KR102136899B1 - Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus - Google Patents

Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102136899B1
KR102136899B1 KR1020140021178A KR20140021178A KR102136899B1 KR 102136899 B1 KR102136899 B1 KR 102136899B1 KR 1020140021178 A KR1020140021178 A KR 1020140021178A KR 20140021178 A KR20140021178 A KR 20140021178A KR 102136899 B1 KR102136899 B1 KR 102136899B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
active material
central portion
anode
cations represented
Prior art date
Application number
KR1020140021178A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140109807A (en
Inventor
다카카즈 히로세
겐이치 가와세
도시오 니시
이사오 고이즈미
Original Assignee
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Publication of KR20140109807A publication Critical patent/KR20140109807A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102136899B1 publication Critical patent/KR102136899B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386Silicon or alloys based on silicon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/366Composites as layered products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

이차 전지는: 캐소드; 활물질을 포함하는 애노드; 및 전해액을 포함하고, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.The secondary battery comprises: a cathode; An anode containing an active material; And an electrolytic solution, the active material includes a central portion, and a coating portion provided on the surface of the central portion, the central portion contains silicon (Si) as a constituent element, and the coating portion contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements. One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the covering portion using the flight time type secondary ion mass spectrometry. .

Description

활물질, 전극, 이차 전지, 전지팩, 전동 차량, 전력저장 시스템, 전동 공구 및 전자 기기{ACTIVE MATERIAL, ELECTRODE, SECONDARY BATTERY, BATTERY PACK, ELECTRIC VEHICLE, ELECTRIC POWER STORAGE SYSTEM, ELECTRIC POWER TOOL, AND ELECTRONIC APPARATUS}Active Materials, Electrodes, Secondary Batteries, Battery Packs, Electric Vehicles, Electric Power Storage Systems, Power Tools and Electronic Equipments

관련 출원에 대한 상호 참조Cross reference to related applications

본 출원은 전체 내용이 본 출원에 참조로 포함된, 2013년 3월 6일에 출원된 일본 우선권 특허출원 제2013-44020호의 우선권을 주장한다.This application claims the priority of Japanese Priority Patent Application No. 2013-44020, filed on March 6, 2013, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

본 발명은 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하는 활물질, 활물질을 사용하는 전극 및 이차 전지, 및 이차 전지를 사용하는 전지팩, 전동 차량, 전력저장 시스템, 전동 공구 및 전자 기기에 관한 것이다. The present invention relates to an active material containing silicon (Si) as a constituent element, an electrode and a secondary battery using an active material, and a battery pack using a secondary battery, an electric vehicle, a power storage system, a power tool, and an electronic device.

최근에는, 휴대폰 및 PDA(personal digital assistant)와 같은 다양한 전자 기기가 광범위하게 사용되고 있으며, 전자 기기의 소형화, 경량화 및 장수명화가 요구되었다. 이에 따라, 전자 기기용 전원으로서 전지, 특히 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있는 소형 및 경량의 이차 전지가 개발되었다.Recently, various electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs) have been widely used, and miniaturization, light weight, and long life of electronic devices have been required. Accordingly, a battery as a power source for electronic devices, in particular, a small and lightweight secondary battery capable of providing a high energy density has been developed.

요즘에는, 상기와 같은 이차 전지를 전자 기기 이외의 다양한 용도에 적용하는 것이 검토되었다. 전자 기기 이외의 상기 용도의 예는 전자 기기 등의 위에 착탈가능하게 탑재된 전지팩, 전기 자동차와 같은 전동 차량, 가정용 전력 서버와 같은 전력저장 시스템, 및 전동 드릴과 같은 전동 공구를 포함할 수 있다. 또한, 상기 예 이외의 용도도 채택될 수 있다.Nowadays, it has been considered to apply the above secondary battery to various uses other than electronic devices. Examples of the use other than the electronic device may include a battery pack detachably mounted on an electronic device or the like, an electric vehicle such as an electric vehicle, an electric power storage system such as a household electric power server, and an electric tool such as an electric drill. . In addition, uses other than the above examples may also be employed.

전지 용량을 수득하기 위해 다양한 충방전 원리를 이용하는 이차 전지가 제안되었다. 특히, 전극 반응물질의 흡장(insertion) 및 방출(extraction)을 이용하는 이차 전지는, 납전지, 니켈-카드뮴 전지 등보다 더 높은 에너지 밀도를 제공하므로 주목을 끌었다.Secondary batteries using various charging and discharging principles have been proposed to obtain battery capacity. Particularly, a secondary battery using an insertion and extraction of an electrode reactant attracted attention because it provides a higher energy density than a lead battery, a nickel-cadmium battery, or the like.

이차 전지는 캐소드(cathode), 애노드(anode) 및 전해액을 포함한다. 애노드는 전극 반응물질을 흡장 및 방출할 수 있는 활물질(애노드 활물질)을 포함한다. 애노드 활물질로서, 흑연과 같은 탄소 재료가 광범위하게 사용된다. 최근에는, 전지 용량을 더 개선할 것이 요구되므로, 실리콘을 사용하는 것이 검토된다. 그 이유 중 하나는, 실리콘의 이론 용량(4199 mAh/g)이 흑연의 이론 용량(372 mAh/g)보다 상당히 더 커서, 전지 용량이 대폭 개선되기 때문이다.The secondary battery includes a cathode, an anode, and an electrolyte. The anode includes an active material (anode active material) capable of occluding and releasing the electrode reactant. As the anode active material, carbon materials such as graphite are widely used. In recent years, since it is required to further improve the battery capacity, it is considered to use silicon. One of the reasons is that the theoretical capacity of silicon (4199 mAh/g) is significantly larger than the theoretical capacity of graphite (372 mAh/g), and the battery capacity is greatly improved.

하지만, 실리콘은 전극 반응물질의 흡장 및 방출시(충방전시) 격렬하게 팽창 및 수축하므로, 애노드 활물질은 주로 표층 부근에서 부서지기 쉽다. 애노드 활물질이 부서질 경우, 고 반응성의 신생 면(활성 면)이 생성되며, 따라서, 애노드 활물질의 표면적(반응 면적)이 증가한다. 이로써, 신생 면 상에서 전해액의 분해 반응이 일어나며, 신생 면 상에 전해액 유래의 피막을 형성하기 위해 전해액이 소비되며, 따라서 전지 특성이 저하되기 쉽다.However, since silicon expands and contracts violently when the electrode reactant is occluded and released (at the time of charging and discharging), the anode active material is apt to break mainly near the surface layer. When the anode active material breaks, a highly reactive new surface (active surface) is generated, and thus, the surface area (reaction area) of the anode active material increases. Thereby, the decomposition reaction of the electrolytic solution occurs on the new side, and the electrolytic solution is consumed to form a coating derived from the electrolytic solution on the new side, and thus the battery characteristics tend to deteriorate.

따라서, 전지 특성을 개선하기 위해, 이차 전지의 구성이 다양한 방식으로 검토되었다. 구체적으로, 사이클 특성 등을 개선하기 위해, 실리콘 및 산화 실리콘과 같은 입자의 표면을 흑연으로 피복시킨다(예를 들어, 일본 특허공개 제2009-212074호, 제2011-090869호, 및 제2011-076788호 참조). 초기 효율 등을 개선하기 위해, 리튬으로 도핑된 실리콘-산화 실리콘-리튬계 복합체가 사용된다(예를 들어, 일본 특허 제4985949호 참조). 과충전 및 과방전 특성 등을 개선하기 위해, 각각 리튬을 포함하는 산화 실리콘 또는 실리콘 염이 사용된다(예를 들어, 일본 특허 제2997741호 참조). Therefore, in order to improve the battery characteristics, the configuration of the secondary battery has been studied in various ways. Specifically, in order to improve cycle characteristics and the like, the surfaces of particles such as silicon and silicon oxide are coated with graphite (for example, Japanese Patent Publication Nos. 2009-212074, 2011-090869, and 2011-076788) See). In order to improve the initial efficiency and the like, a silicon-silicon oxide-lithium complex doped with lithium is used (for example, see Japanese Patent No. 4985949). In order to improve overcharge and overdischarge characteristics, silicon oxide or silicon salts each containing lithium are used (for example, see Japanese Patent No. 2997741).

전자 기기 등은 점점 고성능화 및 다기능화되고 전자 기기 등의 사용 빈도도 또한 증가하므로, 이차 전지는 빈번하게 충방전되는 경향이 있다. 따라서, 이차 전지의 전지 특성을 추가로 개선할 것이 요구되었다.2. Description of the Related Art Since electronic devices and the like are increasingly high-performance and multi-functional, and frequency of use of electronic devices is also increasing, secondary batteries tend to be frequently charged and discharged. Therefore, it has been desired to further improve the battery characteristics of the secondary battery.

우수한 전지 특성을 수득할 수 있는 활물질, 전극, 이차 전지, 전지팩, 전동 차량, 전력저장 시스템, 전동 공구 및 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.It is desirable to provide an active material, an electrode, a secondary battery, a battery pack, an electric vehicle, a power storage system, a power tool, and electronic equipment capable of obtaining excellent battery characteristics.

본 발명의 실시형태에 따라, 중심부; 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하는 활물질이 제공되며, 상기에서 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하며, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법(time-of-flight secondary ion mass spectrometry, TOF-SIMS)을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the invention, the center; And an active material including a covering provided on the surface of the center, wherein the center includes silicon (Si) as a constituent element, and the covering includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and C x H y (x and y are 2≤x≤6 and 3≤y≤9 by cation analysis of the coating part using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) Is satisfied) is detected.

본 발명의 실시형태에 따라, 활물질을 포함하는 전극이 제공되며, 상기에서 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, an electrode including an active material is provided, wherein the active material includes a central portion, and a coating portion provided on the surface of the central portion, the central portion comprising silicon (Si) as a constituent element, and the coating portion As a constituent element, carbon (C) and hydrogen (H) are included, and by cation analysis of a coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry, C x H y (x and y are 2≤x≤6 and 3≤y ≤9).

본 발명의 실시형태에 따라, 캐소드; 활물질을 포함하는 애노드; 및 전해액을 포함하는 이차 전지가 제공되며, 상기에서 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.In accordance with an embodiment of the present invention, a cathode; An anode containing an active material; And a secondary battery including an electrolyte, wherein the active material includes a central portion, and a coating portion provided on the surface of the central portion, and the central portion includes silicon (Si) as a constituent element, and the coating portion includes carbon (C) as a constituent element. ) And hydrogen (H), and C x H y (x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) by cation analysis of the cladding using a flight-time secondary ion mass spectrometry. One or more cations indicated are detected.

본 발명의 실시형태에 따라, 이차 전지; 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부; 및 제어부의 지시에 따라 이차 전지의 작동을 전환하도록 구성된 스위치 부를 포함하는 전지팩이 제공되며, 상기에서 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하며, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, a secondary battery; A control unit configured to control the operation of the secondary battery; And a switch unit configured to switch the operation of the secondary battery according to the instructions of the control unit, wherein the secondary battery includes a cathode, an anode including an active material, and an electrolyte, and the active material includes a central portion and a central portion. Includes a coating provided on the surface, the central portion contains silicon (Si) as a constituent element, and the coating part contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and is coated using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. One or more cations represented by C x H y (x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by negative cation analysis.

본 발명의 실시형태에 따라, 이차 전지; 이차 전지로부터 공급된 전력을 구동력으로 변환하도록 구성된 변환부; 구동력에 따라 작동하도록 구성된 구동부; 및 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는 전동 차량이 제공되며, 상기에서 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하며, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, a secondary battery; A conversion unit configured to convert power supplied from the secondary battery into driving power; A driving unit configured to operate according to the driving force; And a control unit configured to control the operation of the secondary battery, wherein the secondary battery includes a cathode, an anode including an active material, and an electrolyte, and the active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion Containing parts, the central part contains silicon (Si) as a constituent element, and the covering part contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and by cation analysis of the covering part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. , One or more cations represented by C x H y (x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected.

본 발명의 실시형태에 따라, 이차 전지; 이차 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 하나 이상의 전기 장치; 및 이차 전지로부터의 전력을 하나 이상의 전기 장치에 공급하는 것을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는 전력저장 시스템이 제공되며, 상기에서 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하며, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, a secondary battery; At least one electrical device configured to be supplied with power from the secondary battery; And a control unit configured to control supply of power from the secondary battery to one or more electric devices, wherein the secondary battery includes a cathode, an anode including an active material, and an electrolyte, and the active material is A central portion, and a coating portion provided on the surface of the central portion, the central portion contains silicon (Si) as a constituent element, and the coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and the time-of-flight secondary ion One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coated portion using mass spectrometry.

본 발명의 실시형태에 따라, 이차 전지; 및 이차 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 가동부를 포함하는 전동 공구가 제공되며, 상기에서 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하며, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, a secondary battery; And a movable part configured to supply electric power from the secondary battery, wherein the secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte, and the active material includes a core, and a coating provided on the surface of the center Containing parts, the central part contains silicon (Si) as a constituent element, and the covering part contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and by cation analysis of the covering part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. , One or more cations represented by C x H y (x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected.

본 발명의 실시형태에 따라, 전력 공급원으로서 이차 전지를 포함하는 전자 기기가 제공되며, 상기에서 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하며, 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고, 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하며, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다.According to an embodiment of the present invention, an electronic device including a secondary battery as a power supply is provided, wherein the secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte, and the active material is on a central portion and a surface of the central portion It includes a coating provided in the center, the center contains silicon (Si) as a constituent element, the coating part contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements, and the cation of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. By analysis, one or more cations represented by C x H y (x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected.

양이온 분석을 위해 사용된 비행시간형 이차 이온 질량 분석법(TOF-SIMS) 장치로서, 예를 들어 ION-TOF사제 TOF-SIMS V를 사용할 수 있다. 분석 조건은 1차 이온종이 Bi3 +이고, 이온총 가속 전압이 25 kV이고, 펀칭모드이며, 조사 이온 전류가 0.3 pA(펄스 모드에서 측정)이고, 질량 범위는 1 amu 이상 내지 800 amu 이하이고, 주사 범위(scanning range)는 200 ㎛ x 200 ㎛이다.As a time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) apparatus used for cation analysis, for example, TOF-SIMS V manufactured by ION-TOF can be used. Analysis condition is the primary ion species Bi 3 +, the ion gun acceleration voltage is 25 kV, and a punching mode, wherein the irradiated ion current is 0.3 pA (measured in a pulse mode), the mass range is 1 amu and above to 800 amu or less , The scanning range is 200 μm×200 μm.

본 발명의 실시형태에 따른 활물질, 전극 및 이차 전지에 있어서, 활물질에서, 중심부는 구성 원소로서 실리콘을 포함하고, 피복부는 구성 원소로서 탄소 및 수소를 포함한다. 또한, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다. 따라서, 우수한 전지 특성을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 전지팩, 전동 차량, 전력저장 시스템, 전동 공구 및 전자 기기에 있어서, 유사한 효과를 수득할 수 있다.In the active material, the electrode, and the secondary battery according to the embodiment of the present invention, in the active material, the center portion contains silicon as a constituent element, and the coating portion contains carbon and hydrogen as a constituent element. In addition, one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of a coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. Therefore, excellent battery characteristics can be obtained. In addition, similar effects can be obtained in the battery pack, the electric vehicle, the electric power storage system, the electric tool, and the electronic device according to the embodiment of the present invention.

상술한 개괄적인 설명 및 후속하는 상세 설명은 모두 예시적이며 청구한 바와 같은 발명에 대한 추가 설명을 제공하고자 의도됨이 이해될 것이다.It will be understood that the foregoing general description and the following detailed description are both exemplary and intended to provide further explanation of the invention as claimed.

첨부 도면은 본 출원의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서의 일부에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 실시형태를 예시하며, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 기여한다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 활물질의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 2는 활물질 표면의 SEM(scanning electron microscope) 사진이다.
도 3은 비교예에서의 활물질 표면의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 전극을 이용한 이차 전지(각형)의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 5는 도 4에 예시된 이차 전지의 V-V 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 5에 예시된 캐소드 및 애노드의 구성을 개략적으로 예시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 전극을 이용한 이차 전지(원통형)의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 예시된 나선 권취형(spirally wound) 전극체의 일부를 확대한 것을 예시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태의 전극을 이용한 이차 전지(라미네이트 필름형)의 구성을 예시한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 예시된 나선 권취형 전극체의 X-X 선을 따라 취한 단면도이다.
도 11은 이차 전지의 적용 예로서 전지팩의 구성을 예시한 블럭도이다.
도 12는 이차 전지의 적용 예로서 전동 차량의 구성을 예시한 블럭도이다.
도 13은 이차 전지의 적용 예로서 전력저장 시스템의 구성을 예시한 블럭도이다.
도 14는 이차 전지의 적용 예로서 전동 공구의 구성을 예시한 블럭도이다.
The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the present application, and are included in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments and together with the specification serve to illustrate the principles of the invention.
1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an active material of an embodiment of the present invention.
2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of an active material.
3 is an SEM photograph of the surface of an active material in a comparative example.
4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a secondary battery (square) using the electrode of the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the secondary battery illustrated in FIG. 4.
6 is a plan view schematically illustrating the configuration of the cathode and anode illustrated in FIG. 5.
7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a secondary battery (cylindrical) using the electrode of the embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating an enlarged portion of a spiral wound electrode body illustrated in FIG. 7.
9 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a secondary battery (laminated film type) using the electrode of the embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along line XX of the spiral wound electrode body illustrated in FIG. 9.
11 is a block diagram illustrating a configuration of a battery pack as an example of application of a secondary battery.
12 is a block diagram illustrating a configuration of an electric vehicle as an application example of a secondary battery.
13 is a block diagram illustrating a configuration of a power storage system as an example of application of a secondary battery.
14 is a block diagram illustrating a configuration of a power tool as an example of application of a secondary battery.

본 발명의 실시형태는 도면을 참조로 하기에 상세히 설명될 것이다. 설명은 하기 순서로 제공될 것이다.Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The description will be given in the following order.

1. 활물질1. Active material

2. 전극 및 이차 전지2. Electrode and secondary battery

2-1. 각형 2-1. Square

2-2. 원통형 2-2. Cylindrical

2-3. 라미네이트 필름형 2-3. Laminate film type

3. 이차 전지의 용도3. Use of secondary battery

3-1. 전지팩 3-1. Battery pack

3-2. 전동 차량 3-2. Electric vehicle

3-3. 전력저장 시스템 3-3. Power storage system

3-4. 전동 공구 3-4. Power tools

[1. 활물질][One. Active substance]

도 1은 본 발명의 실시형태의 활물질의 단면 구성을 예시한다. 도 2는 도 1에 예시된 활물질 표면의 SEM 사진이다. 도 3은 비교예의 활물질 표면의 SEM 사진이다.1 illustrates a cross-sectional configuration of an active material of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an SEM photograph of the surface of the active material illustrated in FIG. 1. 3 is a SEM photograph of the surface of the active material of the comparative example.

여기서 설명된 활물질은, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지 등의 전극에 사용될 수 있다. 하지만, 활물질은 캐소드 활물질로서 캐소드에 사용될 수 있거나, 애노드 활물질로서 애노드에 사용될 수 있다.The active material described herein can be used, for example, in electrodes such as lithium ion secondary batteries. However, the active material may be used for the cathode as the cathode active material, or may be used for the anode as the anode active material.

[활물질의 구성][Composition of active substances]

상술한 활물질로서 활물질(1)은 도 1에 예시된 바와 같이, 입자상의 중심부(2), 및 중심부(2)의 표면상에 제공된 피복부(3)를 포함한다.As the above-described active material, the active material 1 includes, as illustrated in FIG. 1, a particulate center 2 and a covering 3 provided on the surface of the center 2.

중심부(2)가 피복부(3)로 피복된 활물질(1)의 구성을 확인하기 위해, 예를 들어, SEM과 같은 현미경을 사용하여 활물질(1)의 단면을 관찰할 수 있다. 이와 달리, 예를 들어, X-선 회절법(XRD:X-ray diffraction), X-선 광전자 분광법(XPS:X-ray photoelectron spectroscopy) 및 에너지 분산형 X-선 분석법(EDX:energy dispersive X-ray spectroscopy)과 같은 방법들 중 하나 이상을 사용하여 활물질(1)을 분석할 수 있다. In order to confirm the configuration of the active material 1 in which the central portion 2 is covered with the covering part 3, a cross section of the active material 1 can be observed using, for example, a microscope such as SEM. Alternatively, for example, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and energy dispersive X-ray analysis (EDX) The active material 1 can be analyzed using one or more of methods such as ray spectroscopy.

전극에서 활물질(1)이 바인더 및 도전제와 같은 다른 재료와 혼합되는 경우, 예를 들어 원심분리기 등을 사용하여 활물질(1)을 상기 다른 재료로부터 분리할 수 있음을 주목한다. 또한, 전극을 이용한 이차 전지가 완전히 형성된 후에, 추후 설명되는 바와 같이, 비-대향 영역의 활물질(1)의 일부를 관찰 및 분석하는 것이 바람직할 수 있다.Note that when the active material 1 at the electrode is mixed with other materials such as a binder and a conductive agent, the active material 1 can be separated from the other materials using, for example, a centrifuge. Further, after the secondary battery using the electrode is completely formed, it may be desirable to observe and analyze a part of the active material 1 in the non-opposite region, as will be described later.

[중심부][center]

중심부(2)는 활물질(1)의 내핵(inner-core) 부분이며, 주로 전극 반응물질을 흡장 및 방출하는 기능을 갖는다. "전극 반응물질"의 예는 리튬 이온 이차 전지의 경우에 리튬(리튬 이온)을 포함할 수 있다. 중심부(2)는 전극 반응물질을 흡장 및 방출할 수 있는 활물질을 포함한다. 실리콘이 높은 에너지 밀도를 갖고 따라서 높은 전지 용량을 수득할 수 있으므로, 활물질은 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함한다. 하지만, 활물질은 실리콘과 함께 다른 구성 원소로서 하나 이상의 다른 원소를 포함할 수 있다.The central portion 2 is an inner-core portion of the active material 1, and mainly has a function of occluding and releasing electrode reactants. An example of the "electrode reactant" may include lithium (lithium ion) in the case of a lithium ion secondary battery. The central portion 2 includes an active material capable of occluding and releasing electrode reactants. Since silicon has a high energy density and therefore a high battery capacity can be obtained, the active material contains silicon (Si) as a constituent element. However, the active material may include one or more other elements as other constituent elements together with silicon.

활물질은, 실리콘을 구성 원소로서 포함하는 하나 이상의 재료이기만 하면, 특별히 제한되지 않는다. 즉, 활물질은 실리콘의 단체(simple substance), 합금 및 화합물 중 임의의 것일 수 있다. 활물질이 구성 원소로서 실리콘을 포함하는 경우, 활물질의 종류에 의존하지 않고 높은 에너지 밀도가 수득될 수 있다. 여기서 설명된 용어 "단체"는 단순히 일반적인 단체를 지칭하며, 반드시 순도 100%의 단체를 지칭하지는 않는다. 따라서, 실리콘 단체는 미량의 불순물을 포함할 수 있다.The active material is not particularly limited as long as it is at least one material containing silicon as a constituent element. That is, the active material may be any of simple substances, alloys, and compounds of silicon. When the active material contains silicon as a constituent element, a high energy density can be obtained without depending on the type of the active material. The term "organization" as used herein simply refers to a general organization and does not necessarily refer to an organization with a purity of 100%. Therefore, the silicon alone may contain trace impurities.

실리콘 합금은, 실리콘 이외의 구성 원소로서, 예를 들어, 주석(Sn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 망간(Mn), 아연(Zn), 인듐(In), 은(Ag), 티타늄(Ti), 게르마늄(Ge), 비스무트(Bi), 안티몬(Sb) 및 크롬(Cr)과 같은 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 실리콘 화합물은, 실리콘 이외의 구성 원소로서, 예를 들어 탄소, 산소 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 화합물은, 실리콘 이외의 구성 원소로서, 실리콘 합금에 대해 설명된 원소들 중 하나 이상을 포함할 수 있음을 주목한다.Silicon alloy is a constituent element other than silicon, for example, tin (Sn), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), It may include one or more elements such as indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb) and chromium (Cr). The silicon compound may contain one or more of carbon, oxygen, and the like as constituent elements other than silicon. Note that, for example, a silicon compound may include one or more of elements described for a silicon alloy as a constituent element other than silicon.

실리콘 합금 및 실리콘 화합물의 구체적인 예는 SiB4, SiB6, Mg2Si, Ni2Si, TiSi2, MoSi2, CoSi2, NiSi2, CaSi2, CrSi2, Cu5Si, FeSi2, MnSi2, NbSi2, TaSi2, VSi2, WSi2, ZnSi2, SiC, Si3N4, Si2N2O, SiOw(0<w≤2) 및 LiSiO를 포함할 수 있다.Specific examples of silicon alloys and silicon compounds are SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, SiO w (0<w≤2) and LiSiO.

활물질은 실리콘과 함께 산소(O)를 구성 원소로서 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 충방전 시(특히 초기 충방전 시)에 비가역 용량이 감소하여, 더 높은 전지 용량이 수득될 수 있기 때문이다. 구체적으로, 활물질은 SiOw(0<w≤2)로 나타내는 산화 실리콘을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.The active material may preferably contain oxygen (O) as a constituent element together with silicon. One of the reasons is that in this case, the irreversible capacity decreases during charging and discharging (especially during initial charging and discharging), so that higher battery capacity can be obtained. Specifically, it may be preferable that the active material includes silicon oxide represented by SiO w (0<w≤2).

산화 실리콘(SiOw)의 조성은 상기 조건(0<w≤2)을 만족하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 특히, w는 0.3≤w<1.9를 만족하는 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 전극 반응물질이 중심부(2)에서 흡장 및 방출되기가 용이하기 때문이다.The composition of silicon oxide (SiO w ) is not particularly limited as long as the above condition (0<w≤2) is satisfied. In particular, it may be desirable that w satisfies 0.3 ≤ w <1.9, because the electrode reactant is easily occluded and released from the central portion 2.

