JPH1186903A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JPH1186903A
JPH1186903A JP9238748A JP23874897A JPH1186903A JP H1186903 A JPH1186903 A JP H1186903A JP 9238748 A JP9238748 A JP 9238748A JP 23874897 A JP23874897 A JP 23874897A JP H1186903 A JPH1186903 A JP H1186903A
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electrolyte secondary
secondary battery
aqueous electrolyte
battery
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Masayuki Negoro
雅之 根来
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery having a large discharge capacity and excellent charge and discharge cycle characteristic by including a triarylamine compound having at least one ion conductive group in a nonaqueous electrolyte secondary battery containing a lithium salt. SOLUTION: A triarylamine compound having at least one ion conductive group is included in the battery of a nonaqueous electrolyte secondary battery consisting of a positive electrode containing a material capable of reversibly storing and releasing lithium, a negative electrode, a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt and a separator. The triarylamine compound is represented by the general formula: N(Ar1)) (Ar2) (Ar3). In the formula, Ar1, Ar2, and Ar3, which may be the same or different, each represents an aryl group. Examples of the aryl group include an aromatic hydrocarbon group (phenyl, naphthyl, anthranyl), an aromatic heterocyclic group (furyl, thienyl, pyridyl), and the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、充放電サイクル特
性に優れた高容量非水電解液二次電池に関するものであ
り、放電容量の大きな非水電解液二次電池の充放電サイ
クル寿命等の充放電特性の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-capacity non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent charge-discharge cycle characteristics, such as a charge-discharge cycle life of a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity. It relates to improvement of charge and discharge characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水電解液二次電池用負極材料として
は、リチウム金属やリチウム合金が代表的であるが、そ
れらを用いると充放電中にリチウム金属が樹枝状に成長
したいわゆるデンドライトが発生し、内部ショートの原
因あるいはデンドライト自体の持つ高い活性のため、発
火などの危険をはらんでいた。これに対し、リチウムを
可逆的に挿入・放出可能な焼成炭素質材料が実用化され
るようになってきた。さらに炭素質材料以外にもSn,
V,Si,B,Zrなどを用いた複合酸化物を用いるこ
とが提案されている。これらの材料によりデンドライト
発生の危険性は改良されたが、充放電サイクル特性のさ
らなる改良が望まれている。
2. Description of the Related Art As a negative electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium metal and lithium alloy are typical, but when they are used, so-called dendrite in which lithium metal grows in a dendritic manner during charge and discharge is generated. However, dangers such as ignition were caused due to the internal short circuit or the high activity of the dendrite itself. On the other hand, fired carbonaceous materials capable of reversibly inserting and releasing lithium have come into practical use. In addition to carbonaceous materials, Sn,
It has been proposed to use a composite oxide using V, Si, B, Zr, or the like. Although the danger of dendrite generation has been improved by these materials, further improvement in charge / discharge cycle characteristics is desired.

【0003】そのため、電解液の組成を変更することに
より非水二次電池の充放電サイクル特性を改良しようと
する試みが行われ、例えば特開平6−333598号に
は、電解液中にトリアルキルアミン又はトリアリールア
ミンを添加することが提案されている。また、特願平8
−233467には、トリアリールアミンを添加するこ
とが提案されている。しかしながらこれらの技術を用い
ても、高放電容量と優れたサイクル特性の両立できるレ
ベルには至っていない。
For this reason, attempts have been made to improve the charge / discharge cycle characteristics of non-aqueous secondary batteries by changing the composition of the electrolytic solution. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-333598 discloses that trialkyl is contained in the electrolytic solution. It has been proposed to add amines or triarylamines. In addition, Japanese Patent Application Hei 8
233467 proposes to add a triarylamine. However, even with the use of these techniques, the level has not yet reached a level where both high discharge capacity and excellent cycle characteristics can be achieved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、放電
容量が大きく、優れた充放電サイクル特性を有する非水
電解液二次電池を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、リチウ
ムを可逆的に吸蔵放出可能な材料を含む正極と負極、リ
チウム塩を含む非水電解液、セパレーターから成る非水
電解液二次電池に於いて、電池内に少なくとも1種のイ
オン導電性基を有するトリアリールアミン化合物を含有
することを特徴とする非水電解液二次電池により達成さ
れた。
An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode containing a material capable of reversibly inserting and extracting lithium, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a separator. Wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is characterized in that the battery contains a triarylamine compound having at least one kind of ionic conductive group.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい形態を以下に揚
げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。 (1) リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な材料を含む正極
と負極、リチウム塩を含む非水電解液、セパレーターか
ら成る非水電解液二次電池に於いて、電池内に少なくと
も1種のイオン導電性基を有するトリアリールアミン化
合物を含有することを特徴とする非水電解液二次電池。 (2) イオン導電性基が一般式(1)で表されることを特
徴とする項1に記載の非水電解液二次電池。 一般式(1)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these. (1) In a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode and a negative electrode containing a material capable of reversibly inserting and extracting lithium, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a separator, at least one kind of ion is contained in the battery. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a triarylamine compound having a conductive group. (2) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 1, wherein the ionic conductive group is represented by the general formula (1). General formula (1)

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】式中、Xは酸素原子、硫黄原子および−N
R−基(Rはアルキレンオキシ基を有する置換あるいは
無置換のアルキル基を表す)を表す。Yはアルキレンオ
キシ基を表す。Zはアルキル基を表す。aは0または1
の整数を表す。bは1から10の整数を表す。また、各
基は置換可能な基によって置換されてもよい。 (3) 該トリアリールアミン化合物が、カルバゾール誘導
体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする
項1に記載の非水電解液二次電池。 (4) 該トリアリールアミン化合物が、フェノチアジン誘
導体、フェノオキサジン誘導体から選ばれた少なくとも
1種であることを特徴とする項1に記載の非水電解液二
次電池。 (5) 該トリアリールアミン化合物がトリフェニルアミン
誘導体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴と
する項1に記載の非水電解液二次電池。 (6) 該トリアリールアミン化合物を含有するのがリチウ
ム塩を含有する非水電解液であることを特徴とする項1
〜4のいずれか1項に記載の非水電解液二次電池。 (7) 該非水電解液に少なくとも1種含まれるトリアリー
ルアミン化合物の含有量が、電解液に含有される支持塩
に対して0.001重量%から10重量%であることを
特徴とする項5に記載の非水電解液二次電池。 (8) 該支持塩が、LiBF4及び/又はLiPF6である
ことを特徴とする項5に記載の非水電解液二次電池。 (9) 該負極が、周期表1,2,13,14,15族原子から選
ばれる原子を含む、主として非晶質カルコゲン化合物及
び/または非晶質酸化物からなる負極材料からなること
を特徴とする項1〜7のいずれか1項に記載の非水電解
液二次電池。 (10)該負極材料が、下記一般式(2)で示されることを
特徴とする項8に記載の非水電解液二次電池。 M12pM4qM6r 一般式(2) (式中、M1、M2は相異なりSi、Ge、Sn、Pb、
P、B、Al、Sbから選ばれる少なくとも一種、M4
はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、B
aから選ばれる少なくとも一種、M6はO、S、Teか
ら選ばれる少なくとも一種、p、qは各々0.001 〜10、r
は1.00〜50の数字を表す。)
Wherein X is an oxygen atom, a sulfur atom and -N
Represents an R-group (R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having an alkyleneoxy group). Y represents an alkyleneoxy group. Z represents an alkyl group. a is 0 or 1
Represents an integer. b represents an integer of 1 to 10. Further, each group may be substituted by a substitutable group. (3) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from carbazole derivatives. (4) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from a phenothiazine derivative and a phenoxazine derivative. (5) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from triphenylamine derivatives. (6) The nonaqueous electrolyte containing a lithium salt contains the triarylamine compound.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4. (7) The content of at least one triarylamine compound contained in the non-aqueous electrolyte is 0.001% by weight to 10% by weight based on a supporting salt contained in the electrolyte. 6. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to 5. (8) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 5, wherein the supporting salt is LiBF 4 and / or LiPF 6 . (9) The negative electrode comprises a negative electrode material mainly composed of an amorphous chalcogen compound and / or an amorphous oxide containing an atom selected from Group 1, 2, 13, 14, 15 atoms. Item 8. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of Items 1 to 7. (10) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 8, wherein the negative electrode material is represented by the following general formula (2). M 1 M 2 pM 4 qM 6 r General formula (2) (where M 1 and M 2 are different from each other, Si, Ge, Sn, Pb,
At least one selected from P, B, Al and Sb, M 4
Is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, B
at least one member selected from a, at least one M 6 is O, S, selected from Te, p, q are each 0.001 to 10, r
Represents a number of 1.00 to 50. )

【0009】本発明においては、電池内に少なくとも1
種のイオン導電性基を有するトリアリールアミン化合物
を含有せしめることにより、非水電解液二次電池の高容
量を損なうことなく充放電サイクル特性を向上させるこ
とができる。本発明におけるイオン導電性基としては、
イオンに配位する能力がある基であればなんでもよく、
先記一般式(1)で表される。式中、Xは酸素原子、硫
黄原子および−NR−基(Rはアルキレンオキシ基を有
する置換あるいは無置換のアルキル基を表す)を表す。
Yはアルキレンオキシ基を表す。Zはアルキル基を表
す。aは0または1の整数を表す。bは1から10の整
数を表す。また、各基は置換可能な基によって置換され
てもよい。イオン導電性基で、特に好ましくはアルキレ
ンオキシ基を含有する基が挙げられる。以下本発明のイ
オン導電性基の具体例を示すが、本発明はこれらに限定
されるものではない。
In the present invention, at least one battery is installed in the battery.
By including a triarylamine compound having a kind of ion conductive group, the charge / discharge cycle characteristics can be improved without impairing the high capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery. As the ionic conductive group in the present invention,
Any group capable of coordinating to the ion may be used,
It is represented by the aforementioned general formula (1). In the formula, X represents an oxygen atom, a sulfur atom, and a —NR— group (R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having an alkyleneoxy group).
Y represents an alkyleneoxy group. Z represents an alkyl group. a represents an integer of 0 or 1. b represents an integer of 1 to 10. Further, each group may be substituted by a substitutable group. Of the ionic conductive groups, a group containing an alkyleneoxy group is particularly preferred. Hereinafter, specific examples of the ionic conductive group of the present invention are shown, but the present invention is not limited thereto.

【0010】[0010]

【化3】 Embedded image

【0011】本発明におけるトリアリールアミン化合物
とは、一般式;N(Ar1)(Ar2)(Ar3)で表わされ
る。式中、Ar1、Ar2及びAr3は互いに同一でも異
なってもよく、各々アリール基を表す。ここで言うアリ
ール基とは、ヒュッケルの(4n+2)π電子の法則を
満たす環状置換基である。アリール基の例としては、例
えば、芳香族炭化水素基(例えば、フェニル、ナフチ
ル、アンスラニル)または芳香族複素環基(例えば、フ
リル、チエニル、ピリジル、インドリル)が挙げられ
る。また、本発明においては一般的に用いられるトリア
リールアミンの定義にはとらわれずAr1、Ar2及びA
3は互いに結合して環を形成してもよい。更に、任意
の2つが互いに結合して三環性の縮合環を形成してもよ
い。このような縮合環を形成したほん発明の化合物とし
ては、カルバゾール、アクリジン、ジベンゾアゼピン、
フェナジン、フェノオキサジン、フェノチアジン等が挙
げられる。本発明において、好ましいトリアリールアミ
ン化合物は、トリフェニルアミン、9−フェニルカルバ
ゾール、10−フェニルフェノチアジン、10−フェニ
ルフェノオキサジン及びこれらの誘導体である。これら
の中でトリフェニルアミン、9−フェニルカルバゾール
及びこれらの誘導体が特に好ましい。本発明において
は、複数の本発明化合物を併用する事もできる。例え
ば、トリフェニルアミン誘導体、9−フェニルカルバゾ
ール誘導体の各1種を用いることができる。
The triarylamine compound in the present invention is represented by the following general formula: N (Ar 1 ) (Ar 2 ) (Ar 3 ). In the formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may be the same or different, and each represents an aryl group. The aryl group referred to herein is a cyclic substituent that satisfies Huckel's (4n + 2) π electron rule. Examples of the aryl group include, for example, an aromatic hydrocarbon group (eg, phenyl, naphthyl, anthranyl) or an aromatic heterocyclic group (eg, furyl, thienyl, pyridyl, indolyl). Further, in the present invention, Ar 1 , Ar 2 and A
r 3 may combine with each other to form a ring. Further, any two may be bonded to each other to form a tricyclic fused ring. The only compounds of the invention that form such a fused ring include carbazole, acridine, dibenzoazepine,
Phenazine, phenoxazine, phenothiazine and the like can be mentioned. In the present invention, preferred triarylamine compounds are triphenylamine, 9-phenylcarbazole, 10-phenylphenothiazine, 10-phenylphenoxazine and derivatives thereof. Among these, triphenylamine, 9-phenylcarbazole and derivatives thereof are particularly preferred. In the present invention, a plurality of the compounds of the present invention can be used in combination. For example, one kind of each of a triphenylamine derivative and a 9-phenylcarbazole derivative can be used.

