%以下であるこ
とを特徴とする二次電池用電極板。
4. The electrode plate for a secondary battery according to claim 2, wherein the content of the lithium carbonate in the lithium compound layer is 10% by weight or more and 90% by weight or less of the lithium compound layer. The electrode plate for a secondary battery, wherein a content of the lithium fluoride in the layer is 10% by weight or more and 100% by weight or less of a portion of the lithium compound layer excluding the lithium carbonate.
【請求項5】 請求項1又は2に記載の二次電池用電極
板において、 前記リチウム金属粒子の粒径が、0.1μm乃至10μ
mの範囲内にあることを特徴とする二次電池用電極板。
5. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1, wherein the lithium metal particles have a particle size of 0.1 μm to 10 μm.
m, the electrode plate for a secondary battery.
【請求項6】 請求項1又は2に記載の二次電池用電極
板において、 前記リチウム化合物層の厚さが、10nm乃至100n
mの範囲内にあり、かつ前記リチウム金属粒子の粒径の
1/10以下であることを特徴とする二次電池用電極
板。
6. The electrode plate for a secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the lithium compound layer is 10 nm to 100 n.
m, and not more than 1/10 of the particle size of the lithium metal particles.
【請求項7】 処理チヤンバ内において、リチウム金属
を蒸発又は溶射して所定の雰囲気ガスと反応させ、炭酸
リチウムを含有するリチウム化合物層によって表面を被
覆した多数のリチウム金属粒子を集電体上に堆積する第
1の工程と、 前記集電体上に堆積した前記多数のリチウム金属粒子を
圧縮して、活物質とするリチウム金属−リチウム化合物
複合材料を前記集電体上に形成する第2の工程とを有す
ることを特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
7. In a processing chamber, lithium metal is evaporated or sprayed to react with a predetermined atmospheric gas, and a large number of lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate are formed on a current collector. A first step of depositing, and a second step of compressing the large number of lithium metal particles deposited on the current collector to form a lithium metal-lithium compound composite material as an active material on the current collector And a method for producing an electrode plate for a secondary battery.
【請求項8】 請求項7記載の二次電池用電極板の製造
方法において、 前記第1の工程が、処理チヤンバ内において、リチウム
金属を蒸発又は溶射して所定の雰囲気ガスと反応させ、
炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化
合物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電
体上に堆積する工程であることを特徴とする二次電池用
電極板の製造方法。
8. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein in the first step, lithium metal is evaporated or sprayed in the processing chamber to react with a predetermined atmospheric gas.
A method for producing an electrode plate for a secondary battery, comprising a step of depositing, on a current collector, lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride.
【請求項9】 請求項7記載の二次電池用電極板の製造
方法において、 前記第1の工程が、処理チヤンバ内において、放電によ
り励起されたプラズマ領域を設け、リチウム金属を蒸発
又は溶射して所定の雰囲気ガスのプラズマと反応させ、
炭酸リチウムを含有するリチウム化合物層によって表面
を被覆したリチウム金属粒子を集電体上に堆積する工程
であることを特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
9. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein in the first step, a plasma region excited by discharge is provided in the processing chamber to vaporize or spray lithium metal. To react with the plasma of the specified atmosphere gas,
A method for producing an electrode plate for a secondary battery, comprising a step of depositing, on a current collector, lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate.
【請求項10】 請求項7記載の二次電池用電極板の製
造方法において、 前記第1の工程が、処理チヤンバ内において、放電によ
り励起されたプラズマ領域を設け、リチウム金属を蒸発
又は溶射して所定の雰囲気ガスのプラズマと反応させ、
炭酸リチウム及びフッ化リチウムを含有するリチウム化
合物層によって表面を被覆したリチウム金属粒子を集電
体上に堆積する工程であることを特徴とする二次電池用
電極板の製造方法。
10. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein in the first step, a plasma region excited by discharge is provided in the processing chamber to vaporize or spray lithium metal. To react with the plasma of the specified atmosphere gas,
A method for producing an electrode plate for a secondary battery, comprising a step of depositing, on a current collector, lithium metal particles whose surfaces are covered with a lithium compound layer containing lithium carbonate and lithium fluoride.
【請求項11】 請求項7記載の二次電池用電極板の製
造方法において、 前記雰囲気ガスが、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)、若しくは(CH3 2 CO、又はこれらの
混合ガスであることを特徴とする二次電池用電極板の製
造方法。
11. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein the atmosphere gas is CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H.
5 A method for producing an electrode plate for a secondary battery, comprising (OH), (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof.
【請求項12】 請求項8記載の二次電池用電極板の製
造方法において、 前記雰囲気ガスが、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)、若しくは(CH3 2 CO、又はこれらの
混合ガスに、F2 を加えたガスであることを特徴とする
二次電池用電極板の製造方法。
12. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 8, wherein the atmosphere gas is CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H.