산화 실리콘을 포함하는 중심부(2)에서, 상기 산화 실리콘의 구성 원소로서 실리콘 및 산소는 임의의 상태로 분포될 수 있다. 구체적으로, 실리콘의 존재량(abundance)(원자량)은 중심부(2)의 표면(최표면)에서 내부(중심)로의 방향으로 일정할 수 있거나, 상기 방향으로 변화(증가 또는 감소)할 수 있다. 실리콘의 원자량이 변화하는 경우, 상기 원자량은 연속적으로 변화(점진적으로 증가 또는 감소)할 수 있거나, 상기 원자량은 단속적으로 변화(급격히 증가 또는 감소)할 수 있다.In the central portion 2 including silicon oxide, silicon and oxygen as constituent elements of the silicon oxide may be distributed in any state. Specifically, the abundance (atomic amount) of silicon may be constant in the direction from the surface (top surface) of the center 2 to the inside (center), or may change (increase or decrease) in the direction. When the atomic mass of silicon changes, the atomic mass may change continuously (increase or decrease gradually), or the atomic mass may change intermittently (increase or decrease rapidly).

중심부(2)의 표면상에서, 즉 중심부(2)와 피복부(3) 사이의 계면 상에서, 산소 원자량에 대한 실리콘 원자량의 비(원자 비:Si/O)는 특별히 제한되지 않는다. 특히, 원자 비는 75 원자% 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 30 원자% 이상 내지 70 원자% 이하가 더욱 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 전극 반응물질이 중심부(2)에서 흡장 및 방출되기가 용이하고 중심부(2)의 전기 저항이 저하되기 때문이다.On the surface of the central portion 2, that is, on the interface between the central portion 2 and the covering portion 3, the ratio of the atomic atomic weight to the atomic oxygen content (atomic ratio: Si/O) is not particularly limited. In particular, the atomic ratio may be preferably 75 atomic% or less, and more preferably 30 atomic% or more to 70 atomic% or less. One of the reasons is that in this case, the electrode reactant is easily occluded and discharged from the central portion 2, and the electrical resistance of the central portion 2 is lowered.

더 구체적으로, 원자 비가 30 원자% 미만인 경우, 산소 원자량이 실리콘 원자량에 대해 지나치게 크게 되어, 전기 저항이 증가하기 쉽다. 한편, 원자 비가 75 원자%(또는 70 원자%)보다 클 경우, 실리콘 원자량이 산소 원자량에 대해 지나치게 크게 되어, 전극 반응물질이 중심부(2)에서 흡장 및 방출되기 용이한 반면, 충방전이 반복될 경우 실리콘이 열화(표면 열화)되기 쉽다.More specifically, when the atomic ratio is less than 30 atomic%, the oxygen atomic amount becomes too large with respect to the silicon atomic weight, and electrical resistance tends to increase. On the other hand, when the atomic ratio is greater than 75 atomic% (or 70 atomic%), the silicon atomic mass becomes too large for the oxygen atomic mass, so that the electrode reactant is easily occluded and released in the central portion 2, whereas charge and discharge are repeated In this case, silicon is liable to deteriorate (surface deterioration).

원자 비는 [원자 비(원자%)=(실리콘 원자량/산소 원자량)x100]에 의해 산출된다. 실리콘 및 산소 각각의 원자량을 측정하기 위해, 예를 들어, TEM(transmission electron microscope) 및 EDX(energy dispersive X-Ray analysis) 장치를 이용하여 중심부(2) 표면을 분석할 수 있다. TEM은, 예를 들어 JEOL사제 JEM-2100F일 수 있고, EDX 장치는, 예를 들어 JEOL사제 JED-2300T일 수 있다. 측정 조건으로서, 예를 들어, 가속 전압은 200 kV이고, 빔 전류는 240 pA이고, 빔 직경은 0.15 mm이고, 분석(적산) 시간은 30초이다.The atomic ratio is calculated by [atomic ratio (atomic %) = (silicon atomic mass/oxygen atomic mass)x100]. To measure the atomic weight of each of silicon and oxygen, the center 2 surface may be analyzed using, for example, a transmission electron microscope (TEM) and an energy dispersive X-Ray analysis (EDX) device. The TEM may be, for example, JEM-2100F manufactured by JEOL, and the EDX apparatus may be JED-2300T manufactured by JEOL, for example. As measurement conditions, for example, the acceleration voltage is 200 kV, the beam current is 240 pA, the beam diameter is 0.15 mm, and the analysis (integration) time is 30 seconds.

산화 실리콘의 조성(SiOw)을 확인하기 위해, 중심부(2)의 산화도(원자 비(w) 의 값)를 조사할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 중심부(2)를 수득하기 위해, 불화 수소(HF)와 같은 산을 사용하여 피복부(3)를 용해 및 제거할 수 있다.In order to confirm the composition of silicon oxide (SiO w ), the oxidation degree (value of atomic ratio w) of the central portion 2 can be investigated. In this case, for example, in order to obtain the central portion 2, an acid such as hydrogen fluoride (HF) can be used to dissolve and remove the covering 3.

활물질은 구성 원소로서 하나 이상의 금속 원소를 포함하는 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 중심부(2)의 전기 저항이 저하되기 때문임을 주목한다. 이로써, 중심부(2)가 고저항의 산화 실리콘을 포함하는 경우에도, 활물질(1) 전체의 전기 저항은 낮게 유지된다. 중심부(2)에서, 임의의 금속 원소는 실리콘과 별도로(유리 상태로) 존재할 수 있거나, 실리콘과 합금 또는 화합물을 형성할 수 있다. 임의의 금속 원소를 포함하는 중심부(2)의 화학적 상태(예를 들어, 금속 원자의 결합 상태)는, 예를 들어 EDX 장치 등을 이용하여 확인할 수 있다.Note that the active material may preferably contain at least one metal element as a constituent element, because this is because the electrical resistance of the central portion 2 is lowered. As a result, even when the central portion 2 contains high-resistance silicon oxide, the electrical resistance of the entire active material 1 is kept low. In the central portion 2, any metal element may exist separately (in glass) from silicon, or may form an alloy or compound with silicon. The chemical state (for example, the bonding state of metal atoms) of the central portion 2 containing any metal element can be confirmed, for example, using an EDX device or the like.

비록 금속 원소의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 금속 원소의 종류는 철(Fe), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 망간(Mn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 붕소(B), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 코발트(Co), 구리(Cu), 게르마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 몰리브데늄(Mo), 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 안티몬(Sb), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 납(Pb), 란타늄(La), 세슘(Ce), 플루토늄(Pr), 네오디뮴(Nd) 등의 하나 이상인 것이 바람직할 수 있다. 특히, 철, 알루미늄, 칼슘, 망간, 크롬, 마그네슘 및 니켈 중 하나 이상이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 중심부(2)의 전기 저항이 효과적으로 저하되기 때문이다. Although the type of the metal element is not particularly limited, for example, the type of the metal element is iron (Fe), aluminum (Al), calcium (Ca), manganese (Mn), chromium (Cr), magnesium (Mg), Nickel (Ni), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), cobalt (Co), copper (Cu), germanium (Ge), yttrium (Y), zirconium (Zr), molybdenum (Mo) ), silver (Ag), indium (In), tin (Sn), antimony (Sb), tantalum (Ta), tungsten (W), lead (Pb), lanthanum (La), cesium (Ce), plutonium (Pr) ), neodymium (Nd) or the like. In particular, one or more of iron, aluminum, calcium, manganese, chromium, magnesium and nickel may be preferable, because this effectively reduces the electrical resistance of the central portion 2.

중심부(2)의 결정 상태는 특별히 제한되지 않으며, 결정성 또는 비결정성일 수 있다. 특히, 중심부(2)의 결정 상태는 비결정성 또는 저결정성인 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 충방전시 활물질(1)이 팽창 및 수축하는 경우에도 활물질(1)이 파손될(예를 들어, 부서질) 가능성이 더 적기 때문이다.The crystal state of the central portion 2 is not particularly limited, and may be crystalline or amorphous. In particular, it may be preferable that the crystalline state of the central portion 2 is amorphous or low crystalline. One of the reasons is that in this case, even when the active material 1 expands and contracts during charging and discharging, there is less possibility that the active material 1 is damaged (eg, broken).

구체적으로, 용어 "저결정성"은 결정 영역(결정립)이 비결정 영역에서 점재된(scattered) 결정 상태인 것을 지칭한다. 더 구체적으로, 상기 용어는, HAADF STEM(high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy) 등을 이용하여 중심부(2)의 단면 또는 표면을 관찰한 경우에 있어서, 결정 영역(결정립) 및 비결정 영역이 혼재되어 있는 결정 상태인 것을 지칭한다. 비결정 영역 및 결정 영역이 혼재된 상태를 TEM 사진으로 확인한 경우에, 중심부(2)의 결정 상태는 저결정성이다. 비결정 영역 및 결정 영역이 혼재된 경우에, 결정 영역은 각각 입상의 윤곽을 갖는 영역(결정립)으로서 관찰됨을 주목한다. 각 결정립에서, 결정성으로 인한 스트라이프 패턴(결정 격자 선(crystal lattice stripes))이 관찰되며, 따라서, 결정립을 비결정 영역과 식별하는 것이 가능하다. 한편, 용어 "비결정성"은 소위 비정질 상태인 것과 동의어이며, HAADF STEM 등을 이용하여 중심부(2)를 관찰하는 경우에 비결정 영역만 존재하고 결정 영역은 존재하지 않는 결정 상태를 지칭한다. 비록 관찰시 배율은 특별히 제한되지 않지만, 배율은 예를 들어 1.2x106일 수 있음을 주목한다.Specifically, the term “low crystallinity” refers to a state in which a crystalline region (crystal grain) is scattered in an amorphous region. More specifically, the term, in the case of observing the cross-section or surface of the central portion 2 using a high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF STEM), etc., crystalline region (crystal grain) and amorphous region Refers to the mixed crystal state. When the state in which the amorphous region and the crystal region are mixed is confirmed by a TEM photograph, the crystal state of the central portion 2 is low crystallinity. Note that, in the case where the amorphous region and the crystal region are mixed, the crystal regions are observed as regions (grains) each having a contour of a granular shape. In each crystal grain, a stripe pattern due to crystallinity (crystal lattice stripes) is observed, so it is possible to discriminate the crystal grain from the amorphous region. On the other hand, the term "amorphous" is synonymous with the so-called amorphous state, and refers to a crystal state in which only the amorphous region exists and the crystal region does not exist when observing the central portion 2 using HAADF STEM or the like. Note that although the magnification in observation is not particularly limited, the magnification may be, for example, 1.2x10 6 .

결정 상태가 비결정성인지 저결정성인지 여부는 TEM 사진을 기초로 결정할 수 있다. 중심부(2)의 결정 상태가 비결정성인 경우, 비결정 영역만 존재하고 결정 영역(각각 결정 격자 선을 갖는 결정립)은 존재하지 않는다. 한편, 중심부(2)의 결정 상태가 저결정성인 경우, 비결정 영역에 결정립이 점재되어 있다. 각각의 결정립은 실리콘의 격자 간격(d)에 따라 소정의 간격으로 결정 격자 선을 가지며, 따라서 결정립은 그 주변의 비결정 영역과 명백하게 구별된다.Whether the crystalline state is amorphous or low crystalline can be determined based on the TEM photograph. When the crystal state of the central portion 2 is amorphous, only the amorphous regions exist and no crystal regions (crystal grains each having crystal lattice lines). On the other hand, when the crystal state of the central portion 2 is low crystalline, crystal grains are scattered in the amorphous region. Each crystal grain has crystal lattice lines at predetermined intervals according to the lattice spacing d of silicon, so that the crystal grains are clearly distinguished from the surrounding amorphous regions.

중심부(2)의 결정 상태가 저결정성인 경우, 결정성 정도는 특별히 제한되지 않는다. 특히, 실리콘의 (111)면과 (220)면에 기인하는 결정립의 평균 면적 점유율은 35% 이하가 바람직할 수 있으며, 결정립의 평균 입경은 30 nm 이하가 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우, 충방전시 활물질(1)이 팽창 및 수축될 가능성이 더 적어서, 파손이 일어날 가능성이 보다 더 적기 때문이다.When the crystal state of the central portion 2 is low crystallinity, the degree of crystallinity is not particularly limited. In particular, the average area occupancy of the crystal grains resulting from the (111) and (220) planes of silicon may be preferably 35% or less, and the average grain size of the crystal grains may be 30 nm or less. One of the reasons is that in this case, since the active material 1 is less likely to expand and contract during charging and discharging, the probability of breakage is less.

평균 면적 점유율의 산출 과정은 하기와 같다. 먼저, HAADF STEM을 이용하여 중심부(2)의 단면을 관찰하여 TEM 사진을 수득한다. 이 예에서, 관찰 배율은 1.2x106이며, 관찰 면적은 65.6 nm x 65.7 nm이다. 이어서, 결정 격자 선의 유무, 격자 간격(d) 값 등을 조사하여, 실리콘의 (111)면에 기인하는 결정립 및 (220)면에 기인하는 결정립이 존재하는 영역을 특정한다. 그 후에, 결정립의 윤곽을 TEM 사진에 묘사한다. (111)면에 기인하는 결정립은 격자 간격(d)이 0.31 nm인 결정 격자 선을 각각 갖는 결정 영역을 지칭하고, (220)면에 기인하는 결정립은 격자 간격(d)이 0.19 nm인 결정 격자 선을 각각 갖는 결정 영역을 지칭한다. 이어서, 각 결정립의 각 면적을 산출한 후에, [면적 점유율(%) = (결정립 면적의 합/관찰 면적) x 100]을 산출한다. 결정립 윤곽의 묘사 및 면적 점유율의 산출은 수작업으로 수행될 수 있거나, 전용 처리 소프트웨어 등을 이용하여 기계적으로 수행될 수 있다. 마지막으로, 40개의 영역에 대해 면적 점유율 산출 작업을 반복한 후, 각 영역에서 각각 산출된 면적 점유율의 평균치(평균 면적 점유율)를 산출한다.The process of calculating the average area share is as follows. First, a cross section of the central portion 2 is observed using a HAADF STEM to obtain a TEM photograph. In this example, the observation magnification is 1.2x10 6 and the observation area is 65.6 nm x 65.7 nm. Next, the presence or absence of crystal lattice lines, the lattice spacing (d) value, and the like are investigated to identify regions where crystal grains originating from the (111) plane and crystal grains originating from the (220) plane exist. Thereafter, the outline of the crystal grains is depicted in the TEM photograph. The crystal grains originating from the (111) plane refer to crystal regions each having a crystal lattice line with a lattice spacing (d) of 0.31 nm, and the crystal grains originating from the (220) plane have a lattice spacing (d) of 0.19 nm. Refers to the crystal regions each having a line. Subsequently, after calculating each area of each crystal grain, [area share (%) = (sum of crystal grain area/observed area) x 100] is calculated. Delineation of grain contours and calculation of area occupancy may be performed manually, or may be performed mechanically using dedicated processing software or the like. Finally, after repeating the work of calculating the area share for 40 areas, the average value (average area share) of the area share calculated in each area is calculated.

결정립의 평균 입경의 산출 과정은, 각 영역에 대해 각각의 평균 입경을 측정한 후에, 측정된 평균 입경의 평균치(최종 평균 입경)를 산출하는 점을 제외하고는 평균 면적 점유율을 산출하는 경우의 산출 과정과 유사하다. 결정립의 입경을 측정하는 경우, 예를 들어, 결정립의 윤곽을 원으로 변환(결정립의 윤곽에 의해 정의된 형태의 면적과 동일한 면적을 갖는 원을 특정)한 후에, 원의 직경을 입경으로 간주함을 주목한다. 평균 입경의 산출은 평균 면적 점유율의 산출에서와 마찬가지로 수작업으로 또는 기계적으로 수행할 수 있다.The process of calculating the average particle size of the crystal grains is calculated in the case of calculating the average area share, except that after measuring each average particle diameter for each region, calculating the average value (final average particle diameter) of the measured average particle diameter It is similar to the process. When measuring the grain size of a grain, for example, after converting the contour of the grain to a circle (specifying a circle having the same area as the area defined by the contour of the grain), the diameter of the circle is regarded as the grain size Pay attention to. The calculation of the average particle diameter can be performed manually or mechanically, as in the calculation of the average area share.

비록 중심부(2)의 평균 입경(중간 직경(D50))은 특별히 제한되지 않지만, 특히, 중심부의 평균 입경은 0.1 ㎛ 이상 내지 20 ㎛ 이하인 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우, 충방전시 활물질(1)이 파손될 가능성이 보다 더 적고, 높은 안정성이 수득되기 때문이다. 더 구체적으로, D50이 0.1 ㎛ 미만인 경우, 중심부(2)의 표면적(반응 면적)이 과도하게 증가하는 것에 기인하여, 전해액 의 분해 반응 등이 촉진되어, 안전성이 저하되기 쉽다. 한편, D50이 20 ㎛ 보다 클 경우, 충전시의 팽창에 기인하여 활물질(1)이 파손되기 쉽고, 전극 제조 단계에서 활물질(1)을 포함하는 슬러리의 도포가 어렵게 된다.Although the average particle diameter of the central portion 2 (middle diameter D50) is not particularly limited, it is particularly preferable that the average particle diameter of the central portion is 0.1 µm or more to 20 µm or less. One of the reasons is that in this case, there is less possibility that the active material 1 is damaged during charging and discharging, and high stability is obtained. More specifically, when D50 is less than 0.1 μm, due to an excessive increase in the surface area (reaction area) of the central portion 2, the decomposition reaction of the electrolytic solution or the like is promoted, and safety is likely to be lowered. On the other hand, when D50 is larger than 20 μm, the active material 1 is easily damaged due to expansion during charging, and it is difficult to apply the slurry containing the active material 1 in the electrode manufacturing step.

중심부(2)의 평균 입경을 조사할 경우, 중심부(2)의 평균 입경 자체를 측정하거나, 활물질(1)을 이용하여 중심부(2)의 평균 입경을 산출할 수 있다. 활물질(1)을 이용하는 경우, 예를 들어, 레이저 분석(회절)에 의해 활물질(1)의 평균 입경(중간 직경(D50))을 수득한 후, 상기 활물질(1)의 평균 입경에서 후술하는 피복부(3)의 평균 두께를 빼서 수득된 값을 구하고, 구한 값을 중심부(2)의 평균 입경으로 간주할 수 있다. 피복부(3)의 평균 두께가 현저하게 작을 경우, 구체적으로 200 nm 이하일 경우, 레이저 분석에 의해 수득된 활물질(1)의 평균 입경은 중심부(2)의 평균 입경에 실질적으로 상응하는 값으로 간주될 수 있음을 주목한다.When the average particle diameter of the central portion 2 is investigated, the average particle diameter of the central portion 2 may be measured, or the average particle diameter of the central portion 2 may be calculated using the active material 1. In the case of using the active material 1, after obtaining the average particle diameter (medium diameter (D50)) of the active material 1 by laser analysis (diffraction), for example, avoiding described below in the average particle diameter of the active material 1 The value obtained by subtracting the average thickness of the abdomen 3 can be obtained, and the obtained value can be regarded as the average particle diameter of the center 2. When the average thickness of the coating portion 3 is remarkably small, specifically, 200 nm or less, the average particle diameter of the active material 1 obtained by laser analysis is regarded as a value substantially corresponding to the average particle diameter of the central portion 2 Note that it can be.

중심부(2)에서, 구성 원소인 실리콘의 일부 또는 전부는 비충전 상태에서 전극 반응물질과 합금화되는 것이 바람직할 수 있음을 주목한다. 즉, 비충전 상태의 중심부(2)에서, 전극 반응물질이 미리 중심부(2)에 흡장(소위 예비-도핑)되는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 초기 충방전시 비가역 용량이 감소하여, 더 높은 전지 용량이 수득될 수 있기 때문이다. 중심부(2)가 예비-도핑되었는지 여부는, 후술하는 바와 같이, 완전하게 형성된 이차 전지에서 비-대향 영역의 활물질(1) 일부를 조사함으로써 판단하는 것이 바람직할 수 있다.Note that in the central portion 2, some or all of the constituent element silicon may be preferably alloyed with the electrode reactant in the uncharged state. That is, in the central portion 2 in the non-charged state, it may be desirable that the electrode reactant is previously occluded (so-called pre-doping) in the central portion 2. One of the reasons is that in this case, the irreversible capacity during initial charge/discharge is reduced, so that higher battery capacity can be obtained. Whether or not the central portion 2 is pre-doped may be determined by irradiating a part of the active material 1 in the non-opposite region in a completely formed secondary battery, as described later.

특히, 활물질(1)이 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 경우, 중심부(2)는 리튬 실리케이트를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우, 중심부(2)가 예비-도핑 상태여서, 상술한 바와 같이 비가역 용량이 감소하기 때문이다.In particular, when the active material 1 is used in a lithium ion secondary battery, it may be preferable that the central portion 2 includes lithium silicate. One of the reasons is that in this case, the central portion 2 is pre-doped, so that the irreversible capacity decreases as described above.

[피복부][Skin]

피복부(3)는 활물질(1)의 외곽 부분이며, 중심부(2)를 물리적 및 화학적으로 보호하는 기능을 주로 갖는다. 피복부(3)는 도전성 재료를 포함하며, 도전성 재료는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함한다. 피복부(3)가 구성 원소로서 탄소를 포함하는 이유 중 하나는, 이 경우에, 높은 도전성이 수득되어, 활물질(1) 전체의 전기 저항이 저하되기 때문이다. 따라서, 중심부(2)가 고-저항성 산화 실리콘을 포함하는 경우에도, 활물질(1) 전체의 전기 저항은 낮게 유지된다. 하지만, 피복부(3)는 탄소 및 수소와 함께 구성 원소로서 하나 이상의 다른 원소를 포함할 수 있다.The covering portion 3 is an outer portion of the active material 1 and mainly has a function of physically and chemically protecting the central portion 2. The covering portion 3 contains a conductive material, and the conductive material contains carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements. One of the reasons why the covering portion 3 contains carbon as a constituent element is that in this case, high conductivity is obtained, and the electrical resistance of the entire active material 1 is lowered. Therefore, even when the central portion 2 contains high-resistance silicon oxide, the electrical resistance of the entire active material 1 is kept low. However, the covering portion 3 may include one or more other elements as constituent elements together with carbon and hydrogen.

피복부(3)는 중심부(2)의 표면 일부 또는 전부 상에 제공될 수 있음을 주목한다. 즉, 피복부(3)는 중심부(2)의 표면 일부만을 피복할 수 있거나, 중심부(2)의 표면 전체를 피복할 수 있다. 전자의 경우, 피복부(3)는 중심부(2)의 표면상의 복수의 장소에 존재할 수 있다. 또한, 피복부(3)는 단일층 구조 또는 다중층 구조를 가질 수 있다.Note that the covering 3 can be provided on part or all of the surface of the center 2. That is, the covering portion 3 may cover only a part of the surface of the central portion 2 or may cover the entire surface of the central portion 2. In the former case, the covering portion 3 may exist in a plurality of places on the surface of the central portion 2. In addition, the covering portion 3 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.

상술한 바와 같이, 피복부(3)는 구성 원소로서 탄소 및 수소를 포함하므로, 피복부(3)는 탄소 성분 및 수소 성분과 함께 탄화수소 성분을 포함한다. 피복부(3)에 포함된 탄화수소 성분의 조성(탄소 및 수소의 결합 상태)은 피복부(3)의 반응성과 관련하여 적절히 설정된다.As described above, since the covering portion 3 contains carbon and hydrogen as constituent elements, the covering portion 3 includes a hydrocarbon component together with a carbon component and a hydrogen component. The composition (carbon and hydrogen bonding state) of the hydrocarbon component included in the coating 3 is appropriately set in relation to the reactivity of the coating 3.

더 구체적으로, 비행시간형 이차 이온 질량 분석법(TOF-SIMS)을 이용하여 피복부(3)의 양이온 분석을 수행함으로써, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출된다. 피복부(3)의 양이온 분석에 의해 상기 양이온이 검출되는 이유 중 하나는, 이 경우에, 피복부(3) 표면상의 반응성이 감소하기 때문이다. 이로써, 전해액의 분해 반응이 억제되고, 전극 반응물질의 흡장 및 방출을 저해하는 비가역 반응(부반응)도 또한 억제된다. 상술한 값 x가 6보다 클 경우, 피복부(3)가 화학적으로 불안정하게 되어, 중심부(2)에 대한 피복부(3)의 밀착성이 현저하게 감소함을 주목한다.More specifically, C x H y (x and y is 2≤x≤6 and 3≤y≤ by performing cation analysis of the coating part 3 using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) 9 is satisfied). One of the reasons why the cation is detected by the cation analysis of the coating 3 is that in this case, the reactivity on the surface of the coating 3 is reduced. Thereby, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the irreversible reaction (side reaction) that inhibits the storage and release of the electrode reactant is also suppressed. Note that when the above-mentioned value x is larger than 6, the covering portion 3 becomes chemically unstable, and the adhesion of the covering portion 3 to the central portion 2 is significantly reduced.

후속하는 설명에서, 각각, 상기 조성 조건을 만족하는 양이온을 "특정 이온"으로 지칭할 것이며, 상기 조건을 만족하지 않는 양이온을 "다른 이온"으로 지칭할 것이다.In the following description, cations that satisfy the composition conditions will be referred to as “specific ions”, and cations that do not satisfy the conditions will be referred to as “other ions”, respectively.

특정 이온의 종류는 상술한 조성 조건을 만족하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 특정 이온의 종류는 C2H3, C2H4, C2H5, C3H5, C3H7, C4H8, C4H9, C5H7 및 C6H5 중 하나 이상일 수 있다. 하지만, 상술한 종류의 특정 이온은 단지 예이며, 이는 각각 비교적 높은 검출 강도를 갖는 양이온의 일부이다. 따라서, 상기 조성 조건을 만족하기만 하면, 상술한 양이온 이외의 양이온을 채택할 수 있다. 한편, 다른 이온의 예는 C, CH2 및 CH3 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The type of specific ion is not particularly limited as long as the above-described composition conditions are satisfied. For example, the type of specific ion is C 2 H 3 , C 2 H 4 , C 2 H 5 , C 3 H 5 , C 3 H 7 , C 4 H 8 , C 4 H 9 , C 5 H 7 and C 6 H 5 . However, certain ions of the kind described above are only examples, which are part of cations each having a relatively high detection intensity. Therefore, cations other than the above-described cations can be adopted as long as the above composition conditions are satisfied. Meanwhile, examples of other ions may include one or more of C, CH 2 and CH 3 .