【0012】なお、本明細書における各基は、特に断り
のない限り、置換可能な場合、置換基で置換されてもよ
い。そのような置換基としては、置換または無置換のア
ルキル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソ
プロピル、n−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、ノニル、2−クロロエチル、3−メトキ
シエチル、メトキシエトキシエチル、2−ヒドロキシエ
チル、3−ヒドロキプロピル、トリフルオロメチル、シ
クロアルキル基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ
基、エトキシ基、n−プロポキシ基またはn−ブトキシ
基)、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、ア
リール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロ
キシ基、ホルミル基、アリールオキシ基、アルキルチオ
基、アリールチオ基、アシルオキシ基、スルホニルオキ
シ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ
基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、オキシカル
ボニルアミノ基、オキシスルホニルアミノ基、ウレイド
基、アシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、
スルホニル基、スルフィニル基、オキシスルフィニル基
またはスルファモイル基、カルボン酸基またはその塩、
スルホン酸基またはその塩、ホスホン酸基またはその
塩、複素環基が挙げられる。Ar1、Ar2及びAr3
アリール基は、総炭素数6〜46が好ましく、総炭素数
6〜30がより好ましい。置換基としては、アルコキシ
基、アルキルチオ基、カルボンアミド基、アリール基、
アルキル基、ハロゲン原子、オキシカルボニル基、ホル
ミル基、アシル基、スルファモイル基、シアノ基、ニト
ロ基が好ましい。これらの置換基の好ましい置換位置
は、アミンの窒素原子に対してパラ位である。以下にト
リアリールアミン化合物の具体例を示すが、本発明の範
囲はこれらのみに限定されるものではない。
Each group in the present specification may be substituted with a substituent, if possible, unless otherwise specified. Examples of such a substituent include a substituted or unsubstituted alkyl group (eg, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, 2-chloroethyl, 3-methoxyethyl, Methoxyethoxyethyl, 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, trifluoromethyl, cycloalkyl group), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group or n-butoxy group), alkenyl group, alkynyl group , Aralkyl group, aryl group, halogen atom, cyano group, nitro group, hydroxy group, formyl group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, acyloxy group, sulfonyloxy group, amino group, alkylamino group, arylamino group, Carbonamide group, sulf N'amido group, an oxycarbonyl amino group, oxy sulfonylamino group, a ureido group, an acyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group,
A sulfonyl group, a sulfinyl group, an oxysulfinyl group or a sulfamoyl group, a carboxylic acid group or a salt thereof,
Examples include a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphonic acid group or a salt thereof, and a heterocyclic group. The aryl group of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 preferably has a total carbon number of 6 to 46, and more preferably 6 to 30. As the substituent, an alkoxy group, an alkylthio group, a carbonamido group, an aryl group,
Preferred are an alkyl group, a halogen atom, an oxycarbonyl group, a formyl group, an acyl group, a sulfamoyl group, a cyano group and a nitro group. The preferred substitution position of these substituents is para to the nitrogen atom of the amine. Specific examples of the triarylamine compound are shown below, but the scope of the present invention is not limited only to these.

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】[0014]

【化5】 Embedded image

【0015】[0015]

【化6】 Embedded image

【0016】[0016]

【化7】 Embedded image

【0017】[0017]

【化8】 Embedded image

【0018】[0018]

【化9】 Embedded image

【0019】[0019]

【化10】 Embedded image

【0020】[0020]

【化11】 Embedded image

【0021】本発明のトリアリールアミン化合物は電池
内のいずれに含有されていてもよい。好ましくは、電極
活物質内あるいは電解液内である。電極に含有される場
合、トリアリールアミン化合物の含有量は、電極の活物
質に対し、0.01重量%から5重量%が好ましく、
0.1重量%から2重量%が更に好ましい。電解液に含
有される場合、トリアリールアミン化合物の含有量は、
電解液溶媒に対し、0.0001から0.1モル/リットル
が好ましく、0.001から0.1モル/リットルが更に好
ましい。電解液に含有される支持塩に対するトリアリー
ルアミン化合物の含有量としては、0.001重量%か
ら10重量%が好ましく、0.01重量%〜5重量%が
更に好ましい。
The triarylamine compound of the present invention may be contained in any part of the battery. Preferably, it is in the electrode active material or in the electrolytic solution. When contained in the electrode, the content of the triarylamine compound is preferably from 0.01% by weight to 5% by weight based on the active material of the electrode,
More preferred is 0.1% to 2% by weight. When contained in the electrolytic solution, the content of the triarylamine compound is:
The amount is preferably from 0.0001 to 0.1 mol / l, more preferably from 0.001 to 0.1 mol / l, based on the electrolyte solvent. The content of the triarylamine compound with respect to the supporting salt contained in the electrolytic solution is preferably from 0.001% by weight to 10% by weight, more preferably from 0.01% by weight to 5% by weight.

【0022】電解液は、一般に、溶媒と、その溶媒に溶
解する支持塩から構成され、リチウム塩(アニオンとリ
チウムカチオン)が好ましい。本発明で使用できる電解
液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネ−ト、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネ
ート、γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル、酢酸メチル、
1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−
メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、
1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルム
アミド、ジオキソラン、ジオキサン、アセトニトリル、
ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステ
ル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホ
ラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレン
カーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチ
ルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロト
ン性有機溶媒を挙げることができ、これらの一種または
二種以上を混合して使用する。なかでは、カーボネート
系の溶媒が好ましく、環状カーボネート及び/または非
環状カーボネートを含ませたものが好ましい。環状カー
ボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネートをが好ましい。また、非環状カーボネートと
したは、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネートを含ませることが好まし
い。本発明で使用出来るこれらの溶媒に溶解するリチウ
ム塩としては、例えば、LiClO4、LiBF4、Li
PF6、LiCF3SO3、LiN(SO225)2、Li
CF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl
10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiAlCl4
LiCl、LiBr、LiI、クロロボランリチウム、
四フェニルホウ酸リチウムなどのLi塩を上げることが
出来、これらの一種または二種以上を混合して使用する
ことができる。なかでもLiBF4及び/あるいはLi
PF6を溶解したものが好ましい。支持塩の濃度は、特
に限定されないが、電解液1リットル当たり0.2〜3
モルが好ましい。本発明で使用できる電解液としては、
エチレンカーボネート、プロピレンカ−ボネ−ト、1,
2−ジメトキシエタン、ジメチルカーボネートあるいは
ジエチルカーボネートを適宜混合した電解液にLiCF
3SO3、LiClO4、LiBF4および/あるいはLi
PF6を含む電解液が好ましい。特にプロピレンカーボ
ネートあるいはエチレンカーボネートと1、2−ジメト
キシエタン及び/あるいはジエチルカーボネートとの混
合溶媒にLiCF3SO3、LiClO4、LiBF4およ
び/あるいはLiPF6を含む電解液が好ましく、特
に、少なくともエチレンカーボネートとLiPF6を含
むものが好ましい。これら電解液を電池内に添加する量
は、特に限定されないが、正極活物質や負極材料の量や
電池のサイズによって必要量用いることができる。
The electrolyte generally comprises a solvent and a supporting salt dissolved in the solvent, and is preferably a lithium salt (anion and lithium cation). Solvents for the electrolyte solution that can be used in the present invention include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, methyl formate, methyl acetate,
1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-
Methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide,
1,3-dioxolan, formamide, dimethylformamide, dioxolan, dioxane, acetonitrile,
Aprotic such as nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propane sultone Organic solvents can be mentioned, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. Of these, carbonate-based solvents are preferred, and those containing cyclic carbonate and / or non-cyclic carbonate are preferred. As the cyclic carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable. In addition, the non-cyclic carbonate preferably contains diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate. Examples of the lithium salt soluble in these solvents that can be used in the present invention include, for example, LiClO 4 , LiBF 4 , Li
PF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li
CF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiB 10 Cl
10 , lower lithium aliphatic carboxylate, LiAlCl 4 ,
LiCl, LiBr, LiI, lithium chloroborane,
Li salts such as lithium tetraphenylborate can be used, and one or more of these can be used in combination. Among them, LiBF 4 and / or Li
Those in which PF 6 is dissolved are preferred. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but may be 0.2 to 3 per liter of the electrolytic solution.
Molar is preferred. As the electrolytic solution that can be used in the present invention,
Ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,
LiCF is added to an electrolyte mixed with 2-dimethoxyethane, dimethyl carbonate or diethyl carbonate as appropriate.
3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 and / or Li
An electrolyte containing PF 6 is preferred. In particular, an electrolytic solution containing LiCF 3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 and / or LiPF 6 in a mixed solvent of propylene carbonate or ethylene carbonate with 1,2-dimethoxyethane and / or diethyl carbonate is preferable, and at least ethylene carbonate is preferable. And those containing LiPF 6 are preferred. The amount of these electrolytes to be added to the battery is not particularly limited, but can be used in a required amount depending on the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode material and the size of the battery.

【0023】以下、本発明の非水電解液二次電池を作る
ための他の材料と製造方法について詳述する。本発明の
非水電解液二次電池に用いられる正・負極は、正極合剤
あるいは負極合剤を集電体上に塗設して作ることが出来
る。正極あるいは負極合剤には、それぞれ正極活物質あ
るいは負極材料のほか、それぞれに導電剤、結着剤、分
散剤、フィラー、イオン導電剤、圧力増強剤や各種添加
剤を含むことができる。
Hereinafter, other materials and a method of manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described in detail. The positive and negative electrodes used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be prepared by applying a positive electrode mixture or a negative electrode mixture on a current collector. The positive electrode or negative electrode mixture can contain a conductive agent, a binder, a dispersant, a filler, an ionic conductive agent, a pressure enhancer, and various additives, respectively, in addition to the positive electrode active material or the negative electrode material.

【0024】本発明で用いられる負極材料は、電池組み
込み時に主として非晶質であることが好ましい。ここで
言う主として非晶質とはCuKα線を用いたX線回折法
で2θ値で20°から40°に頂点を有するブロードな
散乱帯を有する物であり、結晶性の回折線を有してもよ
い。好ましくは2θ値で40°以上70°以下に見られ
る結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°
以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回
折線強度の500倍以下であることが好ましく、さらに
好ましくは100倍以下であり、特に好ましくは5倍以
下であり、最も好ましくは 結晶性の回折線を有さない
ことである。
It is preferable that the negative electrode material used in the present invention is mainly amorphous when the battery is assembled. The term “amorphous” as used herein refers to a substance having a broad scattering band having a peak at 20 ° to 40 ° in 2θ value by X-ray diffraction using CuKα ray, and having a crystalline diffraction line. Is also good. Preferably, the strongest intensity of the crystalline diffraction lines observed at 40 ° to 70 ° in 2θ value is 20 ° in 2θ value.
It is preferably 500 times or less, more preferably 100 times or less, particularly preferably 5 times or less, and most preferably the crystallinity of the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band observed at 40 ° or more. Has no diffraction line.