5 A method for producing an electrode plate for a secondary battery, characterized in that the gas is (OH), (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof with F 2 added thereto.
【請求項13】 請求項9記載の二次電池用電極板の製
造方法において、 前記雰囲気ガスが、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)、若しくは(CH3 2 CO、若しくはこれ
らの混合ガス、若しくはこのガスをHe、H2、Ar、
2 、若しくはO2 、若しくはこれらの混合ガスにより
希釈したガス、又はCH4 若しくはC2 4 、若しくは
これらの混合ガスをO2 により希釈したガスであること
を特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
13. The method for producing an electrode plate for a secondary battery according to claim 9, wherein the atmosphere gas is CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H.
5 (OH), or (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas thereof, or this gas as He, H 2 , Ar,
An electrode for a secondary battery, wherein the electrode is a gas diluted with N 2 , O 2 , or a mixed gas thereof, or a gas obtained by diluting CH 4, C 2 H 4 , or a mixed gas thereof with O 2. Plate manufacturing method.
【請求項14】 請求項10記載の二次電池用電極板の
製造方法において、 前記雰囲気ガスが、CO、CO2 、CH3 OH、C2
5 (OH)、若しくは(CH3 2 CO、若しくはこれ
らの混合ガスに、CF4 、CHF3 、若しくはC
2 6 、若しくはこれらの混合ガスを加えたガス、若し
くはこのガスをHe、H2 、Ar、N2 、若しくは
2 、若しくはこれらの混合ガスにより希釈したガス、
又はCH4 若しくはC2 4 、若しくはこれらの混合ガ
スに、CF4 、CHF3 、若しくはC2 6 、若しくは
これらの混合ガスを加えたガスをO2 により希釈したガ
スであることを特徴とする二次電池用電極板の製造方
法。
14. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 10, wherein the atmosphere gas is CO, CO 2 , CH 3 OH, C 2 H.
5 (OH), or (CH 3 ) 2 CO, or a mixed gas of them with CF 4 , CHF 3 , or C
2 F 6 , a gas to which a mixed gas thereof is added, or a gas obtained by diluting this gas with He, H 2 , Ar, N 2 , or O 2 , or a mixed gas thereof;
Or a gas obtained by diluting CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , or a mixed gas thereof to CH 4 or C 2 H 4 , or a mixed gas thereof, with O 2. Of producing an electrode plate for a secondary battery.
【請求項15】 請求項7又は8に記載の二次電池用電
極板の製造方法において、 前記雰囲気ガスの圧力が、1.33mPa乃至0.13
3Paの範囲内にあることを特徴とする二次電池用電極
板の製造方法。
15. The method for producing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein the pressure of the atmosphere gas is 1.33 mPa to 0.13 m.
A method for producing an electrode plate for a secondary battery, which is in a range of 3 Pa.
【請求項16】 請求項9又は10に記載の二次電池用
電極板の製造方法において、 前記雰囲気ガスの圧力が、13.3mPa乃至13.3
Paの範囲内にあることを特徴とする二次電池用電極板
の製造方法。
16. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 9, wherein the pressure of the atmosphere gas is from 13.3 mPa to 13.3.
A method for producing an electrode plate for a secondary battery, wherein the electrode plate is within a range of Pa.
【請求項17】 請求項7乃至10のいずれかに記載の
二次電池用電極板の製造方法において、 前記リチウム化合物層によって表面を被覆した前記リチ
ウム金属粒子を前記集電体上に堆積する際の前記集電体
の温度が、−50℃乃至−10℃の範囲内に保持されて
いることを特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
17. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein the lithium metal particles whose surfaces are covered with the lithium compound layer are deposited on the current collector. Wherein the temperature of the current collector is maintained in a range of -50 ° C to -10 ° C.
【請求項18】 請求項7乃至10のいずれかに記載の
二次電池用電極板の製造方法において、 前記リチウム化合物層によって表面を被覆した前記リチ
ウム金属粒子を前記集電体上に堆積する際の堆積速度
が、0.1μm/分乃至10μm/分の範囲内にあるこ
とを特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
18. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 7, wherein the lithium metal particles whose surfaces are covered with the lithium compound layer are deposited on the current collector. Wherein the deposition rate is in the range of 0.1 μm / min to 10 μm / min.
【請求項19】 請求項9又は10に記載の二次電池用
電極板の製造方法において、 前記処理チヤンバ内に放電により励起されたプラズマ領
域を設ける際に供給する電力密度が、堆積領域の面積に
対して0.1W/cm2 乃至2W/cm2 の範囲内にあ
ることを特徴とする二次電池用電極板の製造方法。
19. The method for manufacturing an electrode plate for a secondary battery according to claim 9, wherein a power density supplied when providing a plasma region excited by discharge in the processing chamber is equal to an area of a deposition region. method of manufacturing a secondary battery electrode plate, characterized in that in the range of 0.1 W / cm 2 to 2W / cm 2 relative.
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