양이온 분석에 사용된 TOF-SIMS 장치로서, 예를 들어 ION-TOF사제 TOF-SIMS V를 사용할 수 있다. 분석조건은, 1차 이온종이 Bi3 +이고, 이온총 가속 전압이 25 kV이며, 펀칭 모드이고, 조사 이온 전류가 0.3 pA(펄스 모드에서 측정), 질량 범위가 1 amu 이상 내지 800 amu 이하이고, 주사 범위가 200 ㎛ x 200 ㎛이다.As the TOF-SIMS device used for the cation analysis, for example, TOF-SIMS V manufactured by ION-TOF can be used. Analysis conditions, the primary ion species Bi 3 +, and the ion gun acceleration voltage is 25 kV, the punching mode, and the irradiated ion current is 0.3 pA (measured in a pulse mode), the mass range is 1 amu or more to 800 amu or less, and , The scanning range is 200 μm×200 μm.

특정 이온이 검출되는지 여부를 조사하기 위해, 예를 들어, 복수의 양이온에 기인한 피크를 포함하는 TOF-SIMS 스펙트럼(횡축: 질량, 종축:강도)을 수득할 수 있다. 각 피크의 검출 위치(질량)로부터 양이온의 종류를 특정함으로써, 특정 이온이 검출되는지 여부를 판단할 수 있다.To investigate whether a specific ion is detected, it is possible to obtain a TOF-SIMS spectrum (horizontal axis: mass, vertical axis: intensity) that includes, for example, peaks due to a plurality of cations. It is possible to determine whether a specific ion is detected by specifying the type of cation from the detection position (mass) of each peak.

피복부(3)의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출되기만 하면, 특정 이온의 검출 강도는 특별히 제한되지 않는다. 특히, 특정 이온의, C2H3, C2H5 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C(CxHy에서 x=1이고 y=0임)의 검출 강도(D2) 간의 비(D1/D2)는 1.25 이상인 것이 바람직할 수 있으며, 50 이상인 것이 더욱 바람직할 수 있다. 또한, C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비(D1/D3)는 1보다 큰 것이 바람직할 수 있다. 두 경우 모두, 피복부(3)의 표면상에서의 반응성이 더 감소한다. 특히, 비 D1/D2가 50 이상이 되는 경우, 후술한 활물질(1) 포함 슬러리의 혼합 상태(예를 들어, 활물질(1)의 분산성)가 양호하게 되어, 도포면이 매끄럽게 되고 도포 두께가 균일하게 된다. CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온의 종류는 C, CH, CH2 및 CH3 중 하나 이상일 수 있음을 주목한다.As long as a specific ion is detected by cation analysis of the coating 3, the detection strength of the specific ion is not particularly limited. In particular, of certain ions, C 2 H 3 , C 2 H 5 And The ratio (D1/D2) between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C (x=1 and y=0 in C x H y ) is preferably 1.25 or more. It can be, and more preferably 50 or more. In addition, C 2 H 3 , C 2 H 5 And the ratio (D1/D3) between the sum (D1) of the detection intensity of the cations represented by C 3 H 5 and the sum (D3) of the detection intensity of the cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3). Larger may be desirable. In both cases, the reactivity on the surface of the covering 3 is further reduced. In particular, when the ratio D1/D2 is 50 or more, the mixed state of the slurry containing the active material 1 (for example, the dispersibility of the active material 1) described later becomes good, the coating surface becomes smooth and the coating thickness is uniform. Is done. Note that the type of cation represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) may be one or more of C, CH, CH 2 and CH 3 .

TOF-SIMS에 의해 특정 이온이 검출되는 피복부(3)의 표면은 특징적인 구조를 갖는다. 구체적으로, 특정 이온이 검출된 피복부(3)의 표면상에는 도 2에 예시된 바와 같이 특정 이온에 기인한 미세한 요철 구조가 형성된다. 이 경우, 활물질(1)에 대한 바인더 등의 접착성이 개선되어, 활물질(1)이 바인더 등으로부터 박리될 가능성이 더 적다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 활물질(1)과 함께 바인더 등을 포함하는 전극을 나선형으로 권취할 경우, 전극이 붕괴될 가능성이 더 적고, 이에 따라 소위 전극 권취 특성이 개선된다. 한편, 특정 이온이 검출되지 않은 피복부(3)의 표면상에는 도 3에 예시된 바와 같이 특정 이온에 기인한 미세한 요철 구조가 형성되지 않아서, 표면이 실질적으로 평탄하게 된다.The surface of the coating 3 where specific ions are detected by TOF-SIMS has a characteristic structure. Specifically, a fine uneven structure due to a specific ion is formed on the surface of the coating 3 where a specific ion is detected, as illustrated in FIG. 2. In this case, the adhesiveness of the binder or the like to the active material 1 is improved, so that the active material 1 is less likely to peel off the binder or the like. Therefore, as will be described later, when the electrode including the binder with the active material 1 is wound in a spiral, the likelihood of the electrode collapsing is less, thereby improving the so-called electrode winding characteristics. On the other hand, a fine uneven structure due to a specific ion is not formed on the surface of the covering portion 3 in which a specific ion is not detected, as illustrated in FIG. 3, so that the surface is substantially flat.

비록 피복부(3)의 평균 두께는 특별히 제한되지 않지만, 특히, 그의 평균 두께는 가능한 한 얇을 수 있으며, 구체적으로 500 nm 이하인 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 중심부(2)에서 전극 반응물질이 흡장 및 방출되기 쉽기 때문이다. 하지만, 피복부(3)의 평균 두께는 20 nm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 피복부(3)가 과도하게 얇을 경우, 충방전시 활물질(1)이 부서지기 쉽기 때문이다.Although the average thickness of the covering portion 3 is not particularly limited, in particular, the average thickness thereof may be as thin as possible, specifically, it may be preferable to be 500 nm or less. One of the reasons is that, in this case, the electrode reactant is easily occluded and released in the central portion 2. However, it may be preferable that the average thickness of the covering portion 3 is 20 nm or more. One of the reasons is that when the covering portion 3 is excessively thin, the active material 1 is fragile during charging and discharging.

피복부(3)의 평균 두께는 하기 수순에 의해 산출된다. 먼저, SEM 등을 이용하여 1개의 활물질(1)을 관찰한다. 관찰시 배율은, 피복부(3)의 두께를 측정하기 위해 중심부(2)와 피복부(3) 간의 계면이 육안으로 확인(판단)되는 것이 가능한 배율이 바람직할 수 있다. 이어서, 임의의 10개의 위치에서 피복부(3)의 두께를 측정한 후, 그의 평균치(1개의 활물질(1)당 평균 두께(T))를 산출한다. 이 경우, 측정 위치는 특정 장소 주변에 집중되지 않고 가능한 한 광범위하게 분산되도록 설정되는 것이 바람직할 수 있다. 이어서, SEM에 의해 관찰된 활물질(1) 개수의 총수가 100에 도달할 때까지 상기 평균치 산출 작업을 반복한다. 마지막으로, 활물질(1) 100 개에 대해 산출된 평균치(각 활물질(1) 1개당 평균 두께)의 평균치(각 평균 두께의 평균치)를 산출하고, 수득된 값을 피복부(3)의 평균 두께로 간주한다.The average thickness of the covering portion 3 is calculated by the following procedure. First, one active material 1 is observed using SEM or the like. The magnification upon observation may be preferably a magnification capable of visually confirming (determining) the interface between the central portion 2 and the covering portion 3 to measure the thickness of the covering portion 3. Subsequently, the thickness of the covering portion 3 is measured at arbitrary 10 positions, and its average value (average thickness T per one active material 1) is calculated. In this case, it may be desirable to set the measurement location so that it is not concentrated around a specific place and is distributed as widely as possible. Subsequently, the average value calculation operation is repeated until the total number of active material 1 observed by SEM reaches 100. Finally, the average value (average thickness of each average thickness) calculated for 100 active materials 1 (average thickness per each active material 1) is calculated, and the obtained value is the average thickness of the coating 3 It is considered as.

비록 중심부(2)에 대한 피복부(3)의 평균 피복율은 특별히 제한되지 않지만, 특히, 그의 평균 피복율은 가능한 한 큰 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로, 30% 이상(30% 이상 100% 이하)이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 피복부(3) 표면상에서의 반응성이 효과적으로 감소하기 때문이다.Although the average coverage of the covering portion 3 with respect to the central portion 2 is not particularly limited, it is particularly preferable that the average coverage thereof is as large as possible, specifically, 30% or more (30% or more and 100% or more) Or less) may be preferred. One of the reasons is that in this case, the reactivity on the surface of the covering portion 3 is effectively reduced.

피복부(3)의 평균 피복율은 후속하는 수순에 의해 산출된다. 먼저, 평균 두께를 산출하는 경우에서와 같이, SEM 등을 이용하여 1개의 활물질(1)을 관찰한다. 관찰시 배율은, 중심부(2)에서, 피복부(3)로 피복된 부분과 피복부(3)로 피복되지 않은 부분이 육안으로 식별되는 것이 가능한 배율이 바람직할 수 있다. 이어서, 중심부(2)의 외연(outer edge)(윤곽)에서, 피복부(3)로 피복된 부분의 길이 및 피복부(3)로 피복되지 않은 부분의 길이를 측정한다. 그 후에, [피복율(활물질(1) 1개당 피복율:%) = (피복부(3)로 피복된 부분의 길이/중심부(2)의 외연의 길이) x 100]을 산출한다. 이어서, SEM에 의해 관찰된 개수의 총수가 100에 도달할 때까지 상기 피복율 산출 작업을 반복한다. 마지막으로, 활물질(1) 100개에 대해 산출된 피복율(활물질(1) 각 1개당 피복율)의 평균치를 산출하고, 산출된 값을 피복부(3)의 평균 피복율로 간주한다.The average covering ratio of the covering portion 3 is calculated by the following procedure. First, as in the case of calculating the average thickness, one active material 1 is observed using SEM or the like. The magnification when observing may be preferably a magnification in which the portion covered with the covering portion 3 and the portion not covered with the covering portion 3 can be visually identified in the central portion 2. Subsequently, at the outer edge (contour) of the center 2, the length of the portion covered with the covering portion 3 and the length of the portion not covered with the covering portion 3 are measured. Then, [Coverage rate (coverage rate per active material 1: %) = (Length of the part covered with the covering part 3 / Length of the outer edge of the center part 2) x 100] is calculated. Subsequently, the above-mentioned coverage calculation operation is repeated until the total number of the numbers observed by the SEM reaches 100. Lastly, the average value of the coverage ratio (coverage ratio of each active substance 1) calculated for 100 active substances 1 is calculated, and the calculated value is regarded as the average coverage ratio of the coating portion 3.

일반적으로, 라만 스펙트럼법에 의해 탄소 재료를 분석할 경우, 분석 결과(라만 스펙트럼)에서, 흑연 구조에서 유래하는 G 밴드 피크는 1590 cm-1 근방에서 검출되고, 결함에서 유래하는 D 밴드 피크는 1350 cm-1 근방에서 검출된다. G 밴드 피크의 강도(IG) 및 D 밴드 피크의 강도(ID) 간의 비(IG/ID)는 또한 G/D 비로도 지칭되며, 탄소 재료의 결정 상태(순도)를 나타내는 지표이다.In general, when analyzing a carbon material by the Raman spectrum method, in the analysis result (Raman spectrum), the G band peak derived from the graphite structure is detected in the vicinity of 1590 cm -1 , and the D band peak derived from the defect is 1350 It is detected in the vicinity of cm- 1 . The ratio (IG/ID) between the intensity (IG) of the G band peak and the intensity (ID) of the D band peak is also referred to as the G/D ratio, and is an indicator of the crystal state (purity) of the carbon material.

비록 구성 원소로서 탄소를 포함하는 피복부(3)의 비(IG/ID)는 특별히 제한되지 않지만, 특히, 비(IG/ID)는 0.3 이상 내지 3 이하가 바람직할 수 있으며, 2 근방이 더욱 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 우수한 결착성, 우수한 도전성 및 우수한 변형성을 수득할 수 있기 때문이다.Although the ratio (IG/ID) of the coating portion 3 containing carbon as a constituent element is not particularly limited, the ratio (IG/ID) may be preferably 0.3 or more and 3 or less, and the vicinity of 2 is more It may be desirable. One of the reasons is that in this case, excellent binding properties, excellent conductivity and excellent deformability can be obtained.

더 구체적으로, 비(IG/ID)가 0.3보다 작을 경우, 결착성이 증가하여, 각각의 개별 피복부(3) 간의 밀착성 및 중심부(2)에 대한 피복부(3)의 밀착성이 개선된다. 하지만, 이 경우에, 도전성이 저하되고 피복부(3)가 단단하게 되어, 활물질(1)의 팽창 및 수축과 관련하여, 피복부(3)가 팽창 및 수축될 가능성이 더 적을 수 있고, 우수한 도전성이 수득되지 않을 수 있는 가능성이 있다. 한편, 비(IG/ID)가 3보다 클 경우, 도전성이 증가하고, 피복부(3)가 연화되어, 활물질(1)의 팽창 및 수축과 관련하여 피복부(3)가 팽창 및 수축하기 쉽고 충분한 도전성이 수득된다. 하지만, 이 경우에, 결착성이 저하되어, 각 피복부(3) 간의 밀착성 및 중심부(2)에 대한 피복부(3)의 밀착성이 저하될 가능성이 있다. 한편, 비(IG/ID)가 0.3 이상 내지 3 이하인 경우, 피복부(3)의 결착성 및 도전성이 증가하고, 활물질(1)의 팽창 및 수축과 관련하여 피복부(3)가 팽창 및 수축되기 쉽다.More specifically, when the ratio (IG/ID) is less than 0.3, the binding property increases, so that the adhesion between each individual coating part 3 and the adhesion of the coating part 3 to the central portion 2 are improved. However, in this case, the conductivity is lowered and the covering portion 3 becomes hard, so as to the expansion and contraction of the active material 1, the possibility that the covering portion 3 expands and contracts may be less, and excellent There is a possibility that conductivity may not be obtained. On the other hand, when the ratio (IG/ID) is greater than 3, the conductivity increases, and the covering portion 3 softens, so that the covering portion 3 is easy to expand and contract in relation to expansion and contraction of the active material 1 Sufficient conductivity is obtained. However, in this case, the binding property is lowered, and there is a possibility that the adhesion between the respective coating parts 3 and the adhesion of the coating part 3 to the central portion 2 decrease. On the other hand, when the ratio (IG/ID) is 0.3 or more and 3 or less, the binding property and conductivity of the coating part 3 increase, and the coating part 3 expands and contracts in relation to the expansion and contraction of the active material 1 Easy to be

라만 스펙트럼법을 이용할 경우, 예를 들어, 분석 대상물 상의 조사 강도가 0.3 mW이 되도록 분석 대상물을 레이저 광(파장:523 nm)으로 조사할 수 있고, 파선 분해능이 4 cm-1인 라만 스펙트럼 장치를 사용한다.When using the Raman spectrum method, for example, the analyte can be irradiated with laser light (wavelength: 523 nm) so that the irradiated intensity on the analyte is 0.3 mW, and a Raman spectrum device having a broken line resolution of 4 cm -1 is used. use.

[활물질의 제조 방법][Method of manufacturing active material]

활물질(1)은, 예를 들어 하기의 수순에 의해 제조된다.The active material 1 is produced, for example, by the following procedure.

먼저, 전극 반응물질을 흡장 및 방출할 수 있는 중심부(2)를 준비한다. 중심부(2)의 형성 재료(활물질)는 재료가 구성 원소로서 실리콘을 포함하는 입자상(분말상)이기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 비록 중심부(2)의 형성 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 기체 분사법(gas atomization method), 수 분사법(water atomization method), 용융 분쇄법(fusion pulverization method) 등의 하나 이상을 사용할 수 있다. 이 경우에, 중심부(2)의 형성 온도와 같은 조건을 변경함으로써, 중심부(2)의 결정 상태를 제어하는 것이 가능하다. 활물질과 함께 금속 재료를 용융시킴으로써 중심부(2)에 실리콘과 함께 철과 같은 금속 원소를 포함시킬 수 있음을 주목한다.First, a central portion 2 capable of occluding and releasing electrode reactants is prepared. The forming material (active material) of the central portion 2 is not particularly limited as long as the material is a particulate (powder) containing silicon as a constituent element. Further, although the formation method of the central portion 2 is not particularly limited, for example, one or more of a gas atomization method, a water atomization method, a fusion pulverization method, or the like. Can be used. In this case, it is possible to control the crystal state of the central portion 2 by changing conditions such as the formation temperature of the central portion 2. Note that by melting the metal material together with the active material, a metal element such as iron can be included in the central portion 2 together with silicon.

산화 실리콘을 포함하는 중심부(2)를 형성할 경우, 산화 실리콘은, 예를 들어 기체 분사법, 수 분사법, 용융 분쇄법 등의 하나 이상에 의해 수득될 수 있다. 이 경우, 수소(H2) 및 산소(O2)와 같은 기체를 도입하고 기체의 도입량과 같은 조건을 조정함으로써 산화 실리콘의 조성(산화도)을 제어할 수 있다. 그 후에, 산화 실리콘을 가열함으로써 상기 산화 실리콘의 표면을 환원시킬 수 있다. 이 경우, 수소와 같은 기체에 의하거나, 압력, 가열 온도 및 기체 도입량과 같은 조건을 변경함으로써 중심부(2) 표면상의 원자 비(Si/O)를 제어할 수 있다.When forming the central portion 2 containing silicon oxide, the silicon oxide can be obtained by one or more of, for example, a gas spraying method, a water jetting method, or a melt grinding method. In this case, the composition (degree of oxidation) of silicon oxide can be controlled by introducing gases such as hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) and adjusting conditions such as the amount of gas introduced. Thereafter, the surface of the silicon oxide can be reduced by heating the silicon oxide. In this case, the atomic ratio (Si/O) on the surface of the central portion 2 can be controlled by a gas such as hydrogen or by changing conditions such as pressure, heating temperature, and gas introduction amount.

이어서, 중심부(2)의 표면상에 피복부(3)를 형성한다. 피복부(3)의 형성 방법은, 예를 들어 기상 퇴적법일 수 있다. 기상 퇴적법은, 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, CVD 법 등의 하나 이상일 수 있다. 특히, 열분해 CVD 법이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 TOF-SIMS에 의해 검출되는 양이온의 종류 등을 제어하기 쉽기 때문이다. 피복부(3)를 형성할 경우, 형성 방법, 열분해 반응에 사용된 탄소원 기체(종류 및 도입량), 열분해 온도, 및 보조 기체(종류 및 도입량)와 같은 조건을 조정함으로써 양이온의 종류 등을 제어할 수 있다. 탄소원 기체는, 예를 들어 메탄 기체(CH3) 및 아세틸렌(C2H2)과 같은 하나 이상의 탄화 수소일 수 있다. 보조 기체는, 예를 들어 수소 및 아르곤(Ar)의 하나 이상일 수 있다.Subsequently, a covering portion 3 is formed on the surface of the central portion 2. The method of forming the covering 3 may be, for example, a vapor deposition method. The vapor deposition method may be, for example, one or more of vapor deposition, sputtering, and CVD. Particularly, a pyrolysis CVD method may be preferable, because it is easy to control the kind of cation and the like detected by TOF-SIMS. In the case of forming the covering 3, the type of cation and the like can be controlled by adjusting conditions such as the formation method, the carbon source gas used for the thermal decomposition reaction (type and amount introduced), the thermal decomposition temperature, and the auxiliary gas (type and amount introduced). Can. The carbon source gas can be, for example, one or more hydrocarbons such as methane gas (CH 3 ) and acetylene (C 2 H 2 ). The auxiliary gas can be, for example, one or more of hydrogen and argon (Ar).

이로써, 중심부(2)의 표면상에 피복부(3)가 제공되고, TOF-SIMS를 이용한 피복부(3)의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출되어, 활물질(1)이 완성된다.As a result, the covering portion 3 is provided on the surface of the central portion 2, and specific ions are detected by cation analysis of the covering portion 3 using TOF-SIMS, and the active material 1 is completed.

비록 활물질(1)에 예비-도핑하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 분말 혼합법, 증착법 등을 사용할 수 있음을 주목한다. 분말 혼합법에서, 예를 들어, 활물질(1) 및 리튬 금속 분말을 혼합한 후에, 불활성 분위기하에서 혼합물을 가열한다. 증착법에서, 예를 들어, 활물질(1)을 포함하는 전극을 제조한 후에, 증착원으로서 리튬 금속을 이용하여 전극 상에 증착 공정을 수행한다.Note that although the method for pre-doping the active material 1 is not particularly limited, for example, a powder mixing method, a vapor deposition method, or the like can be used. In the powder mixing method, for example, after mixing the active material 1 and the lithium metal powder, the mixture is heated under an inert atmosphere. In the deposition method, for example, after preparing an electrode including the active material 1, a deposition process is performed on the electrode using lithium metal as a deposition source.

[활물질의 작용 및 효과][Action and effect of active substance]

활물질(1)에 있어서, 구성 원소로서 실리콘을 포함하는 중심부(2) 표면상에 구성 원소로서 탄소 및 수소를 포함하는 피복부(3)가 제공된다. 또한, TOF-SIMS를 이용한 피복부(3)의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 활물질(1) 전체의 전기 저항이 저하된다. 또한, 피복부(3) 표면상의 반응성이 감소하므로, 전해액의 분해 반응이 억제되고, 전극 반응물질의 흡장 및 방출을 저해하는 비가역 반응(부반응)도 또한 억제된다. 따라서, 활물질(1)을 이용한 이차 전지의 전지 특성이 개선되는 것이 가능하다.In the active material 1, a coating portion 3 comprising carbon and hydrogen as constituent elements is provided on the surface of the central portion 2 containing silicon as constituent elements. In addition, specific ions are detected by cation analysis of the coating 3 using TOF-SIMS. In this case, as described above, the electrical resistance of the entire active material 1 is lowered. In addition, since the reactivity on the surface of the coating portion 3 decreases, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the irreversible reaction (side reaction) that inhibits the storage and release of the electrode reactant is also suppressed. Therefore, it is possible to improve the battery characteristics of the secondary battery using the active material 1.

특히, 특정 이온(C2H3, C2H5 C3H5)의 검출 강도의 합(D1)과 다른 이온(C)의 검출 강도(D2) 간의 비(D1/D2)가 1.25 이상인 경우, 더 높은 효과가 수득될 수 있다. 또한, 특정 이온(C2H3, C2H5 및 C3H5)의 검출 강도의 합(D1)과 다른 이온(CHz(z는 0≤z≤3을 만족함))의 검출 강도의 합(D3) 간의 비(D1/D3)가 1보다 큰 경우, 더 높은 효과가 수득될 수 있다.In particular, certain ions (C 2 H 3 , C 2 H 5 And If the ratio (D1/D2) between the sum (D1) of the detection strengths of C 3 H 5 and the detection strength (D2) of the other ions (C) is 1.25 or higher, a higher effect can be obtained. In addition, specific ions (C 2 H 3 , C 2 H 5 And the ratio (D1/D3) between the sum (D1) of the detection intensity of C 3 H 5 and the sum (D3) of the detection intensity of other ions (CH z (z satisfies 0≤z≤3)) In large cases, a higher effect can be obtained.

[2. 전극 및 이차 전지][2. Electrode and secondary battery]

이어서, 상기 활물질의 적용 예에 대해 설명할 것이다. 활물질은 하기와 같이 전극 및 이차 전지에 사용된다.Next, an example of application of the active material will be described. The active material is used in electrodes and secondary batteries as follows.

[2-1. 각형][2-1. Square]

도 4 및 도 5는 각형 이차 전지의 단면 구성을 예시한다. 도 5는 도 4에 예시된 이차 전지의 선 V-V를 따라 취한 단면을 예시한다. 도 6은 도 5에 예시된 캐소드(21) 및 애노드(22)의 평면 구성을 개략적으로 예시한다.4 and 5 illustrate a cross-sectional configuration of a prismatic secondary battery. 5 illustrates a cross-section taken along line V-V of the secondary battery illustrated in FIG. 4. 6 schematically illustrates the planar configuration of the cathode 21 and anode 22 illustrated in FIG. 5.

[이차 전지의 전체 구성][Overall configuration of secondary battery]

여기서 설명된 이차 전지는 전극 반응물질로서 리튬(리튬 이온)을 흡장 및 방출함으로써 애노드(22)의 용량이 수득되는 리튬 이온 이차 전지이며, 소위 각형 전지 구조를 갖는다. 이 예에서, 전극은 애노드(22)에 적용된다.The secondary battery described herein is a lithium ion secondary battery in which the capacity of the anode 22 is obtained by occluding and releasing lithium (lithium ion) as an electrode reactant, and has a so-called prismatic battery structure. In this example, an electrode is applied to the anode 22.

이차 전지는, 예를 들어, 전지 캔(11) 내부에 전지 소자(20)를 포함할 수 있다. 전지 소자(20)는, 예를 들어, 세퍼레이터(23)를 사이에 개재시켜 캐소드(21) 및 애노드(22)를 적층한 다음, 수득된 적층체를 나선형으로 권취함으로써 형성될 수 있다. 전지 소자(20)는 전지 캔(11)의 형태에 상응하게 편평한 형태를 갖는다.The secondary battery may include the battery element 20 inside the battery can 11, for example. The battery element 20 can be formed, for example, by laminating the cathode 21 and the anode 22 with the separator 23 interposed therebetween, and then spirally winding the obtained laminate. The battery element 20 has a flat shape corresponding to the shape of the battery can 11.