【0025】本発明で用いられる負極材料は下記一般式
(2)で表されることが好ましい。 M12pM4qM6r 一般式(2) 式中、M1、M2は相異なりSi、Ge、Sn、Pb、
P、B、Al、Sbから選ばれる少なくとも一種であ
り、好ましくはSi、Ge、Sn、P、B、Alであ
り、特に好ましくはSi、Sn、P、B、Alである。
4はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、S
r、Baから選ばれる少なくとも一種であり、好ましく
はK、Cs、Mg、Caで、特に好ましくはCs、Mg
である。M6はO、S、Teから選ばれる少なくとも一
種であり、好ましくはO、Sであり、特に好ましくはO
である。p、qは各々0.001〜10であり、好まし
くは0.01〜5であり、特に好ましくは0.01〜2
である。rは1.00〜50であり、好ましくは1.0
0〜26であり、特に好ましくは1.02〜6である。
1 、M2 の価数は特に限定されることはなく、単独価
数であっても、各価数の混合物であっても良い。またM
1 、M2 、M4 の比はM 2およびM4がM1に対して0.
001〜10モル当量の範囲において連続的に変化させ
ることができ、それに応じM6の量(一般式(1)にお
いて、rの値)も連続的に変化する。
The negative electrode material used in the present invention has the following general formula:
It is preferable to be represented by (2). M1MTwopMFourqM6r General formula (2) where M1, MTwoAre different from Si, Ge, Sn, Pb,
At least one selected from P, B, Al, and Sb
And preferably Si, Ge, Sn, P, B, and Al.
And particularly preferably Si, Sn, P, B and Al.
MFourIs Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, S
r, at least one selected from Ba, preferably
Is K, Cs, Mg, Ca, particularly preferably Cs, Mg
It is. M6Is at least one selected from O, S, and Te
Species, preferably O, S, particularly preferably O
It is. p and q are each 0.001 to 10, preferably
From 0.01 to 5, particularly preferably from 0.01 to 2
It is. r is 1.00 to 50, preferably 1.0
0 to 26, and particularly preferably 1.02 to 6.
M1, MTwoThe valence of is not particularly limited.
It may be a number or a mixture of each valence. Also M
1, MTwo, MFourThe ratio is M TwoAnd MFourIs M1For 0.
In the range of 001 to 10 molar equivalents
And M6Amount (in general formula (1))
And the value of r) also changes continuously.

【0026】上記に挙げた化合物の中でも、本発明にお
いてはM1がSnである場合が好ましく、一般式(3)
で表される。 SnM3pM5qM7r 一般式(3) 式中、M3はSi、Ge、Pb、P、B、Alから選ばれる
少なくとも一種であり、好ましくはSi、Ge、P、B、
Alであり、特に好ましくはSi、P、B、Alであ
る。M5はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、
Sr、Baから選ばれる少なくとも一種であり、好まし
くはCs、Mgで、特に好ましくはMgである。M 7
O、Sから選ばれる少なくとも一種であり、好ましくは
Oである。p、qは各々0.001〜10であり、好ま
しくは0.01〜5であり、さらに好ましくは0.01
〜1.5であり、特に好ましくは0.7〜1.5であ
る。rは1.00〜50であり、好ましくは1.00〜
26であり、特に好ましくは1.02〜6である。
Among the above-listed compounds, the present invention
And M1Is preferably Sn, and the general formula (3)
It is represented by SnMThreepMFiveqM7r General formula (3) where MThreeIs selected from Si, Ge, Pb, P, B, and Al
At least one, preferably Si, Ge, P, B,
Al, particularly preferably Si, P, B or Al.
You. MFiveAre Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca,
At least one selected from Sr and Ba,
Cs and Mg, particularly preferably Mg. M 7Is
At least one selected from O and S, preferably
O. p and q are each 0.001 to 10, preferably
0.01 to 5, more preferably 0.01 to 5.
To 1.5, particularly preferably 0.7 to 1.5.
You. r is 1.00 to 50, preferably 1.00 to
26, particularly preferably 1.02 to 6.

【0027】本発明の負極材料の例を以下に示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 SnAl0.4 0.5 0.50.1 3.65、SnAl0.4
0.5 0.5 Na0.23.7 、SnAl0.4 0.3
0.5 Rb0.2 3.4 、SnAl0.4 0.5 0.5Cs
0.1 3.65、SnAl0.4 0.5 0.5 0.1 Ge0.05
3.85、SnAl0. 4 0.5 0.5 0.1 Mg0.1 Ge
0.023.83、SnAl0.4 0.4 0.4 3. 2 、SnA
0.3 0.5 0.2 2.7 、SnAl0.3 0.5 0.2
2.7 、SnAl0.4 0.5 0.3 Ba0.08Mg0.08
3.26、SnAl0.4 0.4 0.4 Ba 0.083.28、Sn
Al0.4 0.5 0.5 3.6 、SnAl0.4 0.5
0.5 Mg 0.1 3.7
Examples of the negative electrode material of the present invention are shown below.
The invention is not limited to these. SnAl0.4B0.5P0.5K0.1O3.65, SnAl0.4
B0.5P0.5Na0.2O3.7, SnAl0.4B0.3P
0.5Rb0.2O3.4, SnAl0.4B0.5P0.5Cs
0.1O3.65, SnAl0.4B0.5P0.5K0.1Ge0.05
O3.85, SnAl0. FourB0.5P0.5K0.1Mg0.1Ge
0.02O3.83, SnAl0.4B0.4P0.4O3. Two, SnA
l0.3B0.5P0.2O2.7, SnAl0.3B0.5P0.2
O2.7, SnAl0.4B0.5P0.3Ba0.08Mg0.08O
3.26, SnAl0.4B0.4P0.4Ba 0.08O3.28, Sn
Al0.4B0.5P0.5O3.6, SnAl0.4B0.5P
0.5Mg 0.1O3.7.

【0028】SnAl0.5 0.4 0.5 Mg0.1 0.2
3.65、SnB0.5 0.5 Li0.1Mg0.1 0.2
3.05、SnB0.5 0.5 0.1 Mg0.1 0.2 3.05
SnB 0.5 0.5 0.05Mg0.050.1 3.03、SnB
0.50.5 0.05Mg0.1 0.2 3.03、SnAl0.4
0.5 0.5 Cs0.1 Mg0.1 0.2 3.65、SnB0.5
0.5 Cs0.05Mg0.050.1 3.03、SnB0.5
0.5 Mg0.1 0.1 3.0 5、SnB0.5 0.5 Mg0.1
0.2 3 、SnB0.5 0.5 Mg0.1 0.063 .07
SnB0.5 0.5 Mg0.1 0.143.03、SnPBa
0.083.58、SnPK0.1 3.55、SnPK0.05Mg
0.053.58、SnPCs0.1 3.55、SnPBa0.08
0.083.54、SnPK0.1 Mg0.1 0.2 3.55、Sn
PK0.05Mg0. 050.1 3.53、SnPCs0.1 Mg
0.1 0.2 3.55、SnPCs0.05Mg0. 050.1
3.53
SnAl0.5B0.4P0.5Mg0.1F0.2
O3.65, SnB0.5P0.5Li0.1Mg0.1F0.2O
3.05, SnB0.5P0.5K0.1Mg0.1F0.2O3.05,
SnB 0.5P0.5K0.05Mg0.05F0.1O3.03, SnB
0.5P0.5K0.05Mg0.1F0.2 O3.03, SnAl0.4B
0.5P0.5Cs0.1Mg0.1F0.2O3.65, SnB0.5
P0.5Cs0.05Mg0.05F0.1O3.03, SnB0.5P
0.5Mg0.1F0.1O3.0 Five, SnB0.5P0.5Mg0.1
F0.2OThree, SnB0.5P0.5Mg0.1F0.06OThree .07,
SnB0.5P0.5Mg0.1F0.14O3.03, SnPBa
0.08O3.58, SnPK0.1O3.55, SnPK0.05Mg
0.05O3.58, SnPCs0.1O3.55, SnPBa0.08F
0.08O3.54, SnPK0.1Mg0.1F0.2O3.55, Sn
PK0.05Mg0. 05F0.1O3.53, SnPCs0.1Mg
0.1F0.2O3.55, SnPCs0.05Mg0. 05F0.1O
3.53.

【0029】Sn1.1 Al0.4 0.2 0.6 Ba0.08
0.083.54、Sn1.1 Al0.4 0. 2 0.6 Li0.1
0.1 Ba0.1 0.1 3.65、Sn1.1 Al0.4 0.4
0.4Ba0.083.34、Sn1.1 Al0.4 PCs0.05
4.23、Sn1.1 Al0.4 PK0. 054.23、Sn1.2 Al
0.5 0.3 0.4 Cs0.2 3.5 、Sn1.2 Al0.4
0.2 0.6 Ba0.083.68、Sn1.2 Al0.4 0.2
0.6 Ba0.080.083. 64、Sn1.2 Al0.4 0.2
0.6 Mg0.04Ba0.043.68、Sn1.2 Al0.40.3
0.5 Ba0.083.58、Sn1.3 Al0.3 0.3 0.4
Na0.2 3.3 、Sn1.3 Al0.2 0.4 0.4 Ca
0.2 3.4 、Sn1.3 Al0.4 0.4 0.4Ba0.2
3.6 、Sn1.4 Al0.4 PK0.2 4.6 、Sn1.4 Al
0.2 Ba0.1PK0.2 4.45、Sn1.4 Al0.2 Ba
0.2 PK0.2 4.6 、Sn1.4 Al0.4Ba0.2 PK
0.2 Ba0.1 0.2 4.9 、Sn1.4 Al0.4 PK0.3
4.65、Sn1.5 Al0.2 PK0.2 4.4 、Sn1.5
0.4 PK0.1 4.65、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05
4.63、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05Mg0.1 0.2
4.63
Sn1.1Al0.4B0.2P0.6Ba0.08F
0.08O3.54, Sn1.1Al0.4B0. TwoP0.6Li0.1K
0.1Ba0.1F0.1O3.65, Sn1.1Al0.4B0.4P
0.4Ba0.08O3.34, Sn1.1Al0.4PCs0.05O
4.23, Sn1.1Al0.4PK0. 05O4.23, Sn1.2Al
0.5B0.3P0.4Cs0.2O3.5, Sn1.2Al0.4B
0.2P0.6Ba0.08O3.68, Sn1.2Al0.4B0.2P
0.6Ba0.08F0.08O3. 64, Sn1.2Al0.4B0.2P
0.6Mg0.04Ba0.04O3.68, Sn1.2Al0.4B0.3
P0.5Ba0.08O3.58, Sn1.3Al0.3B0.3P0.4
Na0.2O3.3, Sn1.3Al0.2B0.4P0.4Ca
0.2O3.4, Sn1.3Al0.4B0.4P0.4Ba0.2O
3.6, Sn1.4Al0.4PK0.2O4.6, Sn1.4Al
0.2Ba0.1PK0.2O4.45, Sn1.4Al0.2Ba
0.2PK0.2O4.6, Sn1.4Al0.4Ba0.2PK
0.2Ba0.1F0.2O4.9, Sn1.4Al0.4PK0.3
O4.65, Sn1.5Al0.2PK0.2O4.4, Sn1.5A
l0.4PK0.1O4.65, Sn1.5Al0.4PCs0.05O
4.63, Sn1.5Al0.4PCs0.05Mg0.1F0.2O
4.63.

【0030】SnSi0.5 Al0.1 0.2 0.1 Ca
0.4 3.1 、SnSi0.4 Al0.2 0.4 2.7 、Sn
Si0.5 Al0.2 0.1 0.1 Mg0.1 2.8 、SnS
0.6Al0.2 0.2 2.8 、SnSi0.5 Al0.3
0.4 0.2 3.55、SnSi0. 5 Al0.3 0.4 0.5
4.30、SnSi0.6 Al0.1 0.1 0.3 3.25、S
nSi0.6 Al0.1 0.1 0.1 Ba0.2 2.95、Sn
Si0.6 Al0.1 0.10.1 Ca0.2 2.95、SnS
0.6 Al0.4 0.2 Mg0.1 3.2 、SnSi 0.6
0.1 0.3 0.1 3.05、SnSi0.6 Al0.2 Mg
0.2 2.7 、SnSi0.6 Al0.2 Ca0.2 2.7 、S
nSi0.6 Al0.2 0.2 3 、SnSi 0.6 0.2
0.2 3 、SnSi0.8 Al0.2 2.9 、SnSi0.8
Al0.3 0.2 0.2 3.85、SnSi0.8 0.2
2.9 、SnSi0.8 Ba0.2 2.8 、SnSi0.8 Mg
0.2 2.8 、SnSi0.8 Ca0.2 2.8 、SnSi
0.8 0. 2 3.1
SnSi0.5Al0.1B0.2P0.1Ca
0.4O3.1, SnSi0.4Al0.2B 0.4O2.7, Sn
Si0.5Al0.2B0.1P0.1Mg0.1O2.8, SnS
i0.6Al0.2B0.2O2.8, SnSi0.5Al0.3B
0.4P0.2O3.55, SnSi0. FiveAl0.3B0.4P0.5
O4.30, SnSi0.6Al0.1B0.1P0.3O3.25, S
nSi0.6Al0.1B0.1P0.1Ba0.2O2.95, Sn
Si0.6Al0.1B0.1P0.1Ca0.2O2.95, SnS
i0.6Al0.4B0.2Mg0.1O3.2, SnSi 0.6A
l0.1B0.3P0.1O3.05, SnSi0.6Al0.2Mg
0.2O2.7, SnSi0.6Al0.2Ca0.2O2.7, S
nSi0.6Al0.2P0.2OThree, SnSi 0.6B0.2P
0.2OThree, SnSi0.8Al0.2O2.9, SnSi0.8
Al0.3B 0.2P0.2O3.85, SnSi0.8B0.2O
2.9, SnSi0.8Ba0.2O2.8, SnSi0.8Mg
0.2O2.8, SnSi0.8Ca0.2O2.8, SnSi
0.8P0. TwoO3.1.