전지 캔(11)은, 예를 들어 각형의 외장 부재일 수 있다. 도 5에 예시된 바와 같이, 각형 외장 부재는 종 방향 단면이 직사각형 또는 실질적으로 직사각형(일부에 곡선을 포함)인 형태를 가지며, 직사각형 형태의 각형 전지에 뿐만 아니라 타원 형태의 각형 전지에도 적용된다. 즉, 각형 외장 부재는, 직사각형 개구부, 또는 원호를 직선으로 연결하여 수득된 실질적인 직사각형 형태(타원 형태)의 개구부를 갖는, 기저부를 갖는 직사각형 형태 또는 기저부를 갖는 타원 형태의 서빙-디쉬형(serving-dish-like) 부재이다. 도 5는 전지 캔(11)이 직사각형 단면 형태를 갖는 경우를 예시함을 주목한다.The battery can 11 may be, for example, a rectangular exterior member. As illustrated in FIG. 5, the prismatic sheathing member has a rectangular or substantially rectangular shape (including curves on a part) in the longitudinal section, and is applicable not only to rectangular prismatic cells, but also to elliptical prismatic cells. That is, the rectangular exterior member has a rectangular opening or a substantially rectangular (elliptical) opening obtained by connecting arcs in a straight line, a serving-dish-shaped serving of a rectangular shape having a base portion or an elliptical shape having a base portion. It is dish-like. Note that FIG. 5 illustrates a case where the battery can 11 has a rectangular cross-sectional shape.

전지 캔(11)은, 예를 들어, 철, 알루미늄, 그의 합금 등의 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 전극 단자로서의 기능을 가질 수도 있다. 특히, 충방전시 전지 캔(11)의 팽창(swollenness)을 억제하도록 강성(변형되기 힘듬)을 이용하기 위해, 알루미늄보다 더 단단한 철이 바람직할 수 있다. 전지 캔(11)이 철로 형성된 경우, 전지 캔(11)의 표면은 니켈 등으로 도금될 수 있음을 주목한다.The battery can 11 may be formed of one or more of, for example, iron, aluminum, and alloys thereof, and may have a function as an electrode terminal. In particular, iron that is harder than aluminum may be preferred to use stiffness (hard to deform) to suppress the swollenness of the battery can 11 during charging and discharging. Note that when the battery can 11 is formed of iron, the surface of the battery can 11 may be plated with nickel or the like.

또한, 전지 캔(11)은, 예를 들어, 전지 캔(11)의 한 단부가 개방되고 전지 캔(11)의 다른 단부가 폐쇄된 중공(hollow) 구조를 가질 수 있다. 전지 캔(11)은 개방 단부에 부착된 절연판(12) 및 전지 커버(13)에 의해 밀폐된다. 절연판(12)은 전지 소자(20)와 전지 커버(13) 사이에 제공되며, 예를 들어, 폴리프로필렌과 같은 절연 재료로 형성될 수 있다. 전지 커버(13)는, 예를 들어 전지 캔(11)과 유사한 재료로 형성될 수 있고, 전지 캔(11)과 같이 전극 단자로서 기능할 수 있다.Further, the battery can 11 may have, for example, a hollow structure in which one end of the battery can 11 is opened and the other end of the battery can 11 is closed. The battery can 11 is sealed by an insulating plate 12 and a battery cover 13 attached to an open end. The insulating plate 12 is provided between the battery element 20 and the battery cover 13, and may be formed of an insulating material, for example, polypropylene. The battery cover 13 can be formed of, for example, a material similar to the battery can 11, and can function as an electrode terminal like the battery can 11.

전지 커버(13) 외부에, 캐소드 단자로서 단자판(14)이 제공된다. 단자판(14)은 절연 케이스(16)가 사이에 개재되어 전지 커버(13)로부터 전기적으로 절연된다. 절연 케이스(16)는, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 절연 재료로 형성될 수 있다. 전지 커버(13)의 실질적인 중심에 관통공(through-hole)이 제공된다. 캐소드 핀(15)이, 단자판(14)에 전기적으로 접속되고 가스켓(17)을 사이에 개재시켜 전지 커버(13)로부터 전기적으로 절연되도록, 캐소드 핀(15)이 관통공에 삽입된다. 가스켓(17)은, 예를 들어 절연 재료로 형성될 수 있다. 가스켓(17) 표면은 아스팔트로 도포될 수 있다.Outside the battery cover 13, a terminal plate 14 is provided as a cathode terminal. The terminal plate 14 is electrically insulated from the battery cover 13 with an insulating case 16 interposed therebetween. The insulating case 16 may be formed of an insulating material, for example, polyethylene terephthalate. A through-hole is provided at a substantially center of the battery cover 13. The cathode pin 15 is inserted into the through hole so that the cathode pin 15 is electrically connected to the terminal plate 14 and electrically isolated from the battery cover 13 with the gasket 17 interposed therebetween. The gasket 17 can be formed of an insulating material, for example. The surface of the gasket 17 can be applied with asphalt.

전지 커버(13)의 주변부에는, 개열 밸브(cleavage valve)(18) 및 주입공(19)이 제공된다. 개열 밸브(18)는 전지 커버(13)에 전기적으로 접속된다. 전지의 내부 압력이 내부 단락, 외부 가열 등에 의해 특정 수준 이상이 될 경우, 개열 밸브(18)가 전지 커버(13)로부터 분리되어 내부 압력을 개방한다. 주입공(19)은, 예를 들어, 스테인레스 코런덤(stainless corundum)과 같은 봉지 부재(19A)에 의해 봉지될 수 있다.In the periphery of the battery cover 13, a cleavage valve 18 and an injection hole 19 are provided. The opening valve 18 is electrically connected to the battery cover 13. When the internal pressure of the battery becomes a certain level or higher due to internal short circuit, external heating, or the like, the opening valve 18 is separated from the battery cover 13 to open the internal pressure. The injection hole 19 may be sealed by a sealing member 19A, for example, a stainless corundum.

캐소드(21)의 단부(예를 들어, 내부 단부)에 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성된 캐소드 리드(24)를 부착할 수 있다. 애노드(22)의 단부(예를 들어, 외부 단부)에 니켈과 같은 도전성 재료로 형성된 애노드 리드(25)를 부착할 수 있다. 캐소드 리드(24)는 캐소드 핀(15)의 한 단부에 용접될 수 있으며, 단자판(14)에 전기적으로 접속될 수 있다. 애노드 리드(25)는 전지 캔(11)에 용접될 수 있고 전지 캔(11)에 전기적으로 접속될 수 있다.A cathode lead 24 formed of a conductive material such as aluminum can be attached to the end (eg, the inner end) of the cathode 21. An anode lead 25 formed of a conductive material such as nickel may be attached to the end (eg, the outer end) of the anode 22. The cathode lead 24 can be welded to one end of the cathode pin 15 and can be electrically connected to the terminal plate 14. The anode lead 25 can be welded to the battery can 11 and electrically connected to the battery can 11.

[캐소드][Cathode]

캐소드(21)는 캐소드 집전체(21A)의 한 면 또는 양면 상에 캐소드 활물질 층(21B)을 갖는다. 캐소드 집전체(21A)는, 예를 들어, 알루미늄, 니켈 및 스테인레스 스틸과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다.The cathode 21 has a cathode active material layer 21B on one side or both sides of the cathode current collector 21A. The cathode current collector 21A may be formed of a conductive material such as aluminum, nickel and stainless steel, for example.

캐소드 활물질 층(21B)은, 캐소드 활물질로서, 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 하나 이상의 캐소드 재료를 포함한다. 캐소드 활물질 층(21B)은 캐소드 바인더 및 캐소드 도전제와 같은 하나 이상의 다른 재료를 추가로 포함할 수 있다.The cathode active material layer 21B includes, as a cathode active material, one or more cathode materials capable of occluding and releasing lithium ions. The cathode active material layer 21B may further include one or more other materials such as a cathode binder and a cathode conductive agent.

캐소드 재료는 리튬-포함 화합물이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 높은 에너지 밀도가 수득되기 때문이다. 리튬-포함 화합물의 예는 리튬 전이금속 복합 산화물 및 리튬 전이금속 인산 화합물을 포함할 수 있다. 리튬 전이금속 복합 산화물은 구성 원소로서 리튬(Li) 및 하나 이상의 전이금속 원소를 포함하는 산화물이다. 리튬 전이금속 인산 화합물은 구성 원소로서 리튬 및 하나 이상의 전이금속 원소를 포함하는 인산 화합물이다. 특히, 전이금속 원소는, 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 철(Fe) 등의 하나 이상인 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 더 높은 전압이 수득되기 때문이다. 리튬 전이금속 복합 산화물의 화학식은, 예를 들어 LixM1O2로 나타낼 수 있으며, 리튬 전이금속 인산 화합물의 화학식은, 예를 들어 LiyM2PO4로 나타낼 수 있다. 식에서, M1 및 M2는 하나 이상의 전이금속 원소를 나타낸다. x 및 y 값은 충방전 상태에 따라 변화하며, 예를 들어 0.05≤x≤1.10 및 0.05≤y≤1.10의 범위일 수 있다.The cathode material may be preferably a lithium-comprising compound, since a high energy density is thereby obtained. Examples of the lithium-comprising compound may include a lithium transition metal complex oxide and a lithium transition metal phosphate compound. The lithium transition metal composite oxide is an oxide containing lithium (Li) and one or more transition metal elements as constituent elements. The lithium transition metal phosphate compound is a phosphoric acid compound containing lithium and one or more transition metal elements as constituent elements. In particular, the transition metal element may be preferably one or more of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), etc., because a higher voltage is thereby obtained. The chemical formula of the lithium transition metal composite oxide may be represented by, for example, Li x M1O 2 , and the chemical formula of the lithium transition metal phosphate compound may be represented by, for example, Li y M2PO 4 . In the formula, M1 and M2 represent one or more transition metal elements. The x and y values change depending on the state of charge and discharge, and may be, for example, in the range of 0.05≤x≤1.10 and 0.05≤y≤1.10.

리튬 전이금속 복합 산화물의 구체적인 예는 LiCoO2, LiNiO2, 및 하기 식(1)으로 나타내는 리튬-니켈계 복합 산화물을 포함할 수 있다. 리튬 전이금속 인산 화합물의 구체적인 예는 LiFePO4 및 LiFe1 -uMnuPO4(u<1)를 포함할 수 있으며, 이는, 이로써 높은 전지 용량이 수득되고 우수한 사이클 특성 등이 또한 수득되기 때문이다.Specific examples of the lithium transition metal complex oxide may include LiCoO 2 , LiNiO 2 , and a lithium-nickel complex oxide represented by the following formula (1). Specific examples of the lithium transition metal phosphate compound may include LiFePO 4 and LiFe 1 -u Mn u PO 4 (u<1), because high battery capacity is obtained, excellent cycle characteristics, etc. are also obtained. .

LiNi1 - zMzO2 .....(1) LiNi 1 - z M z O 2 .....(1)

식(1)에서, M은, 코발트(Co), 망간(Mn), 철(Fe), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 주석(Sn), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 스트론튬(Sr), 칼슘(Ca), 지르코늄(Zr), 몰리브데늄(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 이테르븀(Yb), 구리(Cu), 아연(Zn), 바륨(Ba), 붕소(B), 크롬(Cr), 실리콘(Si), 갈륨(Ga), 인(P), 안티몬(Sb), 및 니오븀(Nb) 중 하나 이상이고; z는 0.005<z<0.5를 만족한다.In formula (1), M is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), aluminum (Al), vanadium (V), tin (Sn), magnesium (Mg), titanium (Ti), strontium (Sr), Calcium (Ca), Zirconium (Zr), Molybdenum (Mo), Technetium (Tc), Ruthenium (Ru), Tantalum (Ta), Tungsten (W), Rhenium (Re), Ytterbium (Yb) , Copper (Cu), zinc (Zn), barium (Ba), boron (B), chromium (Cr), silicon (Si), gallium (Ga), phosphorus (P), antimony (Sb), and niobium (Nb) ); z satisfies 0.005<z<0.5.

이에 추가하여, 캐소드 재료는, 예를 들어 산화물, 이황화물, 칼코게나이드, 도전성 고분자 등의 하나 이상일 수 있다. 산화물의 예는 산화 티타늄, 산화 바나듐 및 이산화 망간을 포함할 수 있다. 이황화물의 예는 이황화 티타늄 및 황화 몰리브데늄을 포함할 수 있다. 칼코게나이드의 예는 셀렌화 니오븀을 포함할 수 있다. 도전성 고분자의 예는 황, 폴리아닐린 및 폴리티오펜을 포함할 수 있다. 하지만, 캐소드 재료는 상기 재료 중의 하나로 제한되지 않으며, 다른 재료일 수 있다.In addition to this, the cathode material may be, for example, one or more of oxide, disulfide, chalcogenide, conductive polymer, and the like. Examples of the oxide may include titanium oxide, vanadium oxide and manganese dioxide. Examples of the disulfide may include titanium disulfide and molybdenum sulfide. Examples of chalcogenides can include niobium selenide. Examples of the conductive polymer may include sulfur, polyaniline and polythiophene. However, the cathode material is not limited to one of the above materials, and may be other materials.

캐소드 바인더의 예는 합성 고무, 고분자 재료 등의 하나 이상을 포함할 수 있다. 합성 고무의 예는 스티렌-부타디엔계 고무, 불소계 고무 및 에틸렌 프로필렌 디엔을 포함할 수 있다. 고분자 재료의 예는 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리이미드를 포함할 수 있다.Examples of the cathode binder may include one or more of synthetic rubber, polymer material, and the like. Examples of the synthetic rubber may include styrene-butadiene rubber, fluorine rubber and ethylene propylene diene. Examples of the polymer material may include polyvinylidene fluoride and polyimide.

캐소드 도전제의 예는 탄소 재료 등의 하나 이상을 포함할 수 있다. 탄소 재료의 예는 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙을 포함할 수 있다. 캐소드 도전제는 재료가 도전성을 갖기만 하면, 금속 재료 및 도전성 고분자와 같은 다른 재료일 수 있음을 주목한다.Examples of the cathode conductive agent may include one or more of carbon materials and the like. Examples of the carbon material may include graphite, carbon black, acetylene black and ketjen black. Note that the cathode conductive material can be other materials, such as metallic materials and conductive polymers, as long as the material is conductive.

[애노드][Anode]

애노드(22)는 애노드 집전체(22A)의 한 면 또는 양면 상에 애노드 활물질 층(22B)을 갖는다.The anode 22 has an anode active material layer 22B on one side or both sides of the anode current collector 22A.

애노드 집전체(22A)는, 예를 들어, 구리, 니켈 및 스테인레스 스틸과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다.The anode current collector 22A may be formed of a conductive material such as copper, nickel and stainless steel, for example.

애노드 집전체(22A)가 구성 원소로서 구리를 포함하는 경우, 애노드 집전체(22A)는 구성 원소로서 탄소(C) 및 황(S)을 추가로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 애노드 집전체(22A)의 물리적 강도(내구성)이 개선되어, 충방전시 애노드 활물질 층(22B)이 팽창 및 수축되는 경우에도 애노드 집전체(22A)가 변형되거나 파손(예를 들어, 파쇄)될 가능성이 더 적기 때문이다. 구체적으로, 애노드 집전체(22A)는, 예를 들어 탄소 및 이온으로 도핑된 동박(copper foil)일 수 있다. 비록 애노드 집전체(22A)에서 탄소 및 황의 각각의 함량의 합은 특별히 제한되지 않지만, 특히, 그의 합은 100 ppm 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 더 높은 효과가 수득되기 때문이다.When the anode current collector 22A contains copper as a constituent element, it may be preferable that the anode current collector 22A further includes carbon (C) and sulfur (S) as constituent elements. One of the reasons is that, in this case, the physical strength (durability) of the anode current collector 22A is improved, so that the anode current collector 22A is deformed even when the anode active material layer 22B expands and contracts during charging and discharging. It is less likely to break or break (eg, break). Specifically, the anode current collector 22A may be, for example, a copper foil doped with carbon and ions. Although the sum of the respective contents of carbon and sulfur in the anode current collector 22A is not particularly limited, in particular, it may be preferable that the sum thereof is 100 ppm or less, because a higher effect is thereby obtained.

비록 구리 결정자(crystallite)의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 특히, 그의 평균 입경은 0.01 ㎛ 이상 내지 5 ㎛ 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 더 높은 효과가 수득되기 때문이다. 구리 결정자의 평균 입경의 산출 수순은, 예를 들어 상술한 결정립의 평균 입경 산출 수순과 유사할 수 있다.Although the average particle diameter of the copper crystallite is not particularly limited, in particular, it may be preferable that the average particle diameter thereof is 0.01 µm or more to 5 µm or less, because a higher effect is thereby obtained. The procedure for calculating the average particle diameter of the copper crystallites may be similar to, for example, the procedure for calculating the average particle diameter of the crystal grains described above.

애노드 집전체(22A)의 표면은 조면화하는 것이 바람직할 수 있다. 이로써, 소위 앵커 효과에 기인하여, 애노드 집전체(22A)에 대한 애노드 활물질 층(22B)의 밀착성이 개선된다. 이 경우에, 애노드 활물질 층(22B)에 대향하는 영역의 애노드 집전체(22A) 표면은 최소한으로 조면화되는 것으로 충분하다. 조면화 방법의 예는 전해처리를 이용함으로써 미립자를 형성하는 방법을 포함할 수 있다. 전해 처리는 전해조에서 전해법을 이용하여 애노드 집전체(22A)의 표면상에 미립자를 형성함으로써 애노드 집전체(22A)의 표면상에 요철을 제공하는 방법이다. 전해법에 의해 제조된 동박은 일반적으로 "전해 동박"으로 지칭된다.It may be desirable to roughen the surface of the anode current collector 22A. This improves the adhesion of the anode active material layer 22B to the anode current collector 22A due to the so-called anchor effect. In this case, it is sufficient that the surface of the anode current collector 22A in the region opposite to the anode active material layer 22B is roughened to a minimum. Examples of the roughening method may include a method of forming fine particles by using electrolytic treatment. The electrolytic treatment is a method of providing unevenness on the surface of the anode current collector 22A by forming fine particles on the surface of the anode current collector 22A using an electrolysis method in an electrolytic cell. Copper foil produced by an electrolytic method is generally referred to as “electrolytic copper foil”.

애노드 활물질 층(22B)은 애노드 활물질로서 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 하나 이상의 애노드 재료를 포함하고, 애노드 재료는 전술한 활물질을 포함한다. 하지만, 애노드 활물질 층(22B)은 애노드 바인더 및 애노드 도전제와 같은 하나 이상의 다른 재료를 추가로 포함할 수 있다. 애노드 바인더 및 애노드 도전제의 상세사항은, 예를 들어 캐소드 바인더 및 캐소드 도전제의 상세사항과 유사할 수 있다.The anode active material layer 22B includes at least one anode material capable of occluding and releasing lithium ions as the anode active material, and the anode material includes the above-described active material. However, the anode active material layer 22B may further include one or more other materials, such as an anode binder and an anode conductive agent. The details of the anode binder and the anode conducting agent may be similar to the details of the cathode binder and the cathode conducting agent, for example.

충전 도중에 리튬 금속이 애노드(22) 상에 의도치않게 석출되는 것을 방지하기 위해, 애노드 재료의 충전가능한 용량은 캐소드(21)의 방전 용량보다 큰 것이 바람직할 수 있다. 즉, 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 애노드 재료의 전기화학적 당량은 캐소드(21)의 전기화학적 당량보다 더 큰 것이 바람직할 수 있다.In order to prevent accidental precipitation of lithium metal on the anode 22 during charging, it may be desirable that the chargeable capacity of the anode material is greater than the discharge capacity of the cathode 21. That is, it may be desirable that the electrochemical equivalent of the anode material capable of occluding and releasing lithium ions is greater than that of the cathode 21.

애노드 활물질 층(22B)은 애노드 재료로서 전술한 활물질을 포함하기만 하면 다른 애노드 재료를 추가로 포함할 수 있음을 주목한다. 상기 다른 재료의 예는, 예를 들어 하나 이상의 탄소 재료를 포함할 수 있다. 탄소 재료에서, 리튬 이온의 흡장 및 방출시의 결정 구조 변화는 극히 작다. 따라서, 탄소 재료는 높은 에너지 밀도 및 우수한 사이클 특성을 제공한다. 또한, 탄소 재료는 애노드 도전제로서도 기능한다. 탄소 재료의 예는 흑연화성 탄소, 비-흑연화성 탄소 및 흑연을 포함할 수 있다. 비-흑연화성 탄소의 (002)면 간격은 0.37 nm 이상인 것이 바람직할 수 있으며, 흑연의 (002)면 간격은 0.34 nm 이하인 것이 바람직할 수 있다. 더 구체적으로, 탄소 재료의 예는 열분해 탄소류, 코크스류, 유리질 탄소 섬유, 유기 고분자 화합물 소성체, 활성 탄소 및 카본 블랙을 포함할 수 있다. 코크스류의 예는 피치 코크스, 니들 코크스 및 석유 코크스를 포함할 수 있다. 유기 고분자 화합물 소성체는 적절한 온도에서 페놀 수지 및 푸란 수지와 같은 고분자 화합물을 소성(탄소화)함으로써 수득된다. 이에 추가하여, 탄소 재료의 예는 약 1000 ℃ 이하의 온도에서 열처리한 저결정성 탄소 및 비정질 탄소를 포함할 수 있다. 임의의 탄소 재료의 형태는 섬유상, 구상, 입상 및 편린상(scale-like shape) 중 임의의 것일 수 있음을 주목한다.Note that the anode active material layer 22B may further include other anode materials as long as it includes the above-described active material as the anode material. Examples of such other materials may include, for example, one or more carbon materials. In the carbon material, the change in crystal structure at the time of storage and release of lithium ions is extremely small. Therefore, the carbon material provides high energy density and excellent cycle characteristics. In addition, the carbon material also functions as an anode conductive agent. Examples of carbon materials may include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon and graphite. It may be preferable that the (002) plane spacing of the non-graphitizable carbon is 0.37 nm or more, and the (002) plane spacing of graphite may be preferably 0.34 nm or less. More specifically, examples of the carbon material may include pyrolysis carbons, coke, glassy carbon fiber, organic polymer compound fired body, activated carbon and carbon black. Examples of coke may include pitch coke, needle coke and petroleum coke. The organic polymer compound fired body is obtained by firing (carbonizing) a polymer compound such as a phenol resin and a furan resin at an appropriate temperature. In addition to this, examples of the carbon material may include low crystalline carbon and amorphous carbon heat-treated at a temperature of about 1000° C. or less. Note that the shape of any carbon material can be any of fibrous, spherical, granular and scale-like shapes.

또한, 다른 애노드 재료의 예는 구성 원소로서 하나 이상의 금속 원소 및 반금속 원소를 포함하는 금속계 재료(구성 원소로서 실리콘을 포함하는 재료는 제외)를 포함할 수 있으며, 이는, 이로써 더 높은 에너지 밀도가 수득되기 때문이다. 상기 금속계 재료는, 단체, 합금 및 화합물 중 임의의 것일 수 있거나, 그의 2 종류 이상일 수 있거나, 그의 일부 또는 전부에 하나 이상의 상을 갖는 재료일 수 있다. "합금"은, 2종류 이상의 금속 원소로 구성된 재료에 추가하여, 하나 이상의 금속 원소 및 하나 이상의 반금속 원소를 포함하는 재료를 포함함을 주목한다. 또한, "합금"은 비금속 원소를 포함할 수 있다. 그의 구조의 예는 고용체, 공정(eutectic crystal)(공융 혼합물), 금속간 화합물, 및 그의 2종류 이상이 공존하는 구조를 포함할 수 있다.In addition, examples of other anode materials may include metal-based materials (excluding materials containing silicon as a constituent element) including one or more metal elements and semimetal elements as constituent elements, which results in higher energy density. It is because it is obtained. The metal-based material may be any of a simple substance, an alloy, and a compound, may be two or more kinds thereof, or a material having one or more phases in some or all of them. Note that "alloy" includes, in addition to a material composed of two or more types of metal elements, a material containing one or more metal elements and one or more semi-metal elements. In addition, "alloy" may include a non-metallic element. Examples of its structure may include a solid solution, a eutectic crystal (eutectic mixture), an intermetallic compound, and a structure in which two or more types thereof coexist.

전술한 금속 원소 및 전술한 반금속 원소의 예는 리튬과 합금을 형성할 수 있는 하나 이상의 금속 원소 및 반금속 원소를 포함할 수 있다. 그의 구체적인 예는 Mg, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Bi, Cd, Ag, Zn, Hf, Zr, Y, Pd 및 Pt를 포함할 수 있다. 특히, 주석은 리튬 이온을 흡장 및 방출하는 능력이 우수하여 높은 에너지 밀도를 제공하므로 주석(Sn)이 바람직할 수 있다.Examples of the above-mentioned metal element and the above-mentioned semi-metal element may include one or more metal elements and semi-metal elements capable of forming an alloy with lithium. Specific examples thereof may include Mg, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Bi, Cd, Ag, Zn, Hf, Zr, Y, Pd and Pt. In particular, tin (Sn) may be preferable because tin has a high energy density due to its excellent ability to absorb and release lithium ions.

구성 원소로서 주석을 포함하는 재료는 주석의 단체, 합금 및 화합물 중 임의의 것일 수 있거나, 그의 2종류 이상일 수 있거나, 그의 일부 또는 전부에 그의 하나 이상의 상을 갖는 재료일 수 있다. 용어 "단체"는 단지 일반적인 단체(소량의 불순물을 포함할 수 있는)를 지칭하며, 반드시 순도 100%의 단체를 지칭할 필요는 없음을 주목한다.The material containing tin as a constituent element may be any of a single substance, an alloy and a compound of tin, may be two or more kinds thereof, or may be a material having one or more phases thereof in some or all of them. Note that the term “single body” only refers to a general body (which may contain small amounts of impurities), and not necessarily to a body having a purity of 100%.

주석의 합금은, 주석 이외의 구성 원소로서, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 망간(Mn), 아연(Zn), 인듐(In), 은(Ag), 티타늄(Ti), 게르마늄(Ge), 비스무트(Bi), 안티몬(Sb) 및 크롬(Cr)과 같은 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 주석의 화합물은, 주석 이외의 구성 원소로서, 예를 들어 탄소, 산소 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주석의 화합물은 주석 이외의 구성 원소로서 주석의 합금에 대해 서술된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있음을 주목한다. 주석의 합금 및 주석의 화합물의 구체적인 예는 SnOv(0<v≤2), SnSiO3, LiSnO 및 Mg2Sn를 포함할 수 있다.The alloy of tin is a constituent element other than tin, for example, nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In) , Silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr). The compound of tin may contain one or more of carbon, oxygen, and the like as constituent elements other than tin. Note that, for example, a compound of tin may include one or more elements described for an alloy of tin as constituent elements other than tin. Specific examples of the tin alloy and the tin compound may include SnO v (0<v≤2), SnSiO 3 , LiSnO, and Mg 2 Sn.