【0031】Sn0.9 Mn0.3 0.4 0.4 Ca0.1
0.1 2.95、Sn0.9 Fe0.3 0.4 0.4 Ca0.1
Rb0.1 2.95、Sn0.8 Pb0.2 Ca0.1 0.9
3.35、Sn0.3 Ge0.7 Ba0.1 0.9 3.35、Sn
0.9 Mn0.1 Mg0.1 0.9 3. 35、Sn0.2 Mn0.8
Mg0.1 0.9 3.35、Sn0.7 Pb0.3 Ca0.1
0.93.35、Sn0.2 Ge0.8 Ba0.1 0.9 3.35
Sn0.9Mn0.3B0.4P0.4Ca0.1R
b0.1O2.95, Sn0.9Fe0.3B 0.4P0.4Ca0.1
Rb0.1O2.95, Sn0.8Pb0.2Ca0.1P0.9O
3.35, Sn0.3Ge0.7Ba0.1P0.9O3.35, Sn
0.9Mn0.1Mg0.1P0.9O3. 35, Sn0.2Mn0.8
Mg0.1P0.9O3.35, Sn0.7Pb0.3Ca0.1P
0.9O3.35, Sn0.2Ge0.8Ba0.1P0.9O3.35.

【0032】上記焼成されて得られた化合物の化学式
は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分
光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の重量差から
算出できる。
The chemical formula of the compound obtained by calcining can be calculated by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy as a measuring method, and from the weight difference of powder before and after calcining as a simple method.

【0033】本発明の負極材料へは電池を組み立てる前
及び/または電池組立後に電池内でリチウムイオンを挿
入できる。挿入量は、リチウムの析出電位に近似するま
ででよいが、例えば、負極材料当たり50〜700モル
%が好ましいが、特に、100〜600モル%が好まし
い。その放出量は挿入量に対して多いほど好ましい。軽
金属の挿入方法は、電気化学的、化学的、熱的方法が好
ましい。電気化学的方法は、正極活物質に含まれる軽金
属を電気化学的に挿入する方法や軽金属あるいはその合
金から直接電気化学的に挿入する方法が好ましい。化学
的方法は、軽金属との混合、接触あるいは、有機金属、
例えば、ブチルリチウム等と反応させる方法がある。電
気化学的方法、化学的方法が好ましい。
The lithium ion can be inserted into the negative electrode material of the present invention in the battery before and / or after the battery is assembled. The insertion amount may be up to approximation of the deposition potential of lithium. For example, it is preferably from 50 to 700 mol%, more preferably from 100 to 600 mol%, per negative electrode material. It is preferable that the release amount be larger than the insertion amount. The method of inserting the light metal is preferably an electrochemical, chemical or thermal method. As the electrochemical method, a method of electrochemically inserting a light metal contained in the positive electrode active material or a method of directly electrochemically inserting a light metal or an alloy thereof from a light metal is preferable. Chemical methods include mixing or contacting with light metals, or organic metals,
For example, there is a method of reacting with butyllithium or the like. Electrochemical and chemical methods are preferred.

【0034】本発明においては、以上示したような一般
式(2)、(3)で示される化合物を主として負極材料
として用いることにより、より充放電サイクル特性の優
れた、かつ高い放電電圧、高容量で安全性が高く、高電
流特性が優れた非水電解液二次電池を得ることができ
る。本発明において、特に優れた効果を得ることができ
るのはSnを含有し且つSnの価数が2価で存在する化
合物を負極材料として用いることである。Snの価数は
化学滴定操作によって求めることができる。例えばPhys
ics and Chemistry of Glasses Vol.8 No.4 (1967)の1
65頁に記載の方法で分析することができる。また、S
nの固体核磁気共鳴(NMR)測定によるナイトシフト
から決定することも可能である。例えば、幅広測定にお
いて金属Sn(0価のSn)はSn(CH3)4 に対して
7000ppm付近と極端に低磁場にピークが出現する
のに対し、SnO(=2価)では100ppm付近、S
nO 2(=4価)では−600ppm付近に出現する。こ
のように同じ配位子を有する場合ナイトシフトが中心金
属であるSnの価数に大きく依存するので、119Sn−
NMR測定で求められたピーク位置で価数の決定が可能
となる。本発明の負極材料に各種化合物を含ませること
ができる。例えば、遷移金属(Sc、Ti、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、N
b、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、ラン
タノイド系金属、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、
Pt、Au、Hg)や周期表17族元素(F、Cl)を
含ませることができる。また電子伝導性をあげる各種化
合物(例えば、Sb、In、Nbの化合物)のドーパン
トを含んでもよい。添加する化合物の量は0〜20モル
%が好ましい。
In the present invention, the general
Compounds represented by formulas (2) and (3) are mainly used as a negative electrode material.
By using as
High discharge voltage, high capacity, high safety,
A non-aqueous electrolyte secondary battery with excellent flow characteristics can be obtained.
You. In the present invention, particularly excellent effects can be obtained.
Is a compound containing Sn and the valence of Sn is divalent.
The compound is used as a negative electrode material. The valence of Sn is
It can be determined by a chemical titration operation. For example, Phys
ics and Chemistry of Glasses Vol.8 No.4 (1967)
It can be analyzed by the method described on page 65. Also, S
shift by solid state nuclear magnetic resonance (NMR) measurement of n
It is also possible to determine from. For example, for wide measurement
And the metal Sn (zero-valent Sn) is Sn (CHThree)FourAgainst
A peak appears in an extremely low magnetic field around 7000 ppm
On the other hand, SnO (= 2 valence) is around 100 ppm,
nO Two(= 4) appears around -600 ppm. This
Knight shift is the central gold when they have the same ligand as in
Since it largely depends on the valence of Sn, which is a genus,119Sn-
Valence can be determined from the peak position determined by NMR measurement
Becomes Including various compounds in the negative electrode material of the present invention
Can be. For example, transition metals (Sc, Ti, V, Cr,
Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, N
b, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, run
Tanoid metal, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir,
Pt, Au, Hg) and periodic table group 17 elements (F, Cl)
Can be included. Various types of electronic conductivity
Dopan of compound (for example, compound of Sb, In, Nb)
May be included. 0-20 moles of compound to be added
% Is preferred.

【0035】本発明における一般式(2)(3)で示さ
れる酸化物を主体とする複合酸化物の合成法は焼成法、
溶液法いずれの方法も採用することができる。例えば焼
成法について詳細に説明するとM1 化合物、M2 化合物
とM4 化合物(M1 、M2 は相異なりSi、Ge、S
n、Pb、P、B、Al、Sb、M4 はMg,Ca,S
r,Ba)を混合し、焼成せしめればよい。Sn化合物
としてはたとえばSnO、SnO2 、Sn2 3、Sn
3 4 、Sn713・H2O、Sn815、水酸化第一
錫、オキシ水酸化第二錫、亜錫酸、蓚酸第一錫、燐酸第
一錫、オルト錫酸、メタ錫酸、パラ錫酸、弗化第一錫、
弗化第二錫、塩化第一錫、塩化第二錫、ピロリン酸第一
錫、リン化錫、硫化第一錫、硫化第二錫、等を挙げるこ
とができる。Si化合物としてはたとえばSiO2 、S
iO、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン等の有
機珪素化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン等のアルコキシシラン化合物、トリクロロハイド
ロシラン等のハイドロシラン化合物を挙げることができ
る。Ge化合物としてはたとえばGeO2 、GeO、ゲ
ルマニウムテトラメトキシド、ゲルマニウムテトラエト
キシド等のアルコキシゲルマニウム化合物等を挙げるこ
とができる。Pb化合物としてはたとえばPbO2 、P
bO、Pb23、Pb34、硝酸鉛、炭酸鉛、蟻酸鉛、
酢酸鉛、四酢酸鉛、酒石酸鉛、鉛ジエトキシド、鉛ジ
(イソプロポキシド)等を挙げることができる。P化合
物としてはたとえば五酸化リン、オキシ塩化リン、五塩
化リン、三塩化リン、三臭化リン、トリメチルリン酸、
トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸、ピロリン酸第
一錫、リン酸ホウ素等を挙げることができる。B化合物
としてはたとえば三二酸化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭
化ホウ素、炭化ホウ素、ほう酸、ほう酸トリメチル、ほ
う酸トリエチル、ほう酸トリプロピル、ほう酸トリブチ
ル、リン化ホウ素、リン酸ホウ素等を挙げることができ
る。Al化合物としてはたとえば酸化アルミニウム(α
−アルミナ、β−アルミナ)、ケイ酸アルミニウム、ア
ルミニウムトリ−iso−プロポキシド、亜テルル酸ア
ルミニウム、塩化アルミニウム、ホウ化アルミニウム、
リン化アルミニウム、リン酸アルミニウム、乳酸アルミ
ニウム、ほう酸アルミニウム、硫化アルミニウム、硫酸
アルミニウム、ホウ化アルミニウム等を挙げることがで
きる。Sb化合物としてはたとえば三酸化二アンチモ
ン、トリフェニルアンチモン等を挙げることができる。
In the present invention, the method for synthesizing the composite oxide mainly composed of the oxides represented by the general formulas (2) and (3) is a firing method,
Any of the solution methods can be employed. For example, the firing method will be described in detail. M 1 compound, M 2 compound and M 4 compound (M 1 and M 2 are different from Si, Ge, S
n, Pb, P, B, Al, Sb and M 4 are Mg, Ca, S
r, Ba) may be mixed and fired. Examples of the Sn compound include SnO, SnO 2 , Sn 2 O 3 , and Sn.
3 O 4 , Sn 7 O 13 .H 2 O, Sn 8 O 15 , stannous hydroxide, stannic oxyhydroxide, stannic acid, stannous oxalate, stannous phosphate, orthostannic acid, meta Stannic acid, parastannic acid, stannous fluoride,
Examples thereof include stannic fluoride, stannous chloride, stannic chloride, stannous pyrophosphate, tin phosphide, stannous sulfide, and stannic sulfide. Examples of the Si compound include SiO 2 , S
Organic silicon compounds such as iO, tetramethylsilane and tetraethylsilane, alkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and hydrosilane compounds such as trichlorohydrosilane can be exemplified. Examples of the Ge compound include GeO 2 , GeO, alkoxy germanium compounds such as germanium tetramethoxide and germanium tetraethoxide. Pb compounds include, for example, PbO 2 , P
bO, Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , lead nitrate, lead carbonate, lead formate,
Examples thereof include lead acetate, lead tetraacetate, lead tartrate, lead diethoxide, and lead di (isopropoxide). Examples of the P compound include phosphorus pentoxide, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, trimethyl phosphate,
Examples thereof include triethylphosphoric acid, tripropylphosphoric acid, stannous pyrophosphate, and boron phosphate. Examples of the B compound include boron trioxide, boron trichloride, boron tribromide, boron carbide, boric acid, trimethyl borate, triethyl borate, tripropyl borate, tributyl borate, boron phosphide, and boron phosphate. Examples of the Al compound include aluminum oxide (α
-Alumina, β-alumina), aluminum silicate, aluminum tri-iso-propoxide, aluminum tellurite, aluminum chloride, aluminum boride,
Examples thereof include aluminum phosphide, aluminum phosphate, aluminum lactate, aluminum borate, aluminum sulfide, aluminum sulfate, and aluminum boride. Examples of the Sb compound include diantimony trioxide and triphenylantimony.

【0036】Mg,Ca,Sr,Ba化合物としては、
各々の酸化塩、水酸化塩、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、
硝酸塩、アルミニウム化合物等を挙げることができる。
As the Mg, Ca, Sr, Ba compound,
Each oxide, hydroxide, carbonate, phosphate, sulfate,
Nitrate, aluminum compound and the like can be mentioned.