특히, 구성 원소로서 주석을 포함하는 재료로서, 예를 들어, 제1 구성 원소로서 주석에 추가하여 제2 구성 원소 및 제3 구성 원소를 포함하는 재료가 바람직할 수 있다. 제2 구성 원소의 예는 Co, Fe, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Ce, Hf, Ta, W, Bi 및 Si와 같은 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제3 구성 원소의 예는 B, C, Al, P 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 구성 원소 및 제3 구성 원소가 포함된 경우, 높은 전지 용량, 우수한 사이클 특성 등이 수득된다.In particular, as a material containing tin as a constituent element, for example, a material including a second constituent element and a third constituent element in addition to tin as the first constituent element may be preferable. Examples of the second constituent elements are Co, Fe, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Ce, Hf, Ta, W, Bi and Si It may include one or more of the elements. Examples of the third constituent element may include one or more of B, C, Al, P, and the like. When the second constituent element and the third constituent element are included, high battery capacity, excellent cycle characteristics, and the like are obtained.

특히, 구성 원소로서 주석, 코발트 및 탄소를 포함하는 재료(SnCoC-포함 재료)가 바람직할 수 있다. SnCoC-포함 재료에서, 예를 들어, 탄소 함량은 9.9 질량% 이상 내지 29.7 질량% 이하일 수 있고, 주석 및 코발트 함량의 비(Co/(Sn+Co))는 20 질량% 이상 내지 70 질량% 이하 일수 있으며, 이는, 이로써 높은 에너지 밀도가 수득되기 때문이다.In particular, a material containing tin, cobalt, and carbon (SnCoC-containing material) as a constituent element may be preferable. In the SnCoC-containing material, for example, the carbon content may be 9.9% by mass or more and 29.7% by mass or less, and the ratio of the tin and cobalt content (Co/(Sn+Co)) is 20% by mass or more and 70% by mass or less This may be because this results in a high energy density.

SnCoC-포함 재료는 주석, 코발트 및 탄소를 포함하는 상을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기 상은 저결정성 또는 비정질인 것이 바람직할 수 있다. 상은 리튬과 반응할 수 있는 반응 상이다. 따라서, 반응 상의 존재로 인해, 우수한 특성이 수득된다. 상의 X-선 회절에 의해 수득된 회절 피크의 반치폭(half bandwidth)은, 특정 X-선으로서 CuKα선을 이용하고 삽인 속도(insertion rate)가 1˚/분인 경우에 2θ의 회절각을 기반으로 1˚이상인 것이 바람직할 수 있다. 이로써, 리튬 이온이 좀더 원활하게 흡장 및 방출되며, 전해액과의 반응성이 감소한다. 일부 경우에, SnCoC-포함 재료는 저결정성 상 또는 비정질 상에 추가하여, 각 구성 원소의 단체 또는 일부를 포함하는 상을 포함함을 주목한다. It may be desirable for the SnCoC-comprising material to have a phase comprising tin, cobalt and carbon. It may be desirable for the phase to be low crystalline or amorphous. The phase is a reaction phase capable of reacting with lithium. Therefore, due to the presence of the reaction phase, excellent properties are obtained. The half bandwidth of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction on the phase is based on the diffraction angle of 2θ when CuKα rays are used as specific X-rays and the insertion rate is 1°/min. It may be desirable to be more than ˚. As a result, lithium ions are more easily occluded and released, and reactivity with the electrolyte is reduced. Note that in some cases, the SnCoC-comprising material includes a phase comprising a single or a portion of each constituent element, in addition to the low crystalline phase or the amorphous phase.

X-선 회절에 의해 수득된 회절 피크가 리튬과 반응할 수 있는 반응 상에 상응하는지 여부는 리튬과의 전기화학적 반응 전후에 X-선 회절 챠트들 간을 비교함으로써 용이하게 판단할 수 있다. 예를 들어, 리튬과의 전기화학적 반응 후의 회절 피크의 위치가 리튬과의 전기화학적 반응 전의 회절 피크의 위치에서 변경될 경우, 수득된 회절 피크는 리튬과 반응할 수 있는 반응 상에 상응한다. 이 경우, 예를 들어, 저결정성 반응 상 또는 비정질 반응 상의 회절 피크는 2θ=20˚ 이상 내지 50˚ 이하의 범위에서 보인다. 상기 반응 상은, 예를 들어, 전술한 각 구성 원소를 가질 수 있으며, 그의 저결정성 또는 비정질 구조는 가능하게는 주로 C의 존재로부터 기인한다.Whether the diffraction peak obtained by X-ray diffraction corresponds to a reaction phase capable of reacting with lithium can be easily judged by comparing between X-ray diffraction charts before and after the electrochemical reaction with lithium. For example, if the position of the diffraction peak after the electrochemical reaction with lithium is changed at the position of the diffraction peak before the electrochemical reaction with lithium, the obtained diffraction peak corresponds to a reaction phase capable of reacting with lithium. In this case, for example, the diffraction peak of the low-crystalline reaction phase or the amorphous reaction phase is seen in a range of 2θ=20° or more to 50° or less. The reaction phase may, for example, have each of the above-mentioned constituent elements, and its low crystalline or amorphous structure is possibly primarily due to the presence of C.

SnCoC-포함 재료에서, 구성 원소로서 탄소의 일부 또는 전부는 다른 구성 원소로서의 금속 원소 또는 반금속 원소에 결합되는 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 주석 등의 응집 또는 결정화가 억제되기 때문이다. 예를 들어 XPS 등을 이용하여 원소의 결합 상태를 확인하는 것이 가능하다. 시판되는 장치에서, 예를 들어 연(soft) X-선으로서, Al-Kα선, Mg-Kα선 등을 사용할 수 있다. 탄소의 일부 또는 전부가 금속 원소, 반금속 원소 등에 결합되는 경우, 탄소의 1s 궤도(C1s)의 합성파의 피크는 284.5 eV보다 낮은 영역에 나타난다. 장치에서, 금(Au) 원자의 4f 궤도(Au4f)의 피크가 84.0 eV에서 수득되도록 에너지 교정이 이루어짐을 주목한다. 이때, 일반적으로, 재료 표면상에 표면 오염 탄소가 존재하므로, 표면 오염 탄소의 C1s의 피크는 284.8 eV로 간주되며, 이를 에너지 기준으로 사용한다. XPS 측정에서, C1s 피크의 파형은 표면 오염 탄소의 피크와, SnCoC-포함 재료 중의 탄소의 피크를 포함하는 형태로 수득된다. 따라서, 예를 들어, 시판 소프트웨어를 이용하여 분석을 수행하여 두 피크 모두를 서로 분리시킬 수 있다. 파형 분석에서, 최저 속박 에너지 측(lowest bound energy side) 상에 존재하는 주 피크의 위치가 에너지 기준(284.8 eV)이다.In the SnCoC-comprising material, it may be desirable that some or all of the carbon as a constituent element is bonded to a metal element or a semimetal element as another constituent element, because aggregation or crystallization of tin or the like is thereby suppressed. For example, it is possible to check the bonding state of elements using XPS or the like. In a commercially available device, for example, as soft X-rays, Al-Kα rays, Mg-Kα rays, or the like can be used. When some or all of the carbon is bonded to a metal element, a semimetal element, or the like, the peak of the synthetic wave of the 1s orbital (C1s) of carbon appears in a region lower than 284.5 eV. Note that in the device, energy calibration is made so that the peak of the 4f orbital (Au4f) of the gold (Au) atom is obtained at 84.0 eV. At this time, in general, since surface-contaminated carbon is present on the surface of the material, the peak of C1s of the surface-contaminated carbon is regarded as 284.8 eV, which is used as an energy reference. In XPS measurements, the waveform of the C1s peak is obtained in the form comprising a peak of surface contaminated carbon and a peak of carbon in the SnCoC-containing material. Thus, for example, analysis can be performed using commercially available software to separate both peaks from each other. In waveform analysis, the position of the main peak present on the lowest bound energy side is the energy reference (284.8 eV).

SnCoC-포함 재료는, 구성 원소로서 주석, 코발트 및 탄소만으로 구성된 재료(SnCoC)로 제한되지 않음을 주목한다. SnCoC-포함 재료는, 주석, 코발트 및 탄소에 추가하여 구성 원소로서, 예를 들어 Si, Fe, Ni, Cr, In, Nb, Ge, Ti, Mo, Al, P, Ga, Bi 등 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.Note that the SnCoC-containing material is not limited to a material consisting only of tin, cobalt and carbon (SnCoC) as constituent elements. The SnCoC-containing material is a constituent element in addition to tin, cobalt, and carbon, for example, one or more of Si, Fe, Ni, Cr, In, Nb, Ge, Ti, Mo, Al, P, Ga, Bi, etc. It may further include.

SnCoC-포함 재료에 추가하여, 구성 원소로서 주석, 코발트, 철 및 탄소를 포함하는 재료(SnCoFeC-포함 재료)도 또한 바람직할 수 있다. SnCoFeC-포함 재료의 조성은 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 철 함량이 적게 설정될 수 있는 조성은 하기와 같다. 즉, 탄소 함량은 9.9 질량% 이상 내지 29.7 질량% 이하일 수 있으며, 철 함량은 0.3 질량% 이상 내지 5.9 질량% 이하일 수 있고, 주석 및 코발트의 함량비(Co/(Sn+Co))는 30 질량% 이상 내지 70 질량% 이하일 수 있다. 또한, 철 함량이 크게 설정된 조성은 하기와 같다. 즉, 탄소 함량은 11.9 질량% 이상 내지 29.7 질량% 이하일 수 있으며, 주석, 코발트 및 철의 함량비((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))는 26.4 질량% 이상 내지 48.5 질량% 이하일 수 있고, 코발트 및 철의 함량비(Co/(Co+Fe))는 9.9 질량% 이상 내지 79.5 질량% 이하일 수 있다. 상기 조성 범위에서, 높은 에너지 밀도가 수득된다. SnCoFeC-포함 재료의 물성(반치폭 등)은 전술한 SnCoC-포함 재료의 물성과 유사함을 주목한다.In addition to the SnCoC-containing material, materials comprising tin, cobalt, iron and carbon as constituent elements (SnCoFeC-containing material) may also be preferred. The composition of the SnCoFeC-containing material can be set arbitrarily. For example, the composition in which the iron content can be set is as follows. That is, the carbon content may be 9.9 mass% or more to 29.7 mass% or less, the iron content may be 0.3 mass% or more to 5.9 mass% or less, and the content ratio of tin and cobalt (Co/(Sn+Co)) is 30 mass% % Or more to 70% by mass or less. In addition, the composition having a large iron content is as follows. That is, the carbon content may be 11.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and the content ratio ((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe)) of tin, cobalt, and iron is 26.4 mass% or more and 48.5 mass% or less. The content ratio of cobalt and iron (Co/(Co+Fe)) may be 9.9% by mass or more and 79.5% by mass or less. In this composition range, a high energy density is obtained. Note that the properties of the SnCoFeC-containing material (half width, etc.) are similar to those of the SnCoC-containing material described above.

이에 추가하여, 다른 애노드 재료는, 예를 들어, 금속 산화물, 고분자 화합물 등의 하나 이상일 수 있다. 금속 산화물의 예는 산화철, 산화 루테늄 및 산화 몰리브데늄을 포함할 수 있다. 고분자 화합물의 예는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린 및 폴리피롤을 포함할 수 있다.In addition to this, other anode materials may be, for example, one or more metal oxides, polymer compounds, and the like. Examples of the metal oxide may include iron oxide, ruthenium oxide and molybdenum oxide. Examples of the polymer compound may include polyacetylene, polyaniline and polypyrrole.

애노드 활물질 층(22B)은, 예를 들어 도포법, 기상 퇴적법, 액상 퇴적법, 분사법, 소성법(소결법) 등의 하나 이상에 의해 형성될 수 있다. 도포법은, 예를 들어, 입자상(분말상) 애노드 활물질을 애노드 바인더 등과 혼합한 후에, 혼합물을 유기 용매와 같은 용매에 분산시키고, 생성물을 애노드 집전체(22A)에 도포하는 방법이다. 기상 퇴적법의 예는 물리 퇴적법 및 화학 퇴적법을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 그의 예는 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 레이저 어블레이션법, 열화학 기상 성장법, 화학 기상 성장(CVD)법, 플라즈마 화학 기상 성장법을 포함할 수 있다. 액상 퇴적법의 예는 전해 도금법 및 무전해 도금법을 포함할 수 있다. 분사법은 용융 상태 또는 반-용융 상태의 애노드 활물질을 애노드 집전체(22A)에 분사하는 방법이다. 소성법은, 예를 들어 도포법을 이용하여 용매에 분산된 혼합물을 애노드 집전체(22A)에 도포한 후에, 애노드 바인더 등의 융점보다 더 높은 온도에서 열처리를 수행하는 방법이다. 소성법의 예는 분위기 소성법, 반응 소성법 및 핫-프레스(hot press) 소성법을 포함할 수 있다.The anode active material layer 22B may be formed by one or more of, for example, a coating method, a vapor deposition method, a liquid deposition method, a spraying method, and a firing method (sintering method). The coating method is, for example, a method in which a particle (powder) anode active material is mixed with an anode binder or the like, and then the mixture is dispersed in a solvent such as an organic solvent, and the product is applied to the anode current collector 22A. Examples of the vapor deposition method may include a physical deposition method and a chemical deposition method. More specifically, examples thereof may include vacuum vapor deposition, sputtering, ion plating, laser ablation, thermochemical vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), and plasma chemical vapor deposition. Examples of the liquid deposition method may include an electrolytic plating method and an electroless plating method. The spraying method is a method of spraying the anode active material in a molten state or a semi-melt state to the anode current collector 22A. The firing method is, for example, a method of applying a mixture dispersed in a solvent to the anode current collector 22A using a coating method, and then performing heat treatment at a temperature higher than the melting point of the anode binder or the like. Examples of the firing method may include an atmosphere firing method, a reaction firing method and a hot press firing method.

이차 전지에서, 상술한 바와 같이, 충전 도중에 애노드(22) 상에 리튬 금속이 의도치않게 석출되는 것을 방지하기 위해, 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 애노드 재료의 전기화학적 당량은 캐소드의 전기화학적 당량보다 더 크다. 또한, 완전충전시의 개회로 전압(즉, 전지 전압)이 4.25 V 이상일 경우, 단위 질량당 리튬 이온의 방출량은, 동일한 캐소드 활물질이 사용된다 하더라도 개회로 전압이 4.2 V인 경우의 방출량보다 더 크다. 따라서, 이에 따라 캐소드 활물질 및 애노드 활물질의 양이 조정된다. 이로써, 높은 에너지 밀도를 수득할 수 있다.In the secondary battery, as described above, in order to prevent accidental precipitation of lithium metal on the anode 22 during charging, the electrochemical equivalent of the anode material capable of occluding and releasing lithium ions is the electrochemical equivalent of the cathode. Greater than equivalent In addition, when the open circuit voltage (ie, battery voltage) when fully charged is 4.25 V or more, the emission amount of lithium ions per unit mass is greater than the emission amount when the open circuit voltage is 4.2 V even if the same cathode active material is used. . Accordingly, the amounts of the cathode active material and the anode active material are adjusted accordingly. Thereby, a high energy density can be obtained.

애노드(22)의 만충전 상태에서의 최대 이용율(이하, 간단히 "애노드 이용율"로 지칭함)은 특별히 제한되지 않으며, 캐소드(21)의 용량과 애노드(22)의 용량 간의 비율에 따라 임의로 설정될 수 있다.The maximum utilization rate in the fully charged state of the anode 22 (hereinafter simply referred to as “anode utilization rate”) is not particularly limited, and may be arbitrarily set according to a ratio between the capacity of the cathode 21 and the capacity of the anode 22. have.

전술한 "애노드 이용율"은 [이용율(Z)(%) = (X/Y) x 100](상기에서, X는 애노드(22)의 만충전 상태에서 단위 면적당 리튬 이온의 흡장량을 나타내고, Y는 애노드(22)의 단위 면적당 전기화학적으로 흡장될 수 있는 리튬 이온의 양을 나타낸다)로 나타낸다."Anode utilization rate" described above is [availability (Z)(%) = (X/Y) x 100] (where X represents the amount of storage of lithium ions per unit area in the fully charged state of the anode 22, Y Denotes the amount of lithium ions that can be electrochemically stored per unit area of the anode 22).

흡장량(X)은, 예를 들어, 하기 수순에 의해 수득될 수 있다. 먼저, 이차 전지가 만충전 상태가 될 때까지 이차 전지를 충전한다. 그 후에, 이차 전지를 해체하고, 캐소드(21)에 대향하는 애노드(22) 부분(검사 애노드)을 절취한다. 이어서, 검사 애노드를 이용하여, 금속 리튬이 카운터 전극인 평가 전지를 조립한다. 마지막으로, 평가 전지를 방전하여, 초기 방전시의 방전 용량을 측정한 후, 방전 용량을 검사 애노드의 면적으로 나누어, 흡장량(X)을 산출한다. 이 경우, 용어 "방전"은 리튬 이온이 검사 애노드로부터 방전되는 방향으로의 통전을 지칭한다. 예를 들어, 0.1 mA/cm2의 전류 밀도로 전지 전압이 1.5 V에 도달할 때까지 정전류 방전을 수행한다.The storage amount (X) can be obtained, for example, by the following procedure. First, the secondary battery is charged until the secondary battery is fully charged. Thereafter, the secondary battery is disassembled, and a portion of the anode 22 (inspection anode) facing the cathode 21 is cut out. Then, using the inspection anode, an evaluation battery in which metallic lithium is a counter electrode is assembled. Finally, the evaluation battery is discharged, the discharge capacity at the time of initial discharge is measured, and the discharge capacity is divided by the area of the inspection anode to calculate the storage amount (X). In this case, the term "discharge" refers to energization in the direction in which lithium ions are discharged from the test anode. For example, a constant current discharge is performed until the battery voltage reaches 1.5 V with a current density of 0.1 mA/cm 2 .

한편, 흡장량(Y)는, 예를 들어 하기와 같이 산출될 수 있다. 상기의 방전된 평가 전지에 전지 전압이 0 V에 도달할 때까지 정전류 및 정전압 충전을 수행하여 충전 용량을 측정한 후에, 충전 용량을 검사 애노드의 면적으로 나누어 흡장량(Y)을 수득한다. 이 경우, 용어 "충전"은 검사 애노드에 리튬 이온이 흡장되는 방향으로의 통전을 지칭한다. 예를 들어, 정전압 충전은 0.1 mA/cm2의 전류 밀도 및 0 V의 전지 전압에서 전류 밀도가 0.02 mA/cm2에 도달할 때까지 수행된다.On the other hand, the storage amount Y can be calculated as follows, for example. After measuring the charging capacity by performing constant current and constant voltage charging to the discharged evaluation battery until the battery voltage reaches 0 V, the charging capacity is divided by the area of the test anode to obtain the storage amount (Y). In this case, the term "charge" refers to the energization in the direction in which lithium ions are occluded in the test anode. For example, constant voltage charging is performed at a current density of 0.1 mA/cm 2 and a cell voltage of 0 V until the current density reaches 0.02 mA/cm 2 .

특히, 애노드 이용율은 35% 이상 내지 80% 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 우수한 초기 충방전 특성, 우수한 사이클 특성, 우수한 부하 특성 등이 수득될 수 있기 때문이다.In particular, it may be desirable that the anode utilization rate is 35% or more to 80% or less, since this can obtain excellent initial charge/discharge characteristics, excellent cycle characteristics, and excellent load characteristics.

도 6에 예시된 바와 같이, 캐소드 활물질 층(21B)은, 예를 들어 캐소드 집전체(21A) 표면의 일부(예를 들어, 종 방향의 중심 영역)에 제공될 수 있다. 한편, 애노드 활물질 층(22B)은, 예를 들어 애노드 집전체(22A)의 전체 표면상에 제공될 수 있다. 이로써, 애노드 활물질 층(22B)은 캐소드 활물질 층(21B)에 대향하는 영역(대향 영역(R1)) 및 캐소드 활물질 층(21B)에 대향하지 않는 영역(비-대향 영역(R2))에 제공된다. 이 경우, 애노드 활물질 층(22B)에서, 대향 영역(R1)에 제공된 부분은 충방전에 관여하는 반면, 비-대향 영역(R2)에 제공된 부분은 충방전에 관여할 가능성이 더 적다. 도 6에서, 캐소드 활물질 층(21B) 및 애노드 활물질 층(22B)을 음영으로 나타냄을 주목한다.As illustrated in FIG. 6, the cathode active material layer 21B may be provided, for example, on a portion of the surface of the cathode current collector 21A (eg, a central region in the longitudinal direction). Meanwhile, the anode active material layer 22B may be provided on the entire surface of the anode current collector 22A, for example. Thereby, the anode active material layer 22B is provided in the region opposite the cathode active material layer 21B (opposing region R1) and in the region not facing the cathode active material layer 21B (non-opposing region R2). . In this case, in the anode active material layer 22B, the portion provided in the opposite region R1 is involved in charge and discharge, while the portion provided in the non-opposite region R2 is less likely to be involved in charge and discharge. Note that, in FIG. 6, the cathode active material layer 21B and the anode active material layer 22B are shaded.

상술한 바와 같이, 애노드 활물질(22B)에 포함된 애노드 활물질의 물성과 관련하여, TOF-SIMS를 이용한 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출된다. 하지만, 충방전시 애노드 활물질에서 리튬 이온이 흡장 및 방출될 경우, 애노드 활물질의 물성은 애노드 활물질(22B) 형성시의 상태로부터 변화할 수 있다. 하지만, 비-대향 영역(R2)에서는, 애노드 활물질(22B)의 물성은 충방전에 의해 거의 영향을 받지 않도록 유지된다. 따라서, 애노드 활물질의 물성과 관련하여, 비-대향 영역(R2)의 애노드 활물질(22B)을 조사하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 충방전 이력(예를 들어, 충방전 유무 및 충방전 횟수)에 의존하지 않고 애노드 활물질의 물성을 재현성 있게 정확히 조사하는 것이 가능하기 때문이다. 애노드 활물질의 물성(결정립의 평균 면적 점유율 및 평균 입경) 및 조성(원자비 x,y 및 z)과 같은 다른 변수에 대해서도 동일하게 적용된다.As described above, in relation to the physical properties of the anode active material contained in the anode active material 22B, specific ions are detected by cation analysis using TOF-SIMS. However, when lithium ions are occluded and released from the anode active material during charge and discharge, the physical properties of the anode active material may change from the state at the time of formation of the anode active material 22B. However, in the non-opposite region R2, the physical properties of the anode active material 22B are maintained to be hardly affected by charging and discharging. Accordingly, it may be desirable to irradiate the anode active material 22B in the non-opposite region R2 in relation to the physical properties of the anode active material. One of the reasons is that, in this case, it is possible to accurately and accurately examine the physical properties of the anode active material without depending on the charge/discharge history (for example, the presence or absence of charge/discharge and the number of charge/discharge). The same applies to other variables such as the physical properties of the anode active material (average area share and average particle size of crystal grains) and composition (atomic ratios x, y and z).

[세퍼레이터][Separator]

세퍼레이터(23)는 캐소드(21)를 애노드(22)로부터 분리시키고, 양쪽 전극의 접촉에 기인한 전류 단락을 방지하면서 리튬 이온을 통과시킨다. 세퍼레이터(23)는, 예를 들어 합성 수지, 세라믹 등으로 형성된 다공질 막일 수 있다. 세퍼레이터(23)는 2종류 이상의 다공질 막이 적층된 적층막일 수 있다. 합성 수지의 예는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.The separator 23 separates the cathode 21 from the anode 22, and passes lithium ions while preventing a short circuit of current due to contact of both electrodes. The separator 23 may be, for example, a porous film formed of synthetic resin, ceramic, or the like. The separator 23 may be a laminated film in which two or more types of porous films are laminated. Examples of synthetic resins may include polytetrafluoroethylene, polypropylene and polyethylene.

특히, 세퍼레이터(23)는, 예를 들어 전술한 다공질 막(기재 층)의 한 면 또는 양면 상에 고분자 화합물 층을 포함할 수 있다. 이로써, 캐소드(21) 및 애노드(22)에 대한 세퍼레이터(23)의 밀착성이 개선되어, 나선 권취형 전극체(20)의 왜도(skewness) 등이 억제된다. 이로써, 전해액의 분해 반응이 억제되고, 기재 층에 함침된 전해액의 누액이 억제된다. 따라서, 충방전이 반복될 경우에도, 이차 전지의 저항이 증가할 가능성이 더 적고, 전지 팽창이 억제된다.In particular, the separator 23 may include, for example, a polymer compound layer on one side or both sides of the aforementioned porous membrane (base layer). Thereby, the adhesiveness of the separator 23 to the cathode 21 and the anode 22 is improved, and skewness and the like of the spiral wound electrode body 20 are suppressed. Thereby, the decomposition reaction of the electrolyte solution is suppressed, and the leakage of the electrolyte solution impregnated into the base layer is suppressed. Therefore, even when charging/discharging is repeated, the possibility of increasing the resistance of the secondary battery is less, and battery expansion is suppressed.

고분자 화합물 층은, 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 고분자 재료를 포함할 수 있으며, 이는 상기 고분자 재료가 우수한 물리적 강도를 갖고 전기화학적으로 안정하기 때문이다. 하지만, 고분자 재료는 폴리비닐리덴 플루오라이드 이외의 고분자 재료일 수 있다. 고분자 화합물 층을 형성할 경우, 예를 들어, 고분자 재료가 용해된 용액을 준비한 후에, 그 용액을 기재 층에 도포하고, 이어서 이를 건조시킨다. 이와 달리, 기재 층을 용액에 침적시킬 수 있고, 이어서 건조시킬 수 있다.The polymer compound layer may include, for example, a polymer material such as polyvinylidene fluoride, because the polymer material has excellent physical strength and is electrochemically stable. However, the polymer material may be a polymer material other than polyvinylidene fluoride. When forming a polymer compound layer, for example, after preparing a solution in which a polymer material is dissolved, the solution is applied to a substrate layer, and then dried. Alternatively, the substrate layer can be immersed in solution and then dried.