【0037】焼成条件としては、昇温速度として昇温速
度毎分4℃以上2000℃以下であることが好ましく、
さらに好ましくは6℃以上2000℃以下である。とく
に好ましくは10℃以上2000℃以下であり、かつ焼
成温度としては250℃以上1500℃以下であること
が好ましく、さらに好ましくは350℃以上1500℃
以下であり、とくに好ましくは500℃以上1500℃
以下であり、かつ焼成時間としては0.01時間以上1
00時間以下であることが好ましく、さらに好ましくは
0.5時間以上70時間以下であり、とくに好ましくは
1時間以上20時間以下であり、かつ降温速度としては
毎分2℃以上107℃以下であることが好ましく、さら
に好ましくは4℃以上107℃以下であり、とくに好ま
しくは6℃以上107℃以下であり、特に好ましくは1
0℃以上107℃以下である。本発明における昇温速度
とは「焼成温度(℃表示)の50%」から「焼成温度
(℃表示)の80%」に達するまでの温度上昇の平均速
度であり、本発明における降温速度とは「焼成温度(℃
表示)の80%」から「焼成温度(℃表示)の50%」
に達するまでの温度降下の平均速度である。降温は焼成
炉中で冷却してもよくまた焼成炉外に取り出して、例え
ば水中に投入して冷却してもよい。またセラミックスプ
ロセッシング(技報堂出版 1987)217頁記載の
gun法・Hammer−Anvil法・slap法・
ガスアトマイズ法・プラズマスプレー法・遠心急冷法・
melt drag法などの超急冷法を用いることもで
きる。またニューガラスハンドブック(丸善 199
1)172頁記載の単ローラー法、双ローラ法を用いて
冷却してもよい。焼成中に溶融する材料の場合には、焼
成中に原料を供給しつつ焼成物を連続的に取り出しても
よい。焼成中に溶融する材料の場合には融液を攪拌する
ことが好ましい。
As the firing conditions, the heating rate is preferably 4 ° C. or more and 2000 ° C. or less per minute.
More preferably, it is 6 ° C. or more and 2000 ° C. or less. It is particularly preferably 10 ° C or more and 2000 ° C or less, and the firing temperature is preferably 250 ° C or more and 1500 ° C or less, more preferably 350 ° C or more and 1500 ° C or less.
Or less, particularly preferably 500 ° C. or more and 1500 ° C.
Or less, and the firing time is 0.01 hour or more and 1
00 hours or less, more preferably 0.5 hours or more and 70 hours or less, particularly preferably 1 hour or more and 20 hours or less, and the temperature decreasing rate is 2 ° C. or more and 107 ° C. or less per minute. The temperature is more preferably from 4 ° C to 107 ° C, particularly preferably from 6 ° C to 107 ° C, particularly preferably from 1 ° C to 107 ° C.
It is 0 ° C or more and 107 ° C or less. The rate of temperature rise in the present invention is an average rate of temperature rise from “50% of firing temperature (displayed in ° C)” to “80% of firing temperature (displayed in ° C)”. "Firing temperature (℃
80% of the display) to “50% of the firing temperature (° C)”
Is the average rate of temperature drop to reach. The temperature may be cooled in a firing furnace, or may be taken out of the firing furnace and put into, for example, water for cooling. In addition, the gun method, Hammer-Anvil method, slap method, and the like described in page 217 of ceramics processing (Gihodo Shuppan 1987).
Gas atomizing method, plasma spray method, centrifugal quenching method,
An ultra-quenching method such as a melt drag method can also be used. Also New Glass Handbook (Maruzen 199
1) Cooling may be performed using a single roller method or a twin roller method described on page 172. In the case of a material that melts during firing, a fired product may be continuously taken out while supplying raw materials during firing. In the case of a material that melts during firing, it is preferable to stir the melt.

【0038】焼成ガス雰囲気は好ましくは酸素含有率が
5体積%以下の雰囲気であり、さらに好ましくは不活性
ガス雰囲気である。不活性ガスとしては例えば窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン等が挙げられ
る。
The firing gas atmosphere is preferably an atmosphere having an oxygen content of 5% by volume or less, more preferably an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium, krypton, xenon, and the like.

【0039】本発明で用いられる一般式(2)(3)で
示される化合物の平均粒子サイズは0.1〜60μmが
好ましく、1.0〜30μmが特に好ましく、2.0〜
20μmがさらに好ましい。所定の粒子サイズにするに
は、良く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例え
ば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、
衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェット
ミルや篩などが用いられる。粉砕時には水、あるいはメ
タノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応
じて行うことが出来る。所望の粒径とするためには分級
を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はな
く、篩、風力分級機、水ひなどを必要に応じて用いるこ
とができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができ
る。
The compound represented by formula (2) or (3) used in the present invention has an average particle size of preferably 0.1 to 60 μm, particularly preferably 1.0 to 30 μm, and more preferably 2.0 to 30 μm.
20 μm is more preferred. In order to obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, mortar, ball mill, sand mill, vibrating ball mill,
A satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air jet mill, a sieve, and the like are used. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can also be performed as necessary. Classification is preferably performed to obtain a desired particle size. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, a drainage, and the like can be used as necessary. Classification can be performed both in a dry type and a wet type.

【0040】本発明で用いられるより好ましいリチウム
含有遷移金属酸化物正極材料としては、リチウム化合物
/遷移金属化合物(ここで遷移金属とは、Ti、V、C
r、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Wから選ばれる少
なくとも1種)の合計のモル比が0.3〜2.2になる
ように混合して合成することが好ましい。本発明で用い
られるとくに好ましいリチウム含有遷移金属酸化物正極
材料としては、リチウム化合物/遷移金属化合物(ここ
で遷移金属とは、V、Cr、Mn、Fe、Co、Niか
ら選ばれる少なくとも1種)の合計のモル比が0.3〜
2.2になるように混合して合成することが好ましい。
本発明で用いられるとくに好ましいリチウム含有遷移金
属酸化物正極材料とは、Lix QOy (ここでQは主と
して、その少なくとも一種がCo、Mn、Ni、V、F
eを含む遷移金属)、x=0.2〜1.2、y=1.4
〜3)であることが好ましい。Qとしては遷移金属以外
にAl、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、
Si、P、Bなどを混合してもよい。混合量は遷移金属
に対して0〜30モル%が好ましい。
More preferred lithium-containing transition metal oxide cathode materials used in the present invention include lithium compounds / transition metal compounds (where transition metals are Ti, V, C
It is preferable to mix and synthesize so that the total molar ratio of r, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, and W) is 0.3 to 2.2. Particularly preferred lithium-containing transition metal oxide cathode materials used in the present invention include lithium compounds / transition metal compounds (where the transition metal is at least one selected from V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni). Is a total molar ratio of 0.3 to
It is preferable to synthesize them by mixing them to 2.2.
Particularly preferred lithium-containing transition metal oxide cathode material used in the present invention is Li x QO y (where Q is mainly, at least one of which is Co, Mn, Ni, V, F
e), x = 0.2-1.2, y = 1.4
To 3). As Q, besides transition metals, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi,
Si, P, B, etc. may be mixed. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol% based on the transition metal.

【0041】本発明で用いられるさらに好ましいリチウ
ム含有金属酸化物正極材料としては、LixCoO2、L
xNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a 2
LixCob1-b z 、LixCobFe1-b 2、Lix
Mn24、LixMncCo2-c 4、LixMncNi2-c
4、LixMnc2-c 4、LixMncFe2-c
4(ここでx=0.7〜1.2、a=0.1〜0.9、
b=0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z=
2.01〜2.3)があげられる。本発明で用いられる
最も好ましいリチウム含有遷移金属酸化物正極材料とし
ては、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、L
xCoaNi1-a 2、LixMn24、LixCob
1-b z(ここでx=0.7〜1.2、a=0.1〜
0.9、b=0.9〜0.98、z=2.01〜2.
3)があげられる。ここで、上記のx値は、充放電開始
前の値であり、充放電により増減する。
More preferred Lithium used in the present invention
Li-containing metal oxide cathode materials include LixCoOTwo, L
ixNiOTwo, LixMnOTwo, LixCoaNi1-aOTwo,
LixCobV1-bOz, LixCobFe1-bOTwo, Lix
MnTwoOFour, LixMncCo2-c OFour, LixMncNi2-c
OFour, LixMncV2-cOFour, LixMncFe2-cO
Four(Where x = 0.7-1.2, a = 0.1-0.9,
b = 0.8 to 0.98, c = 1.6 to 1.96, z =
2.01 to 2.3). Used in the present invention
Most preferred lithium-containing transition metal oxide cathode material
And LixCoOTwo, LixNiOTwo, LixMnOTwo, L
ixCoaNi1-aOTwo, LixMnTwoOFour, LixCobV
1-bOz(Where x = 0.7-1.2, a = 0.1-
0.9, b = 0.9-0.98, z = 2.01-2.
3). Here, the above-mentioned x value indicates the start of charging and discharging.
This is the previous value and increases or decreases due to charging and discharging.

【0042】本発明で使用出来る導電性の炭素化合物と
しては、構成された電池において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。具体例として
は、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、石
油コークス、石炭コークス、セルロース類、糖類、メソ
フェーズピッチ等の高温焼成体、気相成長黒鉛等の人工
黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブラック、ファー
ネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラッ
ク、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブ
ラック類、アスファルトピッチ、コールタール、活性
炭、メソフューズピッチ、ポリアセン等をあげることが
出来る。これらの中では、グラファイトやカーボンブラ
ックが好ましい。炭素系以外の導電剤として、金属繊維
等の導電性繊維類、銅、ニッケル、アルミニウム、銀等
の金属粉類、酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウ
ィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物等を単独
またはこれらの混合物を必要に応じて含ませることが出
来る。
The conductive carbon compound that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the constructed battery. Specific examples include flake graphite, flake graphite, natural graphite such as earthy graphite, petroleum coke, coal coke, celluloses, sugars, high-temperature fired bodies such as mesophase pitch, and graphite such as artificial graphite such as vapor-grown graphite. Carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, channel black, lamp black and thermal black, asphalt pitch, coal tar, activated carbon, meso fuse pitch, polyacene and the like. Among these, graphite and carbon black are preferred. Non-carbon conductive agents include conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; and conductive metals such as titanium oxide. An oxide or the like may be included alone or a mixture thereof as necessary.

【0043】導電剤の合剤層への添加量は、負極材料ま
たは正極材料に対し6〜50重量%であることが好まし
く、特に6〜30重量%であることが好ましい。カーボ
ンや黒鉛では、6〜20重量%であることがが特に好ま
しい。
The amount of the conductive agent to be added to the mixture layer is preferably 6 to 50% by weight, more preferably 6 to 30% by weight, based on the negative electrode material or the positive electrode material. In the case of carbon or graphite, the content is particularly preferably 6 to 20% by weight.

【0044】本発明で用いる電極合剤を保持するための
結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を
有するポリマーを一種またはこれらの混合物を用いるこ
とが出来る。好ましい結着剤としては、でんぷん、カル
ボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセル
ロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸Na、
ポリアクリル酸、ポリアクリル酸Na、ポリビニルフェ
ノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポ
リヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレンーマレイ
ン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリ
ド、ポリテトラフルロロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共
重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン
−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルア
セタール樹脂、メチルメタアクリレート、2−エチルヘ
キシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを
含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メ
タ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、
ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビ
ニルエステル共重合体、スチレンーブタジエン共重合
体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、ポリブタ
ジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオ
キシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテル
ポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョ
ンを挙げることが出来る。特にポリアクリル酸エステル
系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが好まし
い。これらの結着剤は単独または混合して用いることが
出来る。その結着剤の添加量は、少ないと電極合剤の保
持力・凝集力が弱くまたサイクル性が悪く、多すぎると
電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位重量あたり
の容量が減少し、さらに導電性が低下し、容量は減少す
る。結着剤の添加量は、特に限定されないが、1〜30
重量%が好ましく、特に2〜10重量%が好ましい。
As the binder for holding the electrode mixture used in the present invention, a polysaccharide, a thermoplastic resin and a polymer having rubber elasticity or a mixture thereof can be used. Preferred binders are starch, carboxymethylcellulose, cellulose, diacetylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, sodium alginate,
Water-soluble polymers such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinylphenol, polyvinylmethylether, polyvinylalcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetra Fluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfone (Meth) acrylates containing (meth) acrylic acid esters such as activated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. Acrylic acid ester copolymer, (meth) acrylic acid ester - acrylonitrile copolymer,
Polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene butadiene copolymer, acrylonitrile butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluoro rubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate Emulsions (latex) or suspensions of polyurethane resins, polyester resins, phenol resins, epoxy resins and the like can be given. In particular, polyacrylate latex, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are preferred. These binders can be used alone or as a mixture. If the amount of the binder added is small, the holding power and cohesive force of the electrode mixture is weak and the cycleability is poor, and if too large, the electrode volume increases and the volume per electrode unit volume or unit weight decreases, and further, The conductivity decreases and the capacity decreases. The amount of the binder added is not particularly limited, but is 1 to 30.
% By weight, and particularly preferably 2 to 10% by weight.

【0045】本発明の負極合剤または正極合剤ペースト
の調整は、水系で行うことが好ましい。合剤ペーストの
調整は、まず活物質および導電剤を混合し、結着剤(樹
脂粉体のサスペンジョンまたはエマルジョン(ラテック
ス)状のもの)および水を加えて混練混合し、引続い
て、ミキサー、ホモジナイザー、ディゾルバー、プラネ
タリミキサー、ペイントシェイカー、サンドミル等の攪
拌混合機、分散機で分散して行うことが出来る。調整さ
れた正極活物質や負極活物質の合剤ペーストは、集電体
の上に塗布(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いら
れる。塗布は種々の方法で行うことが出来るが、例え
ば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード
法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グ
ラビア法、バー法、ディップ法及びスクイーズ法を挙げ
ることが出来る。ブレード法、ナイフ法及びエクストル
ージョン法が好ましい。塗布は、0.1〜100m/分
の速度で実施されることが好ましい。この際、合剤ペー
ストの液物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選定
することにより、良好な塗布層の表面状態を得ることが
出来る。その塗布層の厚み、長さや巾は、電池の大きさ
により決められるが、塗布層の厚みは、乾燥後圧縮され
た状態で、1〜2000μmが特に好ましい。
The preparation of the negative electrode mixture or the positive electrode mixture paste of the present invention is preferably carried out in an aqueous system. The mixture paste is prepared by first mixing the active material and the conductive agent, adding a binder (resin powder suspension or emulsion (latex)) and water and kneading and mixing. The dispersion can be carried out by a homogenizer, a dissolver, a planetary mixer, a paint shaker, a stirring mixer such as a sand mill, or a disperser. The prepared mixture paste of the positive electrode active material and the negative electrode active material is mainly used after being coated (coated) on a current collector, dried, and compressed. Coating can be performed by various methods, for example, a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method. I can do it. The blade method, the knife method and the extrusion method are preferred. The coating is preferably performed at a speed of 0.1 to 100 m / min. At this time, by selecting the above-mentioned coating method in accordance with the liquid physical properties and drying properties of the mixture paste, a good surface state of the coating layer can be obtained. The thickness, length and width of the coating layer are determined depending on the size of the battery. The thickness of the coating layer is particularly preferably 1 to 2000 μm in a compressed state after drying.

【0046】ペレットやシートの水分除去のための乾燥
又は脱水方法としては、一般に採用されている方法を利
用することができ、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電
子線及び低湿風を単独あるいは組み合わせて用いること
が出来る。温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特
に100〜250℃の範囲が好ましい。含水量は、電池
全体で2000ppm以下が好ましく、正極合剤、負極
合剤や電解液ではそれぞれ500ppm以下にすること
が充放電サイクル性の点で好ましい。
As a drying or dehydrating method for removing water from the pellets or sheets, generally employed methods can be used, and hot air, vacuum, infrared rays, far infrared rays, electron beams and low humidity air can be used alone or in combination. Can be used. The temperature is preferably in the range of 80 to 350C, particularly preferably in the range of 100 to 250C. The water content is preferably 2000 ppm or less for the whole battery, and is preferably 500 ppm or less for each of the positive electrode mixture, the negative electrode mixture and the electrolyte from the viewpoint of charge / discharge cycle characteristics.

【0047】シート状の電極合剤の圧縮は、一般に採用
されているプレス方法を用いることが出来るが、特に金
型プレス法やカレンダープレス法が好ましい。プレス圧
は、特に限定されないが、10kg/cm2 〜3t/cm2
好ましい。カレンダープレス法のプレス速度は、0.1
〜50m/分が好ましい。プレス温度は、室温〜200
℃が好ましい。
For the compression of the sheet-shaped electrode mixture, a commonly used pressing method can be used, but a die pressing method and a calender pressing method are particularly preferable. The pressing pressure is not particularly limited, but is preferably 10 kg / cm 2 to 3 t / cm 2 . The press speed of the calendar press method is 0.1
~ 50 m / min is preferred. Press temperature is from room temperature to 200
C is preferred.

【0048】本発明で使用できる正極及び負極の支持体
即ち集電体は、材質として、正極にはアルミニウム、ス
テンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金で
あり、負極には銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、
またはこれらの合金であり、形態としては、箔、エキス
パンドメタル、パンチングメタル、金網である。特に、
正極にはアルミニウム箔、負極には銅箔が好ましい。
The support or current collector for the positive electrode and the negative electrode that can be used in the present invention is made of aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or an alloy thereof for the positive electrode, and copper, stainless steel, or the like for the negative electrode. Nickel, titanium,
Or, these are alloys, and are in the form of foil, expanded metal, punching metal, or wire mesh. Especially,
Aluminum foil is preferable for the positive electrode, and copper foil is preferable for the negative electrode.

【0049】本発明で使用できるセパレータは、イオン
透過度が大きく、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄
膜であれば良く、材質として、オレフィン系ポリマー、
フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミ
ド、ナイロン、ガラス繊維、アルミナ繊維が用いられ、
形態として、不織布、織布、微孔性フィルムが用いられ
る。特に、材質として、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンとポリエチレンの混合体、ポリプロ
ピレンとテフロンの混合体、ポリエチレンとテフロンの
混合体が好ましく、形態として微孔性フィルムであるも
のが好ましい。特に、孔径が0.01〜1μm、厚みが
5〜50μmの微孔性フィルムが好ましい。
The separator that can be used in the present invention may be any thin film having a high ion permeability, a predetermined mechanical strength, and an insulating thin film.
Fluorine polymer, cellulose polymer, polyimide, nylon, glass fiber, alumina fiber is used,
As the form, a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In particular, the material is preferably polypropylene, polyethylene, a mixture of polypropylene and polyethylene, a mixture of polypropylene and Teflon, a mixture of polyethylene and Teflon, and the form is preferably a microporous film. In particular, a microporous film having a pore size of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferable.

【0050】電池の形状はボタン、コイン、シート、シ
リンダー、角などのいずれにも適用できる。電池は、ペ
レット、シート状あるいはセパレーターと共に巻回した
電極を電池缶に挿入し、缶と電極を電気的に接続し、電
解液を注入し封口して形成する。この時、安全弁を封口
板として用いることができる。更に電池の安全性を保証
するためにPTC素子を用いるのが好ましい。
The shape of the battery can be applied to any of buttons, coins, sheets, cylinders, corners and the like. A battery is formed by inserting an electrode wound with a pellet, a sheet, or a separator into a battery can, electrically connecting the can and the electrode, injecting an electrolyte, and sealing the battery. At this time, a safety valve can be used as a sealing plate. Further, it is preferable to use a PTC element in order to guarantee the safety of the battery.

【0051】本発明で使用できる有底電池外装缶は材質
としてニッケルメッキを施した鉄鋼板、ステンレス鋼板
(SUS304、SUS304L,SUS304N、S
US316、SUS316L、SUS430、SUS4
44等)、ニッケルメッキを施したステンレス鋼板(同
上)、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、チタ
ン、銅であり、形状として、真円形筒状、楕円形筒状、
正方形筒状、長方形筒状である。特に、外装缶が負極端
子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、ニッケルメッキを
施した鉄鋼板が好ましく、外装缶が正極端子を兼ねる場
合は、ステンレス鋼板、アルミニウムまたはその合金が
好ましい。
The bottomed battery outer can which can be used in the present invention is made of nickel-plated iron steel plate or stainless steel plate (SUS304, SUS304L, SUS304N, S).
US316, SUS316L, SUS430, SUS4
44, etc.), a nickel-plated stainless steel plate (same as above), aluminum or its alloy, nickel, titanium, and copper.
It has a square tubular shape and a rectangular tubular shape. In particular, when the outer can also serves as the negative electrode terminal, a stainless steel plate or a nickel-plated iron steel plate is preferable, and when the outer can also serves as the positive electrode terminal, a stainless steel plate, aluminum or an alloy thereof is preferable.

【0052】該シート状の合剤電極は、巻いたり、折っ
たりして缶に挿入し、缶とシートを電気的に接続し、電
解液を注入し、封口板を用いて電池缶を形成する。この
とき、安全弁を封口板として用いることが出来る。安全
弁の他、従来から知られている種々の安全素子を備えつ
けても良い。例えば、過電流防止素子として、ヒュー
ズ、バイメタル、PTC素子等が用いられる。また、安
全弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に
切込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板
亀裂方法を利用することが出来る。また、充電機に過充
電や過放電対策を組み込んだ回路を具備させても良い。
The sheet-shaped mixture electrode is wound or folded and inserted into a can, the can and the sheet are electrically connected, an electrolyte is injected, and a battery can is formed using a sealing plate. . At this time, a safety valve can be used as a sealing plate. In addition to the safety valve, various conventionally known safety elements may be provided. For example, a fuse, a bimetal, a PTC element, or the like is used as the overcurrent prevention element. In addition to the safety valve, as a countermeasure against an increase in the internal pressure of the battery can, a method of making a cut in the battery can, a gasket cracking method or a sealing plate cracking method can be used. Further, the charger may be provided with a circuit incorporating measures for overcharging and overdischarging.

【0053】電解液は、全量を1回で注入してもよい
が、2段階以上に分けて行うことが好ましい。2段階以
上に分けて注入する場合、それぞれの液は同じ組成で
も、違う組成(例えば、非水溶媒あるいは非水溶媒にリ
チウム塩を溶解した溶液を注入した後、前記溶媒より粘
度の高い非水溶媒あるいは非水溶媒にリチウム塩を溶解
した溶液を注入)でも良い。また、電解液の注入時間の
短縮等のために、電池缶を減圧(好ましくは500〜1
torr、より好ましくは400〜10torr) したり、電池
缶に遠心力や超音波をかけることを行ってもよい。
The entire amount of the electrolytic solution may be injected at one time, but it is preferable to perform it in two or more steps. In the case of injecting in two or more steps, each liquid may have the same composition but different compositions (for example, after injecting a non-aqueous solvent or a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent, a non-aqueous solution having a higher viscosity than the solvent) A solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent or a non-aqueous solvent is injected). Further, in order to shorten the injection time of the electrolyte solution, the pressure of the battery can is reduced (preferably 500 to 1).
torr, more preferably 400 to 10 torr), or applying a centrifugal force or ultrasonic waves to the battery can.

【0054】缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や
合金を用いることが出来る。例えば、鉄、ニッケル、チ
タン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウム等の金属
あるいはそれらの合金が用いられる。キャップ、缶、シ
ート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又は
交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用いる
ことが出来る。封口用シール剤は、アスファルト等の従
来から知られている化合物や混合物を用いることが出来
る。
For the can or the lead plate, a metal or alloy having electrical conductivity can be used. For example, metals such as iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum or alloys thereof are used. As a method for welding the cap, the can, the sheet, and the lead plate, a known method (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for sealing.

【0055】本発明で使用できるガスケットは、材質と
して、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セル
ロース系ポリマー、ポリイミド、ポリアミドであり、耐
有機溶媒性及び低水分透過性から、オレフィン系ポリマ
ーが好ましく、特にプロピレン主体のポリマーが好まし
い。さらに、プロピレンとエチレンのブロック共重合ポ
リマーであることが好ましい。
The gaskets usable in the present invention are olefin polymers, fluorine polymers, cellulose polymers, polyimides and polyamides, and olefin polymers are preferred from the viewpoint of organic solvent resistance and low moisture permeability. Propylene-based polymers are preferred. Further, it is preferably a block copolymer of propylene and ethylene.