[전해액][Electrolyte amount]

세퍼레이터(23)에 액체 전해질인 전해액을 함침시킨다. 전해액은 용매 및 전해질 염을 포함하며, 첨가제와 같은 하나 이상의 다른 재료를 추가로 포함할 수 있다.The separator 23 is impregnated with an electrolyte, which is a liquid electrolyte. The electrolyte solution includes a solvent and an electrolyte salt, and may further include one or more other materials such as additives.

용매는 유기 용매와 같은 하나 이상의 비수 용매를 포함한다. 비수 용매의 예는 환상 에스테르 카보네이트, 쇄상 에스테르 카르보네이트, 락톤, 쇄상 카르복실산 에스테르 및 니트릴을 포함할 수 있으며, 이는, 이로써 우수한 전지 용량, 우수한 사이클 특성, 우수한 보존 특성 등이 수득되기 때문이다. 환상 에스테르 카보네이트의 예는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 부틸렌 카보네이트를 포함할 수 있다. 쇄상 에스테르 카보네이트의 예는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트 및 메틸프로필 카보네이트를 포함할 수 있다. 락톤의 예는 γ-부티로락톤 및 γ-발레로락톤을 포함할 수 있다. 카르복실산 에스테르의 예는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 메틸 이소부티레이트, 메틸 트리메틸아세테이트 및 에틸 트리메틸아세테이트를 포함할 수 있다. 니트릴의 예는 아세토니트릴, 글루타로니트릴, 아디포니트릴, 메톡시아세토니트릴 및 3-메톡시프로피오니트릴을 포함할 수 있다.The solvent includes one or more non-aqueous solvents such as organic solvents. Examples of non-aqueous solvents may include cyclic ester carbonates, chain ester carbonates, lactones, chain carboxylic acid esters, and nitriles, since this results in excellent battery capacity, excellent cycle characteristics, excellent storage characteristics, and the like. . Examples of cyclic ester carbonates may include ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate. Examples of the chain ester carbonate may include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and methylpropyl carbonate. Examples of lactones may include γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Examples of the carboxylic acid ester may include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate and ethyl trimethyl acetate. Examples of nitriles may include acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile and 3-methoxypropionitrile.

이에 추가하여, 비수 용매의 예는 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로피란, 1,3-디옥솔란, 4-메틸-1,3-디옥솔란, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리디논, N-메틸옥사졸리디논, N,N'-디메틸이미다졸리디논, 니트로메탄, 니트로에탄, 술포란, 트리메틸 포스페이트 및 디메틸 술폭시드를 포함할 수 있다. 이로써, 유사한 장점이 수득된다.In addition, examples of the non-aqueous solvent include 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N,N'-dimethylimidazolidinone, nitromethane, Nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate and dimethyl sulfoxide. Thereby, similar advantages are obtained.

특히, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 및 에틸 메틸 카보네이트 중 하나 이상이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 우수한 전지 용량, 우수한 사이클 특성, 우수한 보존 특성 등이 수득되기 때문이다. 이 경우에, 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트와 같은 고 점도(고 유전율) 용매(예를 들어, 비유전율 ε≥30), 및 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저 점도 용매(예를 들어, 점도≤1 mPaㆍs)의 조합이 더욱 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는 전해질 염의 해리 특성 및 이온 이동도가 개선되기 때문이다.In particular, one or more of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate may be preferable, because excellent battery capacity, excellent cycle characteristics, excellent storage characteristics, and the like are obtained. In this case, high viscosity (high dielectric constant) solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate (e.g., relative dielectric constant ε≥30), and low viscosity solvents such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate (e.g. , Viscosity ≤ 1 mPa·s) may be more preferable. One of the reasons is that the dissociation properties and ionic mobility of the electrolyte salt are improved.

특히, 용매는 불포화 환상 에스테르 카보네이트, 할로겐화 에스테르 카보네이트, 술톤(환상 술폰산 에스테르) 및 산 무수물 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이는, 이로써 전해액의 화학적 안정성이 개선되기 때문이다. 불포화 환상 에스테르 카보네이트는 하나 이상의 불포화 결합(탄소-탄소 이중 결합)을 갖는 환상 에스테르 카보네이트이며, 예를 들어, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 메틸렌에틸렌 카보네이트 등일 수 있다. 할로겐화 에스테르 카보네이트는 구성 원소로서 하나 이상의 할로겐을 포함하는 환상 에스테르 카보네이트 또는 쇄상 에스테르 카보네이트이다. 환상 할로겐화 에스테르 카보네이트의 예는 4-플루오로-1,3-디옥솔-2-온 및 4,5-디플루오로-1,3-디옥솔-2-온을 포함할 수 있다. 할로겐화 에스테르 카보네이트의 예는 플루오로메틸 메틸 카보네이트, 비스(플루오로메틸) 카보네이트 및 디플루오로메틸 메틸 카보네이트를 포함할 수 있다. 술톤의 예는 프로판 술톤 및 프로펜 술톤을 포함할 수 있다. 산 무수물의 예는 숙신산 무수물, 에탄 디술폰산 무수물 및 술포벤조산 무수물을 포함할 수 있다. 하지만, 용매의 예는 상술한 재료에 한정되지 않으며, 다른 재료를 포함할 수 있다.In particular, the solvent may include one or more of unsaturated cyclic ester carbonate, halogenated ester carbonate, sultone (cyclic sulfonic acid ester) and acid anhydride, because this improves the chemical stability of the electrolyte. The unsaturated cyclic ester carbonate is a cyclic ester carbonate having at least one unsaturated bond (carbon-carbon double bond), and may be, for example, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, methyleneethylene carbonate, and the like. Halogenated ester carbonates are cyclic ester carbonates or chain ester carbonates containing one or more halogens as constituent elements. Examples of cyclic halogenated ester carbonates may include 4-fluoro-1,3-dioxol-2-one and 4,5-difluoro-1,3-dioxol-2-one. Examples of halogenated ester carbonates may include fluoromethyl methyl carbonate, bis(fluoromethyl) carbonate and difluoromethyl methyl carbonate. Examples of the sultone may include propane sultone and propene sultone. Examples of the acid anhydride may include succinic anhydride, ethane disulfonic anhydride and sulfobenzoic anhydride. However, examples of the solvent are not limited to the above-described materials, and may include other materials.

전해질 염은, 예를 들어, 리튬 염과 같은 하나 이상의 염을 포함할 수 있다. 하지만, 전해질 염은, 예를 들어, 리튬 염 이외의 염을 포함할 수 있다. "리튬 염 이외의 염"의 예는 리튬 염 이외의 경금속 염을 포함할 수 있다.The electrolyte salt may include one or more salts, for example lithium salts. However, the electrolyte salt may include, for example, salts other than lithium salts. Examples of “salts other than lithium salts” may include light metal salts other than lithium salts.

리튬 염의 예는 LiPF6(lithium hexafluorophosphate), LiBF4(lithium tetrafluoroborate), LiClO4(lithium perchlorate), LiAsF6(lithium hexafluoroarsenate), LiB(C6H5)4(lithium tetraphenylborate), LiCH3SO3(lithium methanesulfonate), LiCF3SO3(lithium trifluoromethane sulfonate), LiAlCl4(lithium tetrachloroaluminate), Li2SiF6(dilithium hexafluorosilicate), LiCl(lithium chloride) 및 LiBr(lithium bromide)를 포함할 수 있다. 이로써, 우수한 전지 용량, 우수한 사이클 특성, 우수한 보존 특성 등이 수득된다.Examples of lithium salts are LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate), LiBF 4 (lithium tetrafluoroborate), LiClO 4 (lithium perchlorate), LiAsF 6 (lithium hexafluoroarsenate), LiB(C 6 H 5 ) 4 (lithium tetraphenylborate), LiCH 3 SO 3 ( lithium methanesulfonate), LiCF 3 SO 3 (lithium trifluoromethane sulfonate), LiAlCl 4 (lithium tetrachloroaluminate), Li 2 SiF 6 (dilithium hexafluorosilicate), LiCl (lithium chloride) and LiBr (lithium bromide). Thereby, excellent battery capacity, excellent cycle characteristics, excellent storage characteristics, and the like are obtained.

특히, LiPF6, LiBF4, LiClO4 및 LiAsF6 중 하나 이상이 바람직할 수 있으며, LiPF6가 더욱 바람직할 수 있고, 이는, 이로써 내부 저항이 저하되어 더 높은 효과가 수득되기 때문이다. 하지만, 전해질 염의 예는 상술한 재료에 한정되지 않으며, 다른 재료를 포함할 수 있다.In particular, one or more of LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and LiAsF 6 may be preferred, and LiPF 6 may be more preferable, because the internal resistance is lowered to obtain a higher effect. However, examples of the electrolyte salt are not limited to the materials described above, and may include other materials.

비록 전해질 염의 함량은 특별히 제한되지 않지만, 특히, 그의 함량은 용매에 대해, 0.3 mol/kg 이상 내지 3.0 mol/kg 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 이로써 높은 이온 전도성이 수득되기 때문이다. Although the content of the electrolyte salt is not particularly limited, in particular, it may be preferable that the content is 0.3 mol/kg or more and 3.0 mol/kg or less with respect to the solvent, because high ion conductivity is thereby obtained.

[이차 전지의 작동][Operation of secondary battery]

이차 전지는, 예를 들어 하기와 같이 작동할 수 있다. 충전시, 캐소드(21)에서 방출된 리튬 이온은 전해액을 통해 애노드(22)에 흡장된다. 한편, 방전시, 애노드(22)에서 방출된 리튬 이온은 전해액을 통해 캐소드(21)에 흡장된다.The secondary battery can operate as follows, for example. During charging, lithium ions released from the cathode 21 are stored in the anode 22 through the electrolyte. Meanwhile, during discharge, lithium ions emitted from the anode 22 are stored in the cathode 21 through the electrolyte.

이차 전지에서, 상술한 바와 같이, 비충전 상태에서 애노드(22)의 애노드 활물질에 리튬 이온을 예비-도핑하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이 경우에, 초기 충전 및 초기 방전시의 비가역 용량이 감소하여 초기 충방전 특성, 사이클 특성 등이 개선되기 때문이다. 예비-도핑의 유무에 관해서는, 도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 비-대향 영역(R2)의 애노드 활물질(22B)을 조사하는 것이 바람직할 수 있다.In the secondary battery, as described above, it may be desirable to pre-dope lithium ions on the anode active material of the anode 22 in a non-charged state. One of the reasons is that, in this case, the irreversible capacity at the time of initial charge and initial discharge is reduced, thereby improving initial charge and discharge characteristics, cycle characteristics, and the like. As to the presence or absence of pre-doping, it may be desirable to irradiate the anode active material 22B of the non-opposite region R2, as described with reference to FIG.

[이차 전지의 제조 방법][Method of manufacturing secondary battery]

이차 전지는, 예를 들어 하기 수순에 의해 제조될 수 있다.The secondary battery can be produced, for example, by the following procedure.

먼저, 캐소드(21)를 제조한다. 캐소드 활물질에 캐소드 바인더, 캐소드 도전제 등을 혼합하여 캐소드 혼합물을 준비한다. 이어서, 캐소드 혼합물을 유기 용매 등에 분산시켜 페이스트 캐소드 혼합물 슬러리를 수득한다. 이어서, 캐소드 집전체(21A)의 양면을 캐소드 혼합물 슬러리로 도포하고, 이를 건조시켜 캐소드 활물질 층(21B)을 형성한다. 이어서, 롤 프레스기(roll pressing machine) 등을 이용하여 캐소드 활물질 층(21B)을 압축 성형할 수 있다. 이 경우에, 압축 성형은 캐소드 활물질 층(21B)을 가열하면서 수행될 수 있거나, 압축 성형은 수회 반복될 수 있다.First, the cathode 21 is manufactured. A cathode mixture is prepared by mixing a cathode binder and a cathode conductive material with the cathode active material. Subsequently, the cathode mixture is dispersed in an organic solvent or the like to obtain a paste cathode mixture slurry. Subsequently, both surfaces of the cathode current collector 21A are coated with the cathode mixture slurry, and dried to form the cathode active material layer 21B. Subsequently, the cathode active material layer 21B may be compression molded using a roll pressing machine or the like. In this case, compression molding may be performed while heating the cathode active material layer 21B, or compression molding may be repeated several times.

애노드(22)를 제조할 경우, 예를 들어, 상술한 캐소드(21)의 수순과 유사한 수순에 의해 애노드 집전체(22A) 상에 애노드 활물질 층(22B)을 형성한다. 구체적으로, 전술한 활물질을 포함하는 애노드 활물질을 애노드 바인더, 애노드 도전제 등과 혼합하여 애노드 혼합물을 준비하고, 이어서 이를 유기 용매 등에 분산시켜 페이스트 애노드 혼합물 슬러리를 형성한다. 이어서, 애노드 집전체(22A)의 양면을 애노드 혼합물 슬러리로 도포하고, 이를 건조시켜 애노드 활물질 층(22B)을 형성한다. 그 후에, 애노드 활물질 층(22B)을 압축 성형한다.When manufacturing the anode 22, for example, the anode active material layer 22B is formed on the anode current collector 22A by a procedure similar to that of the cathode 21 described above. Specifically, an anode active material including the above-described active material is mixed with an anode binder, an anode conductive agent, and the like to prepare an anode mixture, and then, it is dispersed in an organic solvent or the like to form a paste anode mixture slurry. Subsequently, both surfaces of the anode current collector 22A are applied as an anode mixture slurry, and dried to form an anode active material layer 22B. Thereafter, the anode active material layer 22B is compression molded.

마지막으로, 캐소드(21) 및 애노드(22)를 이용하여 이차 전지를 조립한다. 용접법 등을 이용하여 캐소드 집전체(21A)에 캐소드 리드(24)를 부착하고, 용접법 등을 이용하여 애노드 집전체(22A)에 애노드 리드(25)를 부착한다. 이어서, 세퍼레이터(23)를 사이에 개재시켜 캐소드(21)와 애노드(22)를 적층하고 종 방향으로 나선형 권취하여, 전지 소자(20)를 형성한다. 이어서, 전지 소자(20)를 전지 캔(11)에 수납한 후, 전지 소자(20) 상에 절연판(12)을 놓는다. 이어서, 용접법 등을 이용하여 캐소드 핀(15)에 캐소드 리드(24)를 부착하고, 용접법 등을 이용하여 전지 캔(11)에 애노드 리드(25)를 부착한다. 이 경우, 레이저 용접법 등에 의해 전지 캔(11)의 개방 단부에 전지 커버(13)를 고정시킨다. 마지막으로, 주입공(19)으로부터 전지 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하여 세퍼레이터(23)를 전해액으로 함침시킨 후, 주입공(19)을 봉지 부재(19A)로 봉지한다.Finally, the secondary battery is assembled using the cathode 21 and the anode 22. The cathode lead 24 is attached to the cathode current collector 21A using a welding method or the like, and the anode lead 25 is attached to the anode current collector 22A using a welding method or the like. Subsequently, the cathode 21 and the anode 22 are stacked with the separator 23 interposed therebetween, and spirally wound in the longitudinal direction to form the battery element 20. Subsequently, the battery element 20 is housed in the battery can 11, and then the insulating plate 12 is placed on the battery element 20. Subsequently, the cathode lead 24 is attached to the cathode pin 15 using a welding method or the like, and the anode lead 25 is attached to the battery can 11 using a welding method or the like. In this case, the battery cover 13 is fixed to the open end of the battery can 11 by laser welding or the like. Finally, an electrolyte is injected into the battery can 11 from the injection hole 19 to impregnate the separator 23 with the electrolyte, and then the injection hole 19 is sealed with a sealing member 19A.

[이차 전지의 작용 및 효과][Action and Effect of Secondary Battery]

각형 이차 전지에 있어서, 애노드(22)의 애노드 활물질 층(22B)은 애노드 활물질로서 전술한 활물질을 포함한다. 따라서, 애노드 활물질의 전기 저항이 저하되고, 전해액의 분해 반응 등이 억제되어, 우수한 전지 특성을 수득할 수 있다. 다른 효과는 활물질의 효과와 유사하다.In the prismatic secondary battery, the anode active material layer 22B of the anode 22 includes the above-described active material as the anode active material. Therefore, the electrical resistance of the anode active material is lowered, the decomposition reaction of the electrolyte solution, etc. are suppressed, and excellent battery characteristics can be obtained. Other effects are similar to those of the active material.

[2-2. 원통형][2-2. Cylindrical]

도 7 및 도 8은 원통형 이차 전지의 단면 구성을 예시한다. 도 8은 도 7에 예시된 나선 권취형 전극체(40)의 확대된 일부를 예시한다. 하기 설명에서, 상술한 각형 이차 전지의 구성 요소를 적절히 사용할 것이다.7 and 8 illustrate a cross-sectional configuration of a cylindrical secondary battery. FIG. 8 illustrates an enlarged part of the spiral wound electrode body 40 illustrated in FIG. 7. In the following description, the components of the above-described prismatic secondary battery will be used as appropriate.

[이차 전지의 전체 구성][Overall configuration of secondary battery]

여기서 설명된 이차 전지는 소위 원통형 리튬 이온 이차 전지이다. 예를 들어, 이차 전지는 중공 원주 형태의 전지 캔(31) 내부에 한 쌍의 절연판(32 및 33) 및 나선 권취형 전극체(40)를 포함할 수 있다. 나선 권취형 전극체(40)는, 예를 들어, 세퍼레이터(43)를 사이에 개재시켜 캐소드(41) 및 애노드(42)를 적층한 다음, 수득된 적층체를 나선형으로 권취함으로써 형성할 수 있다.The secondary battery described herein is a so-called cylindrical lithium ion secondary battery. For example, the secondary battery may include a pair of insulating plates 32 and 33 and a spiral wound electrode body 40 inside the hollow cylindrical battery can 31. The spiral wound electrode body 40 can be formed by, for example, laminating the cathodes 41 and anodes 42 with the separators 43 interposed therebetween, and then spirally winding the obtained laminates. .

전지 캔(31)은, 예를 들어 전지 캔(31)의 한 단부가 폐쇄되고 전지 캔(31)의 다른 단부가 개방된 중공 구조를 가질 수 있다. 전지 캔(31)은, 예를 들어, 철, 알루미늄, 그의 합금 등으로 형성될 수 있다. 전지 캔(31)의 표면은 니켈 등으로 도금될 수 있다. 한 쌍의 절연판(32 및 33)은, 나선 권취형 전극체(40)를 사이에 개재시키고 나선 권취형 전극체(40)의 나선형으로 권취된 주변 면에 대해 수직으로 연장되도록 배치된다.The battery can 31 may have, for example, a hollow structure in which one end of the battery can 31 is closed and the other end of the battery can 31 is opened. The battery can 31 may be formed of, for example, iron, aluminum, or an alloy thereof. The surface of the battery can 31 may be plated with nickel or the like. The pair of insulating plates 32 and 33 are disposed so as to extend perpendicular to the helically wound peripheral surface of the spiral wound electrode body 40 with the spiral wound electrode body 40 interposed therebetween.

전지 캔(31)의 개방 단부에, 전지 커버(34), 안전 밸브 기구(35) 및 열감 저항 소자(positive temperature coefficient device)(PTC 소자)(36)를 가스켓(37)으로 압착(swaged)시켜 부착한다. 이로써, 전지 캔(31)을 밀폐시킨다. 전지 커버(34)는, 예를 들어 전지 캔(31) 재료와 유사한 재료로 형성될 수 있다. 안전 밸브 기구(35) 및 PTC 소자(36)는 전지 커버(34) 내부에 제공된다. 안전 밸브 기구(35)는 PTC 소자(36)를 통해 전지 커버(34)에 전기적으로 접속된다. 안전 밸브 기구(35)에서, 내부 단락, 외부 가열 등에 의해 내부 압력이 특정 수준 이상이 될 경우, 디스크 판(35A)이 반전되어 전지 커버(34)와 나선 권취형 전극체(40) 간의 전기적 접속을 끊는다. PTC 소자(36)는 대전류(large current)에 기인한 비정상적인 발열을 방지한다. 온도가 상승함에 따라, PTC 소자(36)의 저항도 이에 따라 증가한다. 가스켓(37)은, 예를 들어 절연재로 형성될 수 있다. 가스켓(37)의 표면은 아스팔트로 도포될 수 있다.At the open end of the battery can 31, a battery cover 34, a safety valve mechanism 35 and a positive temperature coefficient device (PTC element) 36 are swaged with a gasket 37 Attach. Thereby, the battery can 31 is sealed. The battery cover 34 may be formed of, for example, a material similar to the battery can 31 material. The safety valve mechanism 35 and the PTC element 36 are provided inside the battery cover 34. The safety valve mechanism 35 is electrically connected to the battery cover 34 through the PTC element 36. In the safety valve mechanism 35, when the internal pressure exceeds a certain level due to internal short circuit, external heating, or the like, the disk plate 35A is inverted to electrically connect the battery cover 34 and the spiral wound electrode body 40. Hang up. The PTC element 36 prevents abnormal heat generation due to large current. As the temperature rises, the resistance of the PTC element 36 also increases accordingly. The gasket 37 may be formed of an insulating material, for example. The surface of the gasket 37 can be applied with asphalt.

나선 권취형 전극체(40)의 중심의 중공 공간에, 예를 들어 센터 핀(44)이 삽입될 수 있다. 하지만, 센터 핀(44)이 반드시 그 안에 포함될 필요는 없다. 예를 들어, 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성된 캐소드 리드(45)가 캐소드(41)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 니켈과 같은 도전성 재료로 형성된 애노드 리드(46)가 애노드(42)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 캐소드 리드(45)는 안전 밸브 기구(35)에 용접될 수 있으며, 전지 커버(34)에 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 애노드 리드(46)는 전지 캔(31)에 용접될 수 있고, 전지 캔(31)에 전기적으로 접속될 수 있다.The center pin 44 may be inserted into the hollow space in the center of the spiral wound electrode body 40. However, the center pin 44 need not necessarily be included therein. For example, a cathode lead 45 formed of a conductive material such as aluminum can be connected to the cathode 41. For example, an anode lead 46 formed of a conductive material such as nickel can be connected to the anode 42. For example, the cathode lead 45 can be welded to the safety valve mechanism 35 and can be electrically connected to the battery cover 34. For example, the anode lead 46 can be welded to the battery can 31 and can be electrically connected to the battery can 31.

캐소드(41)는, 예를 들어, 캐소드 집전체(41A)의 한 면 또는 양면 상에 캐소드 활물질 층(41B)을 가질 수 있다. 애노드(42)는, 예를 들어, 애노드 집전체(42A)의 한 면 또는 양면 상에 애노드 활물질 층(42B)을 가질 수 있다. 캐소드 집전체(41A), 캐소드 활물질 층(41B), 애노드 집전체(42A) 및 애노드 활물질 층(42B)의 구성은 각각 캐소드 집전체(21A), 캐소드 활물질 층(21B), 애노드 집전체(22A) 및 애노드 활물질 층(22B)의 구성과 유사하다. 즉, 전극인 애노드(42)의 애노드 활물질 층(42B)은 애노드 활물질로서 전술한 활물질을 포함한다. 세퍼레이터(43)의 구성은 세퍼레이터(23)의 구성과 유사하다. 세퍼레이터(43)에 함침된 전해액의 조성은 각형 이차 전지의 전해액의 조성과 유사하다.The cathode 41 may have the cathode active material layer 41B on one side or both sides of the cathode current collector 41A, for example. The anode 42 may have, for example, an anode active material layer 42B on one side or both sides of the anode current collector 42A. The configurations of the cathode current collector 41A, the cathode active material layer 41B, the anode current collector 42A, and the anode active material layer 42B are respectively the cathode current collector 21A, the cathode active material layer 21B, and the anode current collector 22A. ) And the anode active material layer 22B. That is, the anode active material layer 42B of the anode 42, which is an electrode, includes the above-described active material as the anode active material. The configuration of the separator 43 is similar to that of the separator 23. The composition of the electrolyte impregnated in the separator 43 is similar to that of the prismatic secondary battery.

[이차 전지의 작동][Operation of secondary battery]

원통형 이차 전지는, 예를 들어 하기와 같이 작동할 수 있다. 충전시, 캐소드(41)로부터 방출된 리튬 이온은 전해액을 통해 애노드(42)에 흡장된다. 한편, 방전시, 애노드(42)로부터 방출된 리튬 이온은 전해액을 통해 캐소드(41)에 흡장된다.The cylindrical secondary battery can operate, for example, as follows. During charging, lithium ions released from the cathode 41 are stored in the anode 42 through the electrolyte. Meanwhile, during discharge, lithium ions emitted from the anode 42 are stored in the cathode 41 through the electrolyte.