【0056】本発明の電池は必要に応じて外装材で被覆
される。外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テー
プ、金属フィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース
等がある。また、外装の少なくとも一部に熱で変色する
部分を設け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良
い。本発明の電池は必要に応じて複数本を直列及び/ま
たは並列に組み電池パックに収納される。電池パックに
は正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ及び/ま
たは電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路(各電池
及び/または組電池全体の電圧、温度、電流等をモニタ
ーし、必要なら電流を遮断する機能を有す回路)を設け
ても良い。また電池パックには、組電池全体の正極及び
負極端子以外に、各電池の正極及び負極端子、組電池全
体及び各電池の温度検出端子、組電池全体の電流検出端
子等を外部端子として設けることもできる。また電池パ
ックには、電圧変換回路(DC−DCコンバータ等)を
内蔵しても良い。また各電池の接続は、リード板を溶接
することで固定しても良いし、ソケット等で容易に着脱
できるように固定しても良い。さらには、電池パックに
電池残存容量、充電の有無、使用回数等の表示機能を設
けても良い。
The battery of the present invention is covered with an exterior material if necessary. Examples of the exterior material include a heat-shrinkable tube, an adhesive tape, a metal film, paper, cloth, paint, a plastic case, and the like. Further, at least a part of the exterior may be provided with a portion that changes color by heat so that the heat history during use can be recognized. The battery of the present invention is assembled in a battery pack in a plural number in series and / or parallel as required. In addition to safety elements such as positive temperature coefficient resistors, thermal fuses, fuses and / or current interrupting elements, battery packs have safety circuits (voltage, temperature, current, etc. of each battery and / or assembled battery as a whole, Then, a circuit having a function of interrupting the current may be provided. In addition to the positive and negative terminals of the whole battery pack, the positive and negative terminals of each battery, the temperature detection terminals of the whole battery pack and each battery, the current detection terminals of the whole battery pack, etc. shall be provided as external terminals on the battery pack. Can also. The battery pack may have a built-in voltage conversion circuit (such as a DC-DC converter). The connection of each battery may be fixed by welding a lead plate, or may be fixed by a socket or the like so that it can be easily detached. Further, the battery pack may be provided with a display function of the remaining battery capacity, the presence or absence of charging, the number of times of use, and the like.

【0057】本発明の電池は様々な機器に使用される。
特に、ビデオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッ
キ、モニター内蔵ムービーカメラ、コンパクトカメラ、
一眼レフカメラ、レンズ付きフィルム、ノート型パソコ
ン、ノート型ワープロ、電子手帳、携帯電話、コードレ
ス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動ミキサー、自動車等
に使用されることが好ましい。
The battery of the present invention is used for various devices.
In particular, video movies, portable VCRs with built-in monitors, movie cameras with built-in monitors, compact cameras,
It is preferably used for a single-lens reflex camera, a film with a lens, a notebook computer, a notebook word processor, an electronic organizer, a mobile phone, a cordless phone, a razor, a power tool, a power mixer, a car, and the like.

【0058】[0058]

【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention.

【0059】実施例−1 〔正極合剤ペーストの作成例〕 正極活物質;LiCoO2(炭酸リチウムと四酸化三コ
バルトと3:2のモル比で混合したものをアルミナるつ
ぼにいれ、空気中、毎分2℃で750℃に昇温し4時間
仮焼した後、さらに毎分2℃の速度で900℃に昇温し
その温度で8時間焼成し解砕したもの。中心粒子サイズ
5μm、洗浄品50gを100mlの水に分散した時の
分散液の電導度は0.6mS/m、pHは10.1、窒
素吸着法による比表面積は0.42m2/g)を200g
とアセチレンブラック10gとを、ホモジナイザーで混
合し、続いて結着剤として2−エチルヘキシルアクリレ
ートとアクリル酸とアクリロニトリルの共重合体の水分
散物(固形分濃度50重量%)を8g、濃度2重量%の
カルボキシメチルセルロース水溶液を60gを加え混練
混合し、さらに水を50gを加え、ホモジナイザーで攪
拌混合し、正極合剤ペーストを作成した。 〔負極合剤ペーストの作成例〕 負極活物質;SnGe0.1 0.5 0.58Mg0.1 0.1
3.35(一酸化錫6.7g、ピロリン酸錫10.3g、
三酸化二硼素1.7g、炭酸カリウム0.7g、酸化マ
グネシウム0.4g、二酸化ゲルマニウム1.0gを乾
式混合し、アルミナ製るつぼに入れ、アルゴン雰囲気下
15℃/分で1000℃まで昇温し、1100℃で12
時間焼成した後、10℃/分で室温にまで降温し焼成炉
より取り出したものを集め、ジェットミルで粉砕したも
の、平均粒径4.5μm、CuKα線を用いたX線回折
法において2θ値で28°付近に頂点を有するブロード
なピークを有する物であり、2θ値で40°以上70°
以下には結晶性の回折線は見られなかった。)を200
g、導電剤(人造黒鉛)30gとホモジナイザーで混合
し、さらに結着剤として濃度2重量%のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液50g、ポリフッ化ビニリデン10
gとを加え混合したものと水を30g加えさらに混練混
合し、負極合剤ペーストを作成した。 〔正極および負極電極シートの作成〕上記で作成した正
極合剤ペーストをブレードコーターで厚さ30μmのア
ルミニウム箔集電体の両面に、塗布量400g/m2、圧
縮後のシートの厚みが280μmになるように塗布し、
乾燥した後、ローラープレス機で圧縮成型し所定の大き
さに裁断し、帯状の正極シートを作成した。さらにドラ
イボックス(露点;−50℃以下のの乾燥空気)中で遠
赤外線ヒーターにて充分脱水乾燥し、正極シートを作成
した。同様に、負極合剤ペーストを20μmの銅箔集電
体に塗布し、上記正極シート作成と同様の方法で、塗布
量70g/m2、圧縮後のシートの厚みが90μmである
負極シートを作成した。 〔電解液調整例〕アルゴン雰囲気で、200ccの細口
のポリプロピレン容器に65.3gの炭酸ジエチルをい
れ、これに液温が30℃を越えないように注意しなが
ら、22.2gの炭酸エチレンを少量ずつ溶解した。次
に、0.4gのLiBF4,12.1gのLiPF6を液
温が30℃を越えないように注意しながら、それぞれ順
番に、上記ポリプロピレン容器に少量ずつ溶解した。得
られた電解液は比重1.135で無色透明の液体であっ
た。水分は18ppm(京都電子製 商品名MKC−2
10型カールフィシャー水分測定装置で測定)、遊離酸
分は24ppm(ブロムチモールブルーを指示薬とし、
0.1規定NaOH水溶液を用いて中和滴定して測定)
であった。さらにこの電解液に表1〜4に記載の化合物
を所定濃度になるようにそれぞれ溶解させ電解液を調整
した。 〔シリンダー電池の作成例〕正極シート、微孔性ポリプ
ロピレンフィルム製セパレーター、負極シートおよびセ
パレーターの順に積層し、これを渦巻き状に巻回した。
この巻回体を負極端子を兼ねるニッケルメッキを施した
鉄製の有底円筒型電池缶に収納した。さらに電解液とし
て表1に記載の添加剤を加えた電解液を電池缶内に注入
した。正極端子を有する電池蓋をガスケットを介してか
しめて円筒型電池を作成した。
Example 1 [Preparation Example of Positive Electrode Mixture Paste] Positive electrode active material: LiCoO 2 (a mixture of lithium carbonate and tricobalt tetroxide mixed at a molar ratio of 3: 2 was placed in an alumina crucible, and placed in air. After heating to 750 ° C. at 2 ° C. per minute and calcining for 4 hours, the temperature is further raised to 900 ° C. at a rate of 2 ° C. per minute, followed by baking at that temperature for 8 hours, and crushed. When 50 g of the product is dispersed in 100 ml of water, the conductivity of the dispersion is 0.6 mS / m, the pH is 10.1, and the specific surface area by the nitrogen adsorption method is 0.42 m 2 / g.
And 10 g of acetylene black with a homogenizer, followed by 8 g of an aqueous dispersion of a copolymer of 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid and acrylonitrile (solids concentration 50% by weight) as a binder, and 2% by weight. Was added and kneaded and mixed, and 50 g of water was further added, followed by stirring and mixing with a homogenizer to prepare a positive electrode mixture paste. [Example of preparing negative electrode mixture paste] Negative electrode active material: SnGe 0.1 B 0.5 P 0.58 Mg 0.1 K 0.1
O 3.35 (6.7 g of tin monoxide, 10.3 g of tin pyrophosphate,
1.7 g of boron trioxide, 0.7 g of potassium carbonate, 0.4 g of magnesium oxide, and 1.0 g of germanium dioxide are dry-mixed, placed in an alumina crucible, and heated to 1000 ° C. at 15 ° C./min in an argon atmosphere. 12 at 1100 ° C
After firing for 10 hours, the temperature was lowered to room temperature at a rate of 10 ° C./min, and the product taken out of the firing furnace was collected and pulverized by a jet mill. The average particle size was 4.5 μm, and the 2θ value was determined by X-ray diffraction using CuKα ray. Is a substance having a broad peak having an apex at around 28 °, and a 2θ value of 40 ° or more and 70 °
No crystalline diffraction lines were observed below. ) To 200
g, 30 g of a conductive agent (artificial graphite) with a homogenizer, and 50 g of a 2% by weight aqueous solution of carboxymethyl cellulose as a binder, and polyvinylidene fluoride 10 g.
g and 30 g of water were further added and kneaded and mixed to prepare a negative electrode mixture paste. [Preparation of Positive and Negative Electrode Sheets] The positive electrode mixture paste prepared above was coated on both sides of a 30 μm-thick aluminum foil current collector with a blade coater at an application amount of 400 g / m 2 and the compressed sheet thickness was 280 μm. And apply
After drying, it was compression-molded with a roller press and cut into a predetermined size to form a belt-shaped positive electrode sheet. Further, it was sufficiently dehydrated and dried with a far-infrared heater in a dry box (dew point: dry air having a temperature of -50 ° C. or less) to prepare a positive electrode sheet. Similarly, a negative electrode mixture paste is applied to a 20 μm copper foil current collector, and a negative electrode sheet having a coating amount of 70 g / m 2 and a compressed sheet thickness of 90 μm is prepared in the same manner as in the preparation of the positive electrode sheet. did. [Example of electrolytic solution adjustment] In an argon atmosphere, 65.3 g of diethyl carbonate was placed in a 200-cc narrow-mouth polypropylene container, and a small amount of 22.2 g of ethylene carbonate was added thereto while taking care that the solution temperature did not exceed 30 ° C. Each was dissolved. Next, 0.4 g of LiBF 4 and 12.1 g of LiPF 6 were dissolved little by little in the polypropylene container in order, respectively, while being careful not to exceed a liquid temperature of 30 ° C. The obtained electrolyte was a colorless and transparent liquid having a specific gravity of 1.135. Moisture is 18 ppm (MKC-2 manufactured by Kyoto Electronics)
10 Karl Fischer moisture meter), the free acid content is 24 ppm (using bromthymol blue as an indicator,
Neutralization titration with 0.1N NaOH aqueous solution for measurement)
Met. Further, the compounds described in Tables 1 to 4 were respectively dissolved in this electrolyte solution to a predetermined concentration to prepare electrolyte solutions. [Example of Making a Cylinder Battery] A positive electrode sheet, a separator made of a microporous polypropylene film, a negative electrode sheet and a separator were laminated in this order, and this was spirally wound.
The wound body was housed in a nickel-plated iron bottomed cylindrical battery can also serving as a negative electrode terminal. Further, an electrolytic solution to which an additive shown in Table 1 was added as an electrolytic solution was injected into the battery can. A battery cover having a positive electrode terminal was caulked via a gasket to produce a cylindrical battery.

【0060】このようにして試料電池101〜410を
作成した。
Thus, sample batteries 101 to 410 were prepared.

【0061】比較例1 実施例1と同様の方法で、添加剤を加えていない電解液
を使用して円筒型電池を作成した。 比較例2 実施例1と同様の方法で、添加剤を比較化合物に変えて
加えた電解液を使用して円筒型電池を作成した。 比較例3〜4 実施例1と同様の方法で、添加剤量を大幅に変えて加え
た電解液を使用して円筒型電池を作成した。 比較例5〜6 酸化物系負極活物質に変え、炭素系活物質(黒鉛粉末)
を用い前記負極シートの作成と同様の方法で負極シート
を作成し、表1〜4の電解液をそれぞれ使用して円筒型
電池を作成した。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, a cylindrical battery was prepared using an electrolyte solution to which no additive was added. Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, a cylindrical battery was prepared using an electrolyte solution in which the additive was changed to a comparative compound. Comparative Examples 3 and 4 Cylindrical batteries were produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of the additive was greatly changed and an electrolytic solution was used. Comparative Examples 5-6 Carbon-based active material (graphite powder) instead of oxide-based negative electrode active material
And a negative electrode sheet was prepared in the same manner as in the preparation of the negative electrode sheet, and a cylindrical battery was prepared using each of the electrolytes shown in Tables 1 to 4.

【0062】上記の方法で作成した電池について、電流
密度5mA/cm2 、充電終止電圧4.1V、放電終止電
圧2.6Vの条件で充放電し、放電容量およびサイクル
寿命を求めた。それぞれの電池の容量(Wh)の比、お
よびサイクル性(充放電1回目に対する250回目容量
の割合)を表1〜4に示す。なお、本実施例中での比較
化合物は、以下の通りである。
The battery prepared by the above method was charged and discharged under the conditions of a current density of 5 mA / cm 2 , a charge end voltage of 4.1 V, and a discharge end voltage of 2.6 V, and the discharge capacity and cycle life were determined. Tables 1 to 4 show the ratio of the capacity (Wh) of each battery and the cyclability (the ratio of the 250th capacity to the first charge / discharge). In addition, the comparative compound in this example is as follows.

【0063】[0063]

【化12】 Embedded image

【0064】 表1 実験結果その1 試料 添加剤 添加濃度(モル/リットル) 初期容量 サイクル性(%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 101 A−1 0.01 0.99 83 102 A−2 0.01 0.98 82 103 A−3 0.01 0.97 83 104 A−4 0.01 0.98 82 105 A−5 0.01 0.97 83 106 A−10 0.01 0.98 83 107 A−11 0.01 0.98 82 108 A−12 0.01 0.97 81 109 A−13 0.01 0.99 82 110 A−19 0.01 0.98 81 比較例1 無し 0 1.0 65 比較例2 比較化合物1 0.01 0.95 75 比較例3 A−3 0.0001 1.0 66 比較例4 A−3 1.0 0.78 60 比較例5 無し 0 0.80 70 比較例6 A−3 1.0 0.82 80Table 1 Experimental results No. 1 Sample Additives Additive concentration (mol / liter) Initial capacity Cycleability (%) ------------------------------------ −−−−−−−−−−−− 101 A-1 0.01 0.99 83 102 A-2 0.01 0.98 82 103 A-3 0.01 0.97 83 104 A-40. 01 0.98 82 105 A-5 0.01 0.97 83 106 A-10 0.01 0.98 83 107 A-11 0.01 0.98 82 108 A-12 0.01 0.97 81 109 A-13 0.01 0.99 82 110 A-19 0.01 0.98 81 Comparative Example 1 None 0 1.0 65 Comparative Example 2 Comparative Compound 1 0.01 0.95 75 Comparative Example 3 A-30 .0001 1.066 Comparative Example 4 A-3 1.0 0.78 0 Comparative Example 5 None 0 0.80 70 Comparative Example 6 A-3 1.0 0.82 80

【0065】 表2 実験結果その2 試料 添加剤 添加濃度(モル/リットル) 初期容量 サイクル性(%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 201 B−1 0.01 0.99 85 202 B−2 0.01 0.98 84 203 B−3 0.01 0.97 85 204 B−4 0.01 0.98 84 205 B−5 0.01 0.97 83 206 B−10 0.01 0.98 83 207 B−11 0.01 0.98 83 208 B−12 0.01 0.97 83 209 B−13 0.01 0.99 83 210 B−19 0.01 0.98 82 比較例1 無し 0 1.0 65 比較例2 比較化合物2 0.01 0.95 76 比較例3 B−3 0.0001 1.0 65 比較例4 B−3 1.0 0.79 60 比較例5 無し 0 0.80 70 比較例6 B−3 1.0 0.82 81Table 2 Experimental results No. 2 Sample Additive Additive concentration (mol / liter) Initial capacity Cycleability (%) ------------------------------------- −−−−−−−−−−− 201 B-1 0.01 0.99 85 202 B-2 0.01 0.98 84 203 B-3 0.01 0.97 85 204 B-4 0. 01 0.98 84 205 B-5 0.01 0.97 83 206 206 B-10 0.01 0.988 83 207 B-11 0.01 0.98 83 208 B-12 0.01 0.97 83 209 B-13 0.01 0.99 83 210 B-19 0.01 0.98 82 Comparative Example 1 None 0 1.0 65 Comparative Example 2 Comparative Compound 2 0.01 0.95 76 Comparative Example 3 B-30 0.0001 1.065 Comparative Example 4 B-3 1.0 0.79 0 Comparative Example 5 None 0 0.80 70 Comparative Example 6 B-3 1.0 0.82 81

【0066】 表3 実験結果その3 試料 添加剤 添加濃度(モル/リットル) 初期容量 サイクル性(%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 301 C−1 0.01 0.99 83 302 C−2 0.01 0.98 82 303 C−3 0.01 0.97 83 304 C−4 0.01 0.98 82 305 C−5 0.01 0.97 82 306 C−10 0.01 0.98 82 307 C−11 0.01 0.98 82 308 C−12 0.01 0.97 82 309 C−13 0.01 0.99 81 310 C−19 0.01 0.98 82 比較例1 無し 0 1.0 65 比較例2 比較化合物3 0.01 0.95 75 比較例3 C−3 0.0001 1.0 66 比較例4 C−3 1.0 0.78 61 比較例5 無し 0 0.80 70 比較例6 C−3 1.0 0.82 79Table 3 Experimental Results Part 3 Samples Additives Additive concentration (mol / liter) Initial capacity Cycleability (%) ------------------------------------ −−−−−−−−−−−− 301 C-1 0.01 0.99 83 302 C-2 0.01 0.98 82 303 C-3 0.01 0.97 83 304 C-40. 01 0.98 82 305 C-5 0.01 0.97 82 306 C-10 0.01 0.98 82 307 C-11 0.01 0.98 82 308 C-12 0.01 0.97 82 309 C-13 0.01 0.99 81 310 C-19 0.01 0.98 82 Comparative Example 1 None 0 1.065 Comparative Example 2 Comparative Compound 3 0.01 0.95 75 Comparative Example 3 C-30 .0001 1.066 Comparative Example 4 C-3 1.0 0.78 1 Comparative Example None 5 0 0.80 70 Comparative Example 6 C-3 1.0 0.82 79

【0067】 表4 実験結果その4 試料 添加剤 添加濃度(モル/リットル) 初期容量 サイクル性(%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 401 D−1 0.01 0.99 83 402 D−2 0.01 0.98 82 403 D−3 0.01 0.97 83 404 D−4 0.01 0.98 82 405 D−5 0.01 0.97 83 406 D−10 0.01 0.98 83 407 D−11 0.01 0.98 82 408 D−12 0.01 0.97 81 409 D−13 0.01 0.99 82 410 D−19 0.01 0.98 81 比較例1 無し 0 1.0 65 比較例2 比較化合物4 0.01 0.95 75 比較例3 D−3 0.0001 1.0 66 比較例4 D−3 1.0 0.78 60 比較例5 無し 0 0.80 70 比較例6 D−3 1.0 0.82 79Table 4 Experimental Results No. 4 Sample Additives Additive concentration (mol / liter) Initial capacity Cycleability (%) ------------------------------------ −−−−−−−−−−−− 401 D−1 0.01 0.99 83 402 D−2 0.01 0.98 82 403 D−3 0.01 0.97 83 404 D−40. 01 0.98 82 405 D-5 0.01 0.97 83 406 D-10 0.01 0.98 83 407 D-11 0.01 0.98 82 408 D-12 0.01 0.97 81 409 D-13 0.01 0.99 82 410 D-19 0.01 0.98 81 Comparative Example 1 None 0 1.0 65 Comparative Example 2 Comparative Compound 4 0.01 0.95 75 Comparative Example 3 D-30 .0001 1.066 Comparative Example 4 D-3 1.0 0.78 0 Comparative Example No 5 0 0.80 70 Comparative Example 6 D-3 1.0 0.82 79

【0068】実施例−2 添加剤の添加を電解液から正極活物質に変更した以外は
実施例−1を繰り返し同様の結果を得た。
Example 2 Example 1 was repeated except that the additive was changed from the electrolytic solution to the positive electrode active material, and similar results were obtained.

【0069】実施例−3 負極合剤上に負極材料1gあたり120mgのリチウム
金属箔を短冊状に貼り付け電気的に接触させたことと、
正極合剤の塗布量を片面で240g/m2にした以外は実
施例−1と2を繰り返し同様の結果を得た。
Example 3 120 mg of a lithium metal foil per 1 g of the negative electrode material was stuck on the negative electrode mixture in a strip shape to make electrical contact therewith.
Examples 1 and 2 were repeated except that the coating amount of the positive electrode mixture was 240 g / m 2 on one side, and similar results were obtained.

【0070】本発明の化合物を用い負極に酸化物を用い
た電池はサイクル性が大きく向上している。負極に炭素
質材料を用いた電池は容量、サイクル性の向上が認めら
れるが向上率は酸化物負極に比べて小さい。
A battery using the compound of the present invention and an oxide for the negative electrode has greatly improved cycleability. Batteries using a carbonaceous material for the negative electrode have improved capacity and cycleability, but the rate of improvement is smaller than that of the oxide negative electrode.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明の化合物を用いることにより、優
れた充放電特性を有しさらには充放電繰り返しによる放
電容量の劣化の少ない非水電解液二次電池を得ることが
できる。
By using the compound of the present invention, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent charge / discharge characteristics and further having little deterioration in discharge capacity due to repeated charge / discharge.

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

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

【符合の説明】[Description of sign]

1 ポリプロピレン製ガスケット 2 負極端子を兼ねる負極缶(電池缶) 3 セパレーター 4 負極シート 5 正極シート 6 非水電解液 7 防爆弁体 8 正極端子を兼ねる正極キャップ 9 PTC素子 10 内部フタ体 11 リング Reference Signs List 1 gasket made of polypropylene 2 negative electrode can (battery can) also serving as negative electrode terminal 3 separator 4 negative electrode sheet 5 positive electrode sheet 6 nonaqueous electrolyte solution 7 explosion-proof valve 8 positive electrode cap also serving as positive electrode terminal 9 PTC element 10 inner lid 11 ring

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な材料
を含む正極と負極、リチウム塩を含む非水電解液、セパ
レーターから成る非水電解液二次電池に於いて、電池内
に少なくとも1種のイオン導電性基を有するトリアリー
ルアミン化合物を含有することを特徴とする非水電解液
二次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode containing a material capable of reversibly storing and releasing lithium, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a separator. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a triarylamine compound having the following ionic conductive group.
【請求項2】 イオン導電性基が一般式(1)で表され
ることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電
池。 一般式(1) 【化1】 式中、Xは酸素原子、硫黄原子および−NR−基(Rは
アルキレンオキシ基を有する置換あるいは無置換のアル
キル基を表す)を表す。Yはアルキレンオキシ基を表
す。Zはアルキル基を表す。aは0または1の整数を表
す。bは1から10の整数を表す。また、各基は置換可
能な基によって置換されてもよい。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the ionic conductive group is represented by the general formula (1). General formula (1) In the formula, X represents an oxygen atom, a sulfur atom, and a —NR— group (R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having an alkyleneoxy group). Y represents an alkyleneoxy group. Z represents an alkyl group. a represents an integer of 0 or 1. b represents an integer of 1 to 10. Further, each group may be substituted by a substitutable group.
【請求項3】 該トリアリールアミン化合物が、カルバ
ゾール誘導体から選ばれた少なくとも1種であることを
特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from carbazole derivatives.
【請求項4】 該トリアリールアミン化合物が、フェノ
チアジン誘導体、フェノオキサジン誘導体から選ばれた
少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載
の非水電解液二次電池。
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from a phenothiazine derivative and a phenoxazine derivative.
【請求項5】 該トリアリールアミン化合物がトリフェ
ニルアミン誘導体から選ばれた少なくとも1種であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池。
5. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the triarylamine compound is at least one selected from triphenylamine derivatives.
【請求項6】 該トリアリールアミン化合物を含有する
のがリチウム塩を含有する非水電解液であることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解液
二次電池。
6. The non-aqueous electrolyte secondary according to claim 1, wherein the triarylamine compound is a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. battery.
【請求項7】 該非水電解液に少なくとも1種含まれる
イオン導電性基を有するトリアリールアミン化合物の含
有量が、電解液に含有される支持塩に対して0.001
重量%から10重量%であることを特徴とする請求項5
に記載の非水電解液二次電池。
7. The content of the triarylamine compound having at least one ion-conductive group contained in the non-aqueous electrolytic solution is 0.001 with respect to the supporting salt contained in the electrolytic solution.
6. The composition according to claim 5, wherein the content is between 10% and 10% by weight.
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to 1.
【請求項8】 該支持塩が、LiBF4及び/又はLi
PF6であることを特徴とする請求項6に記載の非水電
解液二次電池。
8. The method according to claim 8, wherein the supporting salt is LiBF 4 and / or LiBF.
Non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 6, characterized in that the PF 6.
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