[이차 전지의 제조 방법][Method of manufacturing secondary battery]

원통형 이차 전지는, 예를 들어 하기의 수순에 의해 제조될 수 있다. 먼저, 예를 들어, 캐소드(41) 및 애노드(42)는 캐소드(21) 및 애노드(22)의 제조 수순과 유사한 제조 수순에 의해 제조된다. 즉, 캐소드 집전체(41A)의 양면 상에 캐소드 활물질 층(41B)을 형성하여 캐소드(41)를 형성하고, 애노드 집전제(42A)의 양면 상에 애노드 활물질 층(42B)을 형성하여 애노드(42)를 형성한다. 이어서, 용접법 등을 이용하여 캐소드(41)에 캐소드 리드(45)를 부착하고, 유사하게, 용접법 등을 이용하여 애노드(42)에 애노드 리드(46)를 부착한다. 이어서, 세퍼레이터(43)를 사이에 개재시켜 캐소드(41) 및 애노드(42)를 적층하고 나선형으로 권취하여 나선 권취형 전극체(40)를 제조한다. 그 후에, 나선 권취형 전극체(40)의 중심의 중공 공간에, 센터 핀(44)을 삽입한다. 이어서, 나선 권취형 전극체(40)를 한 쌍의 절연판(32 및 33) 사이에 개재시키고, 전지 캔(31) 내에 수납한다. 이 예에서, 용접법 등을 이용하여 안전 밸브 기구(35)에 캐소드 리드(45)를 부착하고, 용접법 등을 이용하여 전지 캔(31)에 애노드 리드(46)의 선단부를 부착한다. 이어서, 전지 캔(31)에 전해액을 주입하고, 세퍼레이터(43)를 전해액으로 함침시킨다. 마지막으로, 전지 캔(31)의 개방 단부에 전지 커버(34), 안전 밸브 기구(35) 및 PTC 소자(36)를 부착하고, 가스켓(37)으로 압착시켜 고정시킨다.The cylindrical secondary battery can be produced, for example, by the following procedure. First, for example, the cathode 41 and the anode 42 are manufactured by a manufacturing procedure similar to that of the cathode 21 and the anode 22. That is, the cathode active material layer 41B is formed on both surfaces of the cathode current collector 41A to form the cathode 41, and the anode active material layer 42B is formed on both surfaces of the anode current collector 42A to form the anode ( 42). Next, the cathode lead 45 is attached to the cathode 41 using a welding method or the like, and similarly, the anode lead 46 is attached to the anode 42 using a welding method or the like. Subsequently, the cathode 41 and the anode 42 are stacked with the separator 43 interposed therebetween, and wound spirally to prepare a spiral wound electrode body 40. Thereafter, the center pin 44 is inserted into the hollow space in the center of the spiral wound electrode body 40. Subsequently, the spiral wound electrode body 40 is interposed between the pair of insulating plates 32 and 33, and is accommodated in the battery can 31. In this example, the cathode lead 45 is attached to the safety valve mechanism 35 using a welding method or the like, and the tip end of the anode lead 46 is attached to the battery can 31 using a welding method or the like. Next, an electrolyte is injected into the battery can 31, and the separator 43 is impregnated with the electrolyte. Finally, the battery cover 34, the safety valve mechanism 35 and the PTC element 36 are attached to the open end of the battery can 31, and compressed by a gasket 37 to fix it.

[이차 전지의 작용 및 효과][Action and Effect of Secondary Battery]

원통형 이차 전지에 있어서, 애노드(42)의 애노드 활물질 층(42B)은 애노드 활물질로서 전술한 활물질을 포함한다. 따라서, 각형 이차 전지와 유사한 이유로 우수한 전지 특성을 수득할 수 있다. 다른 작용 및 다른 효과는 각형 이차 전지의 경우와 유사하다.In the cylindrical secondary battery, the anode active material layer 42B of the anode 42 includes the above-described active material as the anode active material. Therefore, excellent battery characteristics can be obtained for a similar reason to the prismatic secondary battery. Other actions and other effects are similar to those of the prismatic secondary battery.

[2-3. 라미네이트 필름형][2-3. Laminate film type]

도 9는 라미네이트 필름형 이차 전지의 분해 사시 구성을 예시한다. 도 10은 도 9에 예시된 나선 권취형 전극체(50)의 X-X선을 따라 취한 확대된 단면을 예시한다. 도 9는 나선 권취형 전극체(50)가 2개의 외장 부재(60)와 분리된 상태를 예시한다. 하기 설명에서, 상술한 원통형 이차 전지의 구성 요소를 필요에 따라 사용할 것이다.9 illustrates an exploded perspective configuration of a laminate film type secondary battery. 10 illustrates an enlarged cross-section taken along the X-X line of the spiral wound electrode body 50 illustrated in FIG. 9. 9 illustrates a state in which the spiral wound electrode body 50 is separated from the two exterior members 60. In the following description, the components of the cylindrical secondary battery described above will be used as needed.

[이차 전지의 전체 구성][Overall configuration of secondary battery]

여기서 설명된 이차 전지는, 예를 들어 소위 라미네이트 필름형 리튬 이온 이차 전지일 수 있다. 예를 들어, 이차 전지에서, 나선 권취형 전극체(50)는 필름형 외장 부재(60)에 수납될 수 있다. 나선 권취형 전극체(50)는, 예를 들어, 세퍼레이터(55) 및 전해질 층(56)을 사이에 개재시켜 캐소드(53)와 애노드(54)를 적층하고, 이어서 수득된 적층체를 나선형으로 권취함으로써 형성될 수 있다. 캐소드(53)에 캐소드 리드(51)를 부착하고, 애노드(54)에 애노드 리드(52)를 부착한다. 나선 권취형 전극체(50)의 최외주부는 보호 테이프(57)에 의해 보호된다.The secondary battery described herein may be, for example, a so-called laminate film type lithium ion secondary battery. For example, in the secondary battery, the spiral wound electrode body 50 may be accommodated in the film-shaped exterior member 60. The spiral wound electrode body 50 stacks the cathode 53 and the anode 54, for example, with the separator 55 and the electrolyte layer 56 interposed therebetween, and then the obtained laminate is spirally wound. It can be formed by winding. The cathode lead 51 is attached to the cathode 53, and the anode lead 52 is attached to the anode 54. The outermost circumference of the spiral wound electrode body 50 is protected by a protective tape 57.

캐소드 리드(51) 및 애노드 리드(52)는, 예를 들어, 동일한 방향으로 외장 부재(60)의 내부에서 외부로 도출될 수 있다. 캐소드 리드(51)는, 예를 들어, 알루미늄과 같은 하나 이상의 도전성 재료로 형성될 수 있다. 애노드 리드(52)는, 예를 들어, 구리, 니켈 및 스테인레스 스틸과 같은 하나 이상의 도전성 재료로 형성될 수 있다. 상기 도전성 재료는, 예를 들어 박판 또는 메쉬의 형태일 수 있다.The cathode lead 51 and the anode lead 52 may be drawn out from the inside of the exterior member 60 in the same direction, for example. The cathode lead 51 may be formed of one or more conductive materials, for example, aluminum. The anode lead 52 may be formed of one or more conductive materials, such as copper, nickel, and stainless steel, for example. The conductive material may be, for example, a thin plate or a mesh.

외장 부재(60)는, 예를 들어, 용착 층, 금속 층 및 표면 보호층이 이 순서대로 적층된 라미네이트 필름일 수 있다. 외장 부재(60)는, 예를 들어, 융착 층과 나선 권취형 전극체(50)가 서로 대향하도록 2개의 라미네이트 필름을 적층한 다음, 융착 층의 각 외주연부를 서로 융착시킴으로써 형성될 수 있다. 이와 달리, 2개의 라미네이트 필름을 접착제 등에 의해 서로 부착시킬 수 있다. 융착 층의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 금속 층의 예는 알루미늄 호일을 포함할 수 있다. 표면 보호층의 예는 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등으로 형성된 필름을 포함할 수 있다.The exterior member 60 may be, for example, a laminate film in which a welding layer, a metal layer, and a surface protective layer are laminated in this order. The exterior member 60 may be formed by, for example, laminating two laminate films such that the fusion layer and the spiral wound electrode body 50 face each other, and then fusion each outer peripheral portion of the fusion layer to each other. Alternatively, two laminate films can be attached to each other by an adhesive or the like. Examples of the fusion layer may include a film formed of polyethylene, polypropylene, or the like. Examples of the metal layer may include aluminum foil. Examples of the surface protective layer may include a film formed of nylon, polyethylene terephthalate, or the like.

특히, 외장 부재(60)로서, 폴리에틸렌 필름, 알루미늄 호일 및 나일론 필름이 이 순서로 적층된 알루미늄 라미네이트 필름이 바람직할 수 있다. 하지만, 외장 부재(60)는 다른 적층 구조를 갖는 라미네이트 필름, 폴리프로필렌과 같은 고분자 필름 또는 금속 필름으로 형성될 수 있다.In particular, as the exterior member 60, an aluminum laminate film in which a polyethylene film, an aluminum foil and a nylon film are laminated in this order may be preferable. However, the exterior member 60 may be formed of a laminate film having a different laminated structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film.

외장 부재(60)와 캐소드 리드(51) 사이 및 외장 부재(60)와 애노드 리드(52) 사이에 외기 침입으로부터 보호하기 위한 밀착 필름(61)을 삽입한다. 밀착 필름(61)은 캐소드 리드(51) 및 애노드 리드(52)에 대해 밀착성을 갖는 재료로 형성된다. 밀착성을 갖는 재료의 예는 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 더 구체적인 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변성 폴리에틸렌 및 변성 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.An adhesive film 61 is inserted between the exterior member 60 and the cathode lead 51 and between the exterior member 60 and the anode lead 52 to protect it from outside air intrusion. The adhesion film 61 is formed of a material having adhesion to the cathode lead 51 and the anode lead 52. Examples of the adhesive material may include polyolefin resin. More specific examples may include polyethylene, polypropylene, modified polyethylene and modified polypropylene.

캐소드(53)는, 예를 들어, 캐소드 집전체(53A)의 한 면 또는 양면 상에 캐소드 활물질 층(53B)을 가질 수 있다. 애노드(54)는, 예를 들어, 애소드 집전체(54A)의 한 면 또는 양면 상에 애소드 활물질 층(54B)을 가질 수 있다. 캐소드 집전체(53A), 캐소드 활물질 층(53B), 애노드 집전체(54A) 및 애노드 활물질 층(54B)의 구성은 각각 캐소드 집전체(21A), 캐소드 활물질 층(21B), 애노드 집전체(22A) 및 애노드 활물질 층(22B)의 구성과 유사하다. 즉, 전극인 애노드(54)의 애노드 활물질 층(54B)은 애노드 활물질로서 전술한 활물질을 포함한다. 세퍼레이터(55)의 구성은 세퍼레이터(23)의 구성과 유사하다.The cathode 53 may have, for example, a cathode active material layer 53B on one side or both sides of the cathode current collector 53A. The anode 54 may have, for example, an anode active material layer 54B on one or both sides of the anode current collector 54A. The configurations of the cathode current collector 53A, the cathode active material layer 53B, the anode current collector 54A, and the anode active material layer 54B are respectively the cathode current collector 21A, the cathode active material layer 21B, and the anode current collector 22A. ) And the anode active material layer 22B. That is, the anode active material layer 54B of the anode 54, which is an electrode, includes the above-described active material as the anode active material. The configuration of the separator 55 is similar to that of the separator 23.

전해질 층(56)에서, 전해액은 고분자 화합물에 의해 지지된다. 전해질 층(56)은 소위 겔 전해질이며, 이는, 이로써 높은 이온 전도율(예를 들어, 실온에서 1 mS/cm 이상)이 수득되고 전해액의 누액이 방지되기 때문이다. 전해질 층(56)은 첨가제와 같은 다른 재료를 추가로 포함할 수 있다.In the electrolyte layer 56, the electrolyte solution is supported by a polymer compound. The electrolyte layer 56 is a so-called gel electrolyte, since a high ionic conductivity (for example, 1 mS/cm or more at room temperature) is obtained and leakage of the electrolyte is prevented. The electrolyte layer 56 may further include other materials, such as additives.

고분자 화합물은 하나 이상의 고분자 재료를 포함한다. 고분자 재료의 예는 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌 산화물, 폴리포스파젠, 폴리실록산, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌-부타디엔 고부, 니트릴-부타디엔 고무, 폴리스티렌 및 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 이에 추가하여, 고분자 재료의 예는 공중합체를 포함할 수 있다. 공중합체의 예는 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로 프로필렌의 공중합체를 포함할 수 있다. 특히, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 또는 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로 프로필렌의 공중합체가 바람직할 수 있고, 폴리비닐리덴 플루오라이드가 더욱 바람직할 수 있으며, 이는 상기 고분자 화합물이 전기화학적으로 안정하기 때문이다.The polymer compound includes one or more polymer materials. Examples of the polymer material include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl fluoride, polyvinyl acetate, Polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene polymer, nitrile-butadiene rubber, polystyrene and polycarbonate. In addition to this, examples of the polymer material may include a copolymer. Examples of copolymers may include copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoro propylene. In particular, polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoro propylene may be preferred, and polyvinylidene fluoride may be more preferred, because the polymer compound is electrochemically stable. to be.

예를 들어, 전해액의 조성은 각형 이차 전지의 전해액의 조성과 유사할 수 있다. 하지만, 겔 전해질인 전해질 층(56)에서, 전해액의 용어 "용매"는 액체 용매뿐만 아니라, 전해질 염을 해리시킬 수 있는 이온 전도율을 갖는 재료를 포함하는 광범위한 개념을 지칭한다. 따라서, 이온 전도율을 갖는 고분자 화합물이 사용된 경우, 고분자 화합물도 또한 용매에 포함될 수 있다.For example, the composition of the electrolyte solution may be similar to that of the prismatic secondary battery. However, in the electrolyte layer 56, which is a gel electrolyte, the term "solvent" of the electrolyte refers to a broad concept including liquid solvents, as well as materials having ionic conductivity that can dissociate electrolyte salts. Therefore, when a polymer compound having ionic conductivity is used, the polymer compound may also be included in the solvent.

겔 전해질 층(56) 대신에 전해액을 그대로 사용할 수 있음을 주목한다. 이 경우에, 전해액이 세퍼레이터(55)에 함침된다.Note that instead of the gel electrolyte layer 56, an electrolyte can be used as it is. In this case, the electrolyte solution is impregnated into the separator 55.

[이차 전지의 작동][Operation of secondary battery]

이차 전지는, 예를 들어 하기와 같이 작동할 수 있다. 충전시, 캐소드(53)로부터 방출된 리튬 이온은 전해질 층(56)을 통해 애노드(54)에 흡장된다. 한편, 방전시, 애노드(54)로부터 방출된 리튬 이온은 전해질 층(56)을 통해 캐소드(53)에 흡장된다. The secondary battery can operate as follows, for example. Upon charging, lithium ions released from the cathode 53 are stored in the anode 54 through the electrolyte layer 56. On the other hand, during discharge, lithium ions released from the anode 54 are stored in the cathode 53 through the electrolyte layer 56.

[이차 전지의 제조 방법][Method of manufacturing secondary battery]

겔 전해질 층(56)을 포함하는 이차 전지는, 예를 들어 하기의 3종류의 수순에 의해 제조될 수 있다.The secondary battery comprising the gel electrolyte layer 56 can be produced, for example, by the following three procedures.

제1 수순에서, 캐소드(53) 및 애노드(54)는 캐소드(21) 및 애노드(22)의 제조 수순과 유사한 제조 수순에 의해 제조된다. 즉, 캐소드 집전체(53A)의 양면 상에 캐소드 활물질 층(53B)을 형성하여 캐소드(53)를 형성하고, 애노드 집전체(54A)의 양면 상에 애노드 활물질 층(54B)을 형성하여 애노드(54)를 형성한다. 이어서, 전해액, 고분자 화합물, 유기 용매와 같은 용매를 포함하는 전구체 용액을 준비한다. 그 후에, 전구체 용액을 캐소드(53) 및 애노드(54)에 도포하여 겔 전해질 층(56)을 형성한다. 이어서, 용접법 등을 이용하여 캐소드 집전체(53A)에 캐소드 리드(51)를 부착하고, 용접법 등을 이용하여 애노드 집전체(54A)에 애노드 리드(52)를 부착한다. 이어서, 세퍼레이터(55)를 사이에 개재시켜 캐소드(53) 및 애노드(54)를 적층하고 나선형으로 권취하여 나선 권취형 전극체(50)를 제조한다. 그 후에, 그의 최외주부에 보호 테이프(57)를 접착시킨다. 이어서, 나선 권취형 전극체(50)를 2개의 필름형 외장 부재(60) 사이에 개재한 후, 열 융착법 등을 이용하여 외장 부재(60)의 외주연부를 접착시킨다. 이로써, 나선 권취형 전극체(50)가 외장 부재(60) 내부에 봉입된다. 이 경우에, 캐소드 리드(51)와 외장 부재(60) 사이 및 애노드 리드(52)와 외장 부재(60) 사이에 밀착 필름(61)이 삽입된다.In the first procedure, the cathode 53 and the anode 54 are manufactured by a manufacturing procedure similar to that of the cathode 21 and anode 22. That is, the cathode active material layer 53B is formed on both surfaces of the cathode current collector 53A to form the cathode 53, and the anode active material layer 54B is formed on both surfaces of the anode current collector 54A to form the anode ( 54). Subsequently, a precursor solution containing a solvent such as an electrolyte solution, a polymer compound, and an organic solvent is prepared. Thereafter, a precursor solution is applied to the cathode 53 and the anode 54 to form a gel electrolyte layer 56. Next, the cathode lead 51 is attached to the cathode current collector 53A using a welding method or the like, and the anode lead 52 is attached to the anode current collector 54A using a welding method or the like. Subsequently, the cathode 53 and the anode 54 are stacked with the separator 55 interposed therebetween, and wound spirally to prepare a spiral wound electrode body 50. Thereafter, a protective tape 57 is adhered to its outermost circumference. Subsequently, after the spiral wound electrode body 50 is interposed between the two film-shaped exterior members 60, the outer peripheral portion of the exterior member 60 is bonded using a heat fusion method or the like. Thereby, the spiral wound electrode body 50 is sealed inside the exterior member 60. In this case, the adhesion film 61 is inserted between the cathode lead 51 and the exterior member 60 and between the anode lead 52 and the exterior member 60.

제2 수순에서, 캐소드(53)에 캐소드 리드(51)를 부착하고, 애노드(54)에 애노드 리드(52)를 부착한다. 이어서, 세퍼레이터(55)를 사이에 개재시켜 캐소드(53) 및 애노드(54)를 적층하고 나선형으로 권취하여, 나선 권취형 전극체(50)의 전구체로서 나선형 권취체를 제조한다. 그 후에, 그의 최외주부에 보호 테이프(57)를 접착시킨다. 이어서, 2개의 필름형 외장 부재(60) 사이에 나선형 권취체를 배치한 후에, 열 융착법 등을 이용하여 한 변을 제외한 최외주부를 접착시켜서 파우치 상태를 수득하고, 파우치형 외장 부재(60) 내에 나선형 권취체를 수납한다. 이어서, 전해액, 고분자 화합물의 원료로서 단량체, 중합 개시제, 및 중합 억제제와 같은 다른 재료를 혼합하여 전해질용 조성물을 준비한다. 이어서, 전해질용 조성물을 파우치형 외장 부재(60) 내부로 주입한다. 그 후에, 열 융착법 등을 이용하여 외장 부재(60)를 밀폐시킨다. 이어서, 단량체를 열중합하여, 고분자 화합물을 형성한다. 이에 따라, 고분자 화합물에 전해액을 함침시키고, 고분자 화합물을 겔화하여, 전해질 층(56)을 형성한다.In the second procedure, the cathode lead 51 is attached to the cathode 53, and the anode lead 52 is attached to the anode 54. Subsequently, the cathode 53 and the anode 54 are stacked with the separator 55 interposed therebetween, and wound spirally to prepare a spiral wound body as a precursor of the spiral wound electrode body 50. Thereafter, a protective tape 57 is adhered to its outermost circumference. Subsequently, after the spiral winding body is disposed between the two film-shaped exterior members 60, the outermost circumference except one side is adhered to each other using a heat fusion method or the like to obtain a pouch state, and the pouch-shaped exterior member 60 The spiral wound body is accommodated in the inside. Subsequently, an electrolyte composition is prepared by mixing other materials such as a monomer, a polymerization initiator, and a polymerization inhibitor as raw materials for the electrolyte solution and the polymer compound. Subsequently, the electrolyte composition is injected into the pouch-shaped exterior member 60. Thereafter, the exterior member 60 is sealed using a thermal fusion method or the like. Subsequently, the monomer is thermally polymerized to form a polymer compound. Accordingly, the polymer compound is impregnated with an electrolyte, and the polymer compound is gelled to form the electrolyte layer 56.

제3 수순에서, 양면이 고분자 화합물로 도포된 세퍼레이터(55)를 사용하는 것을 제외하고는 전술한 제2 수순과 유사한 방식으로 나선형 권취체가 제조되고 파우치형 외장 부재(60)에 수납된다. 세퍼레이터(55)에 도포되는 고분자 화합물의 예는 구성성분으로서 비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 고분자(단독 중합체, 공중합체 또는 다원 공중합체)를 포함할 수 있다. 단독 중합체의 구체적인 예는 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함할 수 있다. 공중합체의 구체적인 예는 구성 성분으로서 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로 프로필렌을 포함하는 이원계 공중합체를 포함할 수 있다. 다원 공중합체의 구체적인 예는 구성성분으로서 비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로 프로필렌 및 클로로트리플루오로에틸렌을 포함하는 삼원계 공중합체를 포함할 수 있다. 구성성분으로서 비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 고분자에 추가하여, 다른 하나 이상의 고분자 화합물을 사용할 수 있음을 주목한다. 이어서, 전해액을 준비하여 외장 부재(60) 내부에 주입한다. 그 후에, 열 융착법 등을 이용하여 외장 부재(60)의 개구부를 밀폐시킨다. 이어서, 외장 부재(60)에 하중을 인가하면서 결과물을 가열하고, 고분자 화합물을 사이에 개재시켜 세퍼레이터(55)를 캐소드(53) 및 애노드(54)에 밀착시킨다. 이로써, 고분자 화합물에 전해액이 함침되고, 이에 따라, 고분자 화합물이 겔화되어 전해질 층(56)이 형성된다.In the third procedure, a spiral wound body is manufactured and housed in a pouch-shaped exterior member 60 in a manner similar to the second procedure described above, except that the separator 55 coated on both sides of the polymer compound is used. Examples of the polymer compound applied to the separator 55 may include a polymer (homopolymer, copolymer or polypolymer) containing vinylidene fluoride as a component. Specific examples of homopolymers may include polyvinylidene fluoride. Specific examples of the copolymer may include binary copolymers including vinylidene fluoride and hexafluoro propylene as constituent components. Specific examples of the multi-membered copolymer may include a terpolymer based on vinylidene fluoride, hexafluoro propylene and chlorotrifluoroethylene as components. Note that, in addition to the polymer containing vinylidene fluoride as a component, one or more other polymer compounds may be used. Next, an electrolyte solution is prepared and injected into the exterior member 60. Thereafter, the opening of the exterior member 60 is sealed using a thermal fusion method or the like. Subsequently, the resultant is heated while applying a load to the exterior member 60, and the separator 55 is brought into close contact with the cathode 53 and the anode 54 by interposing a polymer compound therebetween. Thereby, the electrolyte is impregnated with the polymer compound, and accordingly, the polymer compound is gelled to form the electrolyte layer 56.

제3 수순에서, 이차 전지의 팽창은 제1 수순에서보다 더 억제된다. 또한, 제3 수순에서, 고분자 화합물의 원료로서의 단량체, 용매 등이 전해질 층(56)에 잔류할 가능성이 제2 수순에서 비해 더 적다. 따라서, 고분자 화합물의 형성 단계가 바람직하게 제어된다. 따라서, 캐소드(53), 애노드(54) 및 세퍼레이터(55)가 전해질 층(56)에 충분히 밀착된다.In the third procedure, expansion of the secondary battery is suppressed more than in the first procedure. Further, in the third procedure, the possibility that monomers, solvents, and the like as raw materials for the polymer compound remain in the electrolyte layer 56 is less than in the second procedure. Therefore, the step of forming the polymer compound is preferably controlled. Therefore, the cathode 53, the anode 54 and the separator 55 are sufficiently adhered to the electrolyte layer 56.

[이차 전지의 작용 및 효과][Action and Effect of Secondary Battery]

라미네이트 필름형 이차 전지에 있어서, 애노드(54)의 애노드 활물질 층(54B)은 애노드 활물질로서 전술한 활물질을 포함한다. 따라서, 각형 이차 전지에서와 유사한 이유로 우수한 전지 특성을 수득할 수 있다. 다른 작용 및 다른 효과는 각형 이차 전지의 작용 및 효과와 유사하다.In the laminated film type secondary battery, the anode active material layer 54B of the anode 54 includes the above-described active material as the anode active material. Therefore, excellent battery characteristics can be obtained for similar reasons as in the prismatic secondary battery. Other actions and other effects are similar to those of the prismatic secondary battery.

[3. 이차 전지의 용도][3. Use of secondary battery]

이어서, 전술한 이차 전지의 적용 예에 대해 설명하고자 한다.Next, an application example of the above-described secondary battery will be described.

이차 전지를 구동 전원, 또는 전력 저장용 전력 저장원 등으로서 이용가능한 기계, 기기, 기구, 장치, 시스템(복수의 기기 등의 집합체) 등에 이차 전지가 적용되기만 하면, 이차 전지의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 전원으로서 사용된 이차 전지는 주 전원(우선적으로 사용된 전원)일 수 있거나, 보조 전원(주 전원 대신에 사용되거나 주 전원으로부터 전환되어 사용된 전원)일 수 있다. 이차 전지가 보조 전원으로서 사용된 경우, 주 전원의 종류는 이차 전지로 제한되지 않는다.The use of the secondary battery is not particularly limited as long as the secondary battery is applied to a machine, device, apparatus, apparatus, system (aggregate of multiple devices, etc.) that can use the secondary battery as a driving power source or a power storage source for power storage. Does not. The secondary battery used as a power source may be a main power source (preferably used power source) or an auxiliary power source (a power source used instead of the main power source or switched from the main power source). When a secondary battery is used as an auxiliary power source, the type of main power source is not limited to the secondary battery.

이차 전지의 용도의 예는, 비디오 캠코더, 디지털 스틸 카메라, 휴대전화, 노트북 PC, 무선 전화기, 헤드폰 스테레오, 휴대용 라디오, 휴대용 텔레비젼 및 PDA와 같은 전자 기기(휴대용 전자 기기 포함)를 포함할 수 있다. 그의 추가 예는 전기 면도기와 같은 휴대용 가전 제품; 백업 전원 및 메모리 카드와 같은 메모리 장치; 전동 드릴 및 전동 톱과 같은 전동 공구; 착탈가능한 전원으로서 노트북 PC 등에 사용된 전지팩; 심박조율기 및 보청기와 같은 의료용 전자 기기; 전기 자동차(하이브리드 자동차 포함)와 같은 전동 차량; 및 비상시 등에 전력을 저장하기 위한 가정용 전지 시스템과 같은 전력저장 시스템을 포함할 수 있다. 전술한 용도 이외의 용도도 채택될 수 있음은 물론이다.Examples of the use of the secondary battery may include electronic devices (including portable electronic devices) such as video camcorders, digital still cameras, cell phones, notebook PCs, cordless phones, headphone stereos, portable radios, portable TVs, and PDAs. Additional examples thereof include portable appliances such as electric shavers; Memory devices such as backup power and memory cards; Power tools such as power drills and power saws; Battery pack used in a notebook PC as a removable power supply; Medical electronic devices such as pacemakers and hearing aids; Electric vehicles such as electric vehicles (including hybrid vehicles); And a power storage system such as a household battery system for storing power in an emergency or the like. Needless to say, other than the above-mentioned uses may also be employed.

특히, 이차 전지는 전지팩, 전동 차량, 전력저장 시스템, 전동 공구, 전자 기기 등에 효과적으로 적용될 수 있다. 그 이유 중 하나는, 이들 용도에서, 우수한 전지 특성이 요구되고, 본 발명의 실시형태에 따른 이차 전지를 이용하여 성능이 효과적으로 개선되기 때문이다. 전지팩은 이차 전지를 이용한 전원이며 소위 조전지(assembled battery) 등임을 주목한다. 전동 차량은 구동 전원으로서 이차 전지를 이용하여 작동(주행)하는 차량이다. 상술한 바와 같이, 전동 차량은 이차 전지 이외의 구동원을 포함하는 자동차(예를 들어, 하이브리드 자동차)일 수 있다. 전력저장 시스템은 전력 저장원으로서 이차 전지를 이용하는 시스템이다. 예를 들어, 가정용 전력 저장 시스템에서, 전력 저장원으로서 이차 전지에 전력이 저장되므로, 그 전력을 이용하여 가전 제품 등을 이용할 수 있게 된다. 전동 공구는 구동 전원으로서 이차 전지를 이용하여 가동부(예를 들어, 드릴)가 가동되는 공구이다. 전자 기기는 구동 전원(전력 공급원)으로서 이차 전지를 이용하여 각종 기능을 실행하는 기기이다.In particular, the secondary battery can be effectively applied to a battery pack, an electric vehicle, a power storage system, a power tool, an electronic device, and the like. One of the reasons is that in these applications, excellent battery characteristics are required, and performance is effectively improved by using the secondary battery according to the embodiment of the present invention. Note that the battery pack is a power source using a secondary battery and is a so-called assembled battery. An electric vehicle is a vehicle operated (driving) using a secondary battery as a driving power source. As described above, the electric vehicle may be a vehicle (for example, a hybrid vehicle) including a driving source other than a secondary battery. The power storage system is a system using a secondary battery as a power storage source. For example, in a home electric power storage system, since electric power is stored in a secondary battery as a power storage source, household electric appliances and the like can be used by using the electric power. The power tool is a tool in which a movable part (for example, a drill) is operated using a secondary battery as a driving power source. An electronic device is a device that performs various functions using a secondary battery as a driving power source (power source).

이차 전지의 일부 적용 예를 구체적으로 설명하고자 한다. 하기 설명된 각 적용 예의 구성은 단지 예이며, 적절히 변경될 수 있음을 주목한다.Some application examples of the secondary battery will be described in detail. Note that the configuration of each application example described below is merely an example and can be changed as appropriate.

[3-1. 전지팩][3-1. Battery pack]

도 11은 전지팩의 블럭 구성을 예시한다. 예를 들어, 전지팩은 플라스틱 재료 등으로 형성된 하우징(60) 내부에, 제어부(61), 전원(62), 스위치 부(63), 전류 측정부(64), 온도 검출부(65), 전압 검출부(66), 스위치 제어부(67), 메모리(68), 온도 검출 소자(69), 전류 검출 저항(70), 캐소드 단자(71) 및 애노드 단자(72)를 포함할 수 있다.11 illustrates a block configuration of a battery pack. For example, the battery pack is a housing 60 formed of a plastic material, a control unit 61, a power supply 62, a switch unit 63, a current measurement unit 64, a temperature detection unit 65, a voltage detection unit (66), a switch control unit 67, a memory 68, a temperature detection element 69, a current detection resistor 70, may include a cathode terminal 71 and an anode terminal 72.

제어부(61)는 전지팩 전체의 작동(전원(62)의 작동을 포함)을 제어하고, 예를 들어 중앙 연산 처리 장치(CPU) 등을 포함할 수 있다. 전원(62)은 하나 이상의 이차 전지(미도시)를 포함한다. 전원(62)은, 예를 들어 2개 이상의 이차 전지를 포함하는 조전지일 수 있다. 이들 이차 전지의 접속 종류는 직렬형일 수 있거나, 병렬형일 수 있거나, 혼합형일 수 있다. 예로서, 전원(62)은 2병렬 3직렬 방식으로 접속된 6개의 이차 전지를 포함할 수 있다. The control unit 61 controls the operation of the entire battery pack (including the operation of the power source 62), and may include, for example, a central processing unit (CPU). The power source 62 includes one or more secondary batteries (not shown). The power source 62 may be, for example, an assembled battery including two or more secondary batteries. The type of connection of these secondary batteries may be a series type, a parallel type, or a mixed type. As an example, the power supply 62 may include six secondary batteries connected in a two-parallel and three-series manner.

스위치 부(63)는 제어부(61)의 지시에 따라 전원(62)의 작동(전원(62)이 외부 기기에 접속가능한지 여부)을 전환한다. 스위치 부(63)는, 예를 들어 충전 제어 스위치, 방전 제어 스위치, 충전 다이오드, 방전 다이오드 등(미도시)을 포함할 수 있다. 충전 제어 스위치 및 방전 제어 스위치는 각각, 예를 들어 금속 산화물 반도체를 이용한 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 반도체 스위치일 수 있다.The switch unit 63 switches the operation of the power source 62 (whether the power source 62 is connectable to an external device) according to the instructions of the control unit 61. The switch unit 63 may include, for example, a charge control switch, a discharge control switch, a charge diode, a discharge diode, and the like (not shown). Each of the charge control switch and the discharge control switch may be a semiconductor switch, such as a field effect transistor (MOSFET) using a metal oxide semiconductor.

전류 측정부(64)는 전류 검출 저항(70)을 이용하여 전류를 측정하고, 측정 결과를 제어부(61)에 출력한다. 온도 검출부(65)는 온도 검출 소자(69)를 이용하여 온도를 측정하고 측정 결과를 제어부(61)에 출력한다. 온도 측정 결과는, 예를 들어, 이상 발열시에 제어부(61)가 충방전을 제어하는 경우 또는 잔류 용량 산출시에 제어부(61)가 보정 처리를 수행하는 경우에 사용될 수 있다. 전압 검출부(66)는 전원(62)에서 이차 전지의 전압을 측정하고, 측정된 전압에 대해 아날로그-대-디지털 변환을 수행하여, 결과물을 제어부(61)에 공급한다. The current measurement unit 64 measures the current using the current detection resistor 70, and outputs the measurement result to the control unit 61. The temperature detection unit 65 measures the temperature using the temperature detection element 69 and outputs the measurement result to the control unit 61. The temperature measurement result can be used, for example, when the control unit 61 controls charging and discharging during abnormal heat generation or when the control unit 61 performs a correction process when calculating the residual capacity. The voltage detector 66 measures the voltage of the secondary battery at the power source 62, performs analog-to-digital conversion on the measured voltage, and supplies the result to the controller 61.

스위치 제어부(67)는 전류 측정부(64) 및 전압 검출부(66)로부터 입력된 신호에 따라 스위치 부(63)의 작동을 제어한다.The switch control unit 67 controls the operation of the switch unit 63 according to signals input from the current measurement unit 64 and the voltage detection unit 66.

스위치 제어부(67)는, 예를 들어, 전지 전압이 과충전 검출 전압에 도달하는 경우 스위치 부(63)(충전 제어 스위치)의 접속을 끊음으로써, 전원(62)의 전류 경로에 충전 전류가 흐르는 것을 방지하도록 제어를 실행한다. 이로써, 전원(62)에서, 방전 다이오드를 통해 오직 방전만 수행가능하다. 예를 들어, 충전시 대전류가 흐르는 경우 스위치 제어부(67)가 충전 전류를 차단함을 주목한다.The switch control unit 67 disconnects the switch unit 63 (charge control switch) when the battery voltage reaches the overcharge detection voltage, for example, so that the charging current flows in the current path of the power source 62 Control to prevent it. Thus, in the power source 62, only discharge can be performed through the discharge diode. Note that, for example, when a large current flows during charging, the switch control unit 67 blocks the charging current.

또한, 스위치 제어부(67)는, 예를 들어, 전지 전압이 과방전 검출 전압에 도달하는 경우 스위치 부(63)(방전 제어 스위치)의 접속을 끊음으로써, 전원(62)의 전류 경로에 방전 전류가 흐르는 것을 방지하도록 제어를 실행한다. 이로써, 전원(62)에서, 충전 다이오드를 통해 오직 충전만 수행가능하다. 예를 들어, 방전시 대전류가 흐르는 경우 스위치 제어부(67)가 방전 전류를 차단함을 주목한다.In addition, the switch control unit 67, for example, by disconnecting the switch unit 63 (discharge control switch) when the battery voltage reaches the over-discharge detection voltage, discharge current in the current path of the power source 62 Control is executed to prevent the flow. In this way, only the charging can be performed at the power source 62 through the charging diode. Note that, for example, when a large current flows during discharge, the switch control unit 67 blocks the discharge current.

이차 전지에서, 예를 들어, 과충전 검출 전압은 4.20 V±0.05 V일수 있으며, 과방전 검출 전압은 2.4 V±0.1 V일수 있음을 주목한다.Note that in the secondary battery, for example, the overcharge detection voltage may be 4.20 V±0.05 V, and the overdischarge detection voltage may be 2.4 V±0.1 V.

메모리(68)는, 예를 들어, 비휘발성 메모리인 EEPROM 등일 수 있다. 메모리(68)에는, 예를 들어, 제어부(61)에 의해 연산된 수치, 및 제조 단계에서 측정된 이차 전지의 정보(예를 들어, 초기 상태의 내부 저항)가 저장될 수 있다. 메모리(68)에 이차 전지의 만충전 용량이 저장되는 경우, 제어부(61)는 잔류 용량과 같은 정보를 파악하는 것이 가능함을 주목한다.The memory 68 may be, for example, EEPROM, which is a nonvolatile memory. In the memory 68, for example, numerical values calculated by the control unit 61 and information of the secondary battery measured in the manufacturing step (eg, internal resistance in an initial state) may be stored. Note that when the full charge capacity of the secondary battery is stored in the memory 68, the control unit 61 can grasp information such as the residual capacity.

온도 검출 소자(69)는 전원(62)의 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(61)에 출력한다. 온도 검출 소자(69)는, 예를 들어 써미스터(thermistor) 등일 수 있다.The temperature detection element 69 measures the temperature of the power supply 62 and outputs the measurement result to the control unit 61. The temperature detection element 69 may be, for example, a thermistor or the like.

캐소드 단자(71) 및 애노드 단자(72)는 전지팩을 이용하여 구동되는 외부 기기(예를 들어, 노트북 PC) 또는 전지팩을 충전하기 위해 사용되는 외부 기기(예를 들어, 전지 충전기)에 접속된 단자이다. 전원(62)은 캐소드 단자(71) 및 애노드 단자(72)를 통해 충방전된다.The cathode terminal 71 and the anode terminal 72 are connected to an external device (for example, a notebook PC) driven by using the battery pack or an external device (for example, a battery charger) used to charge the battery pack. Terminal. The power source 62 is charged and discharged through the cathode terminal 71 and the anode terminal 72.

[3-2. 전동 차량][3-2. Electric vehicle]

도 12는 전동 차량의 예로서 하이브리드 자동차의 블럭 구성을 예시한다. 예를 들어, 전동 차량은, 금속으로 형성된 하우징(73) 내부에, 제어부(74), 엔진(75), 전원(76), 구동 모터(77), 차동 장치(78), 발전기(79), 트랜스미션(80), 클러치(81), 인터버(82 및 83) 및 각종 센서(84)를 포함할 수 있다. 이에 추가하여, 전동 차량은, 예를 들어, 차동 장치(78) 및 트랜스미션(80)에 접속된 전륜 구동축(85) 및 전륜(86), 후륜 구동축(87), 및 후륜(88)을 포함할 수 있다.12 illustrates a block configuration of a hybrid vehicle as an example of an electric vehicle. For example, the electric vehicle, inside the housing 73 formed of a metal, the control unit 74, the engine 75, the power supply 76, the driving motor 77, the differential device 78, the generator 79, It may include a transmission 80, a clutch 81, intervers 82 and 83, and various sensors 84. In addition to this, the electric vehicle may include, for example, a front wheel drive shaft 85 and a front wheel 86, a rear wheel drive shaft 87, and a rear wheel 88 connected to the differential device 78 and the transmission 80. Can.

전동 차량은, 예를 들어, 엔진(75) 및 모터(77) 중 하나를 구동원으로 이용하여 주행할 수 있다. 엔진(75)은 주요 동력원이며, 예를 들어 페트롤 엔진일 수 있다. 엔진(75)을 동력원으로서 사용하는 경우, 엔진(75)의 구동력(회전력)은, 예를 들어, 구동부인 차동 장치(78), 트랜스미션(80) 및 클러치(81)를 통해 전륜(86) 및 후륜(88)에 전달될 수 있다. 엔진(75)의 회전력은 발전기(79)에도 전달될 수 있다. 회전력에 기인하여, 발전기(79)는 교류 전력을 발생시킨다. 교류 전력은 인버터(83)를 통해 직류 전력으로 변환되고, 변환된 전력은 전원(76)에 저장된다. 한편, 동력원으로서 변환부인 모터(77)를 사용하는 경우, 전원(76)으로부터 공급된 전력(직류 전력)이 인버터(82)를 통해 교류 전력으로 변환된다. 모터(77)는 교류 전력에 의해 구동될 수 있다. 모터(77)에 의해 전력을 변환시킴으로써 수득된 구동력(회전력)은, 예를 들어, 구동부인 차동 장치(78), 트랜스미션(80) 및 클러치(81)를 통해 전륜(86) 또는 후륜(88)에 전달될 수 있다.The electric vehicle can travel using, for example, one of the engine 75 and the motor 77 as a driving source. The engine 75 is the main power source and can be, for example, a petrol engine. When the engine 75 is used as a power source, the driving force (rotating power) of the engine 75 is, for example, the front wheel 86 through the differential device 78, the transmission 80 and the clutch 81, which are the driving parts, and It can be transmitted to the rear wheel 88. The rotational force of the engine 75 can also be transmitted to the generator 79. Due to the rotational force, the generator 79 generates AC power. The AC power is converted to DC power through the inverter 83, and the converted power is stored in the power supply 76. On the other hand, when the motor 77 that is the conversion unit is used as a power source, power (DC power) supplied from the power source 76 is converted into AC power through the inverter 82. The motor 77 can be driven by AC power. The driving force (rotating power) obtained by converting electric power by the motor 77 is, for example, the front wheel 86 or the rear wheel 88 via the differential device 78, the transmission 80 and the clutch 81, which are the driving parts. Can be passed on.

이와 달리, 후속하는 메커니즘을 채택할 수 있음을 주목한다. 메커니즘에서, 도시되지 않은 브레이크 메커니즘에 의해 전동 차량이 감속할 경우, 감속시의 저항은 회전력으로서 모터(77)에 전달되며, 회전력에 의해 모터(77)는 교류 전력을 발생시킨다. 교류 전력은 인버터(82)를 통해 직류 전력으로 변환되고, 직류 회생 전력은 전원(76)에 저장되는 것이 바람직할 수 있다.Note that alternatively, subsequent mechanisms can be employed. In the mechanism, when the electric vehicle is decelerated by a brake mechanism (not shown), the resistance at the time of deceleration is transmitted to the motor 77 as a rotational force, and the motor 77 generates AC power by the rotational force. The AC power may be converted to DC power through the inverter 82, and the DC regenerative power may be preferably stored in the power supply 76.

제어부(74)는 전동 차량 전체의 작동을 제어하고, 예를 들어, CPU 등을 포함할 수 있다. 전원(76)은 하나 이상의 이차 전지(미도시)를 포함한다. 이와 달리, 전원(76)은 외부 전원에 접속될 수 있으며, 외부 전원으로부터 전력을 공급받음으로써 전력이 저장될 수 있다. 예를 들어, 엔진(75)의 회전수를 제어하거나, 도시되지 않은 스로틀 밸브(throttle valve)의 개도(opening level)(스로틀 개도)를 제어하기 위해, 각종 센서(84)를 사용할 수 있다. 각종 센서(84)는, 예를 들어, 속도 센서, 가속도 센서, 엔진 회전수 센서 등을 포함할 수 있다.The control unit 74 controls the operation of the entire electric vehicle, and may include, for example, a CPU. The power source 76 includes one or more secondary batteries (not shown). Alternatively, the power supply 76 may be connected to an external power supply, and power may be stored by receiving power from the external power supply. For example, various sensors 84 may be used to control the number of revolutions of the engine 75 or the opening level (throttle opening) of a throttle valve (not shown). The various sensors 84 may include, for example, a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.

전동 차량으로서 하이브리드 자동차를 상기에 설명하였음을 주목한다. 하지만, 전동 차량의 예는 엔진(75)을 이용하지 않고 전원(76) 및 모터(77)만을 이용하여 작동하는 차량(전기 자동차)을 포함할 수 있다.Note that the hybrid vehicle has been described above as an electric vehicle. However, the example of the electric vehicle may include a vehicle (electric vehicle) that operates using only the power source 76 and the motor 77 without using the engine 75.

[3-3. 전력저장 시스템][3-3. Power storage system]

도 13은 전력저장 시스템의 블럭 구성을 예시한다. 예를 들어, 전력저장 시스템은, 일반 주택 및 상업용 빌딩과 같은 가옥(89) 내부에 제어부(90), 전원(91), 스마트 미터(92) 및 파워 허브(power hub)(93)를 포함할 수 있다. 13 illustrates a block configuration of a power storage system. For example, the power storage system may include a control unit 90, a power supply 91, a smart meter 92, and a power hub 93 inside a house 89 such as a general house and commercial building. Can.

이 경우에, 전원(91)은, 예를 들어, 가옥(89) 내부에 설치된 전기 장치(94)에 접속될 수 있고, 가옥(89)의 외부에 주차된 전동 차량(96)에 접속될 수 있다. 또한, 예를 들어, 전원(91)은 파워 허브(93)를 통해 가옥(89) 내부에 설치된 자가 발전기(95)에 접속될 수 있고, 스마트 미터(92) 및 파워 허브(93)를 통해 외부의 집중형 전력 계통(97)에 접속될 수 있다.In this case, the power source 91 can be connected to, for example, an electric device 94 installed inside the house 89 and to an electric vehicle 96 parked outside the house 89. have. In addition, for example, the power source 91 may be connected to the self-generator 95 installed inside the house 89 through the power hub 93, and external through the smart meter 92 and the power hub 93. It can be connected to the centralized power system (97).

전기 장치(94)는, 예를 들어, 냉장고, 에어컨, 텔레비젼 및 급탕기와 같은 하나 이상의 가전 제품을 포함할 수 있음을 주목한다. 자가 발전기(95)는, 예를 들어, 태양광 발전기, 풍력 발전기 등의 하나 이상일 수 있다. 전동 차량(96)은, 예를 들어, 전기 자동차, 전기 모터사이클, 하이브리드 자동차 등의 하나 이상일 수 있다. 집중형 전력 계통(97)은, 예를 들어, 화력 발전소, 원자력 발전소, 수력 발전소, 풍력 발전소 등의 하나 이상일 수 있다.Note that the electrical device 94 may include one or more household appliances, for example, refrigerators, air conditioners, televisions, and hot water heaters. The self-generator 95 may be, for example, one or more of a solar power generator and a wind power generator. The electric vehicle 96 may be, for example, one or more of an electric vehicle, an electric motorcycle, and a hybrid vehicle. The centralized power system 97 may be, for example, one or more of thermal power plants, nuclear power plants, hydro power plants, wind power plants, and the like.

제어부(90)는 전력저장 시스템 전체의 작동(전원(91)의 작동을 포함)을 제어하며, 예를 들어, CPU 등을 포함할 수 있다. 전원(91)은 하나 이상의 이차 전지(미도시)를 포함한다. 스마트 미터(92)는, 예를 들어, 전력을 필요로 하는 가옥(89)에 설치된 네트워크 대응형 전력계일 수 있으며, 전력 공급 측과 통신가능할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 스마트 미터(92)는 외부와 통신하면서, 스마트 미터(92)는 가옥(89)에서의 수요 및 공급 간의 밸런스를 제어하여 효율적이고 안정한 에너지 공급을 가능하게 한다.The control unit 90 controls the operation of the entire power storage system (including the operation of the power source 91), and may include, for example, a CPU. The power supply 91 includes one or more secondary batteries (not shown). The smart meter 92 may be, for example, a network-compatible power meter installed in a house 89 that requires power, and may be capable of communicating with a power supply side. Accordingly, for example, while the smart meter 92 communicates with the outside, the smart meter 92 controls the balance between supply and demand in the house 89 to enable efficient and stable energy supply.

전력저장 시스템에서, 예를 들어, 외부 전원인 집중형 전력 계통(97)으로부터 스마트 미터(92) 및 파워 허브(93)를 통해 전원(91)에 전력이 저장될 수 있고, 독립 전원인 자가 발전기(95)로부터 파워 허브(93)를 통해 전원(91)에 전력이 저장될 수 있다. 전원(91)에 저장된 전력은 제어부(90)의 지시에 따라 전기 장치(94) 또는 전동 차량(96)에 공급된다. 따라서, 전기 장치(94)가 작동가능하게 되고, 전동 차량(96)이 충전가능하게 된다. 즉, 전력저장 시스템은 전원(91)을 이용하여 가옥(89)에 전력을 저장 및 공급할 수 있는 시스템이다.In the power storage system, for example, power can be stored in the power source 91 from the centralized power system 97, which is an external power source, through the smart meter 92 and the power hub 93. Electric power may be stored in the power source 91 from the power hub 93 through the power hub 93. Power stored in the power supply 91 is supplied to the electric device 94 or the electric vehicle 96 according to the instructions of the control unit 90. Thus, the electric device 94 becomes operable, and the electric vehicle 96 becomes chargeable. That is, the power storage system is a system that can store and supply power to the house 89 using the power source 91.

전원(91)에 저장된 전력은 임의로 사용가능하다. 따라서, 예를 들어, 전기 사용료가 저렴한 심야에 집중형 전력 계통(97)으로부터 전원(91)에 전력을 저장하는 것이 가능하고, 전기 사용료가 비싼 낮시간 동안에 전원(91)에 저장된 전력을 사용하는 것이 가능하다. The power stored in the power supply 91 can be used arbitrarily. Thus, for example, it is possible to store electric power from the centralized power system 97 to the power source 91 in the middle of the night when electricity is inexpensive, and to use the electric power stored in the power source 91 during the daytime when the electricity fee is expensive. It is possible.

전술한 전력저장 시스템은 각 가구(한 세대)당 설치될 수 있거나, 복수의 가구(복수 세대)에 대해 설치될 수 있음을 주목한다.Note that the above-described power storage system may be installed for each household (one household) or may be installed for a plurality of households (multiple households).

[3-4. 전동 공구][3-4. Power tools]

도 14는 전동 공구의 블럭 구성을 예시한다. 예를 들어, 전동 공구는 전동 드릴일 수 있고, 플라스틱 재료 등으로 형성된 공구 본체(98) 내에 제어부(99) 및 전원(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공구 본체(98)에는, 가동부인 드릴 부(101)를 작동(회전)가능한 방식으로 부착할 수 있다.14 illustrates a block configuration of a power tool. For example, the power tool may be an electric drill, and may include a control unit 99 and a power supply 100 in a tool body 98 formed of plastic material or the like. For example, the tool body 98 may be attached to a drill portion 101 that is a movable part in an activatable (rotating) manner.

제어부(99)는 전동 공구 전체의 작동(전원(100)의 작동을 포함)을 제어하며, 예를 들어, CPU 등을 포함할 수 있다. 전원(100)은 하나 이상의 이차 전지(미도시)를 포함한다. 제어부(99)는, 드릴부(101)를 작동시키는 도시되지 않은 작동 스위치의 조작에 따라, 전원(100)에서 드릴부(101)로 전력이 공급되는 것이 가능하도록 한다.The control unit 99 controls the operation (including the operation of the power supply 100) of the entire power tool, and may include, for example, a CPU. The power supply 100 includes one or more secondary batteries (not shown). The control unit 99 enables electric power to be supplied from the power source 100 to the drill unit 101 according to an operation of an operation switch (not shown) that operates the drill unit 101.

[실시예][Example]

본 발명의 실시형태에 따른 구체적인 실시예를 상세히 설명하고자 한다.It will be described in detail a specific embodiment according to an embodiment of the present invention.

[실시예 1-1 내지 1-8][Examples 1-1 to 1-8]

도 9 및 도 10에 예시된 라미네이트 필름형 리튬 이온 이차 전지를 하기 수순에 의해 제조하였다.The laminate film type lithium ion secondary battery illustrated in FIGS. 9 and 10 was prepared by the following procedure.

캐소드(53)를 제조할 경우, 먼저, 캐소드 활물질(LiCoO2) 91 질량부, 캐소드 도전제(흑연) 6 질량부, 및 캐소드 바인더(폴리비닐리덴 플루오라이드:PVDF) 3 질량부를 혼합하여 캐소드 혼합물을 수득하였다. 이어서, 캐소드 혼합물을 유기 용매(N-메틸-2-피롤리돈:NMP)에 분산시켜 페이스트 캐소드 혼합물 슬러리를 수득하였다. 이어서, 코팅 장치를 이용하여 캐소드 집전체(53A)(12 ㎛ 두께의 스트라이프 형태 알루미늄 호일)의 양면에 캐소드 혼합물 슬러리를 균일하게 도포하고, 도포된 캐소드 혼합물 슬러리를 건조하여 캐소드 활물질 층(53B)을 형성하였다. 마지막으로, 롤 프레스기를 이용하여 캐소드 활물질 층(53B)을 압축 성형하였다. 이 실시예에서, 만충전시에 애노드(54) 상에 리튬 금속이 석출되지 않도록 캐소드 활물질 층(53B)의 두께를 조정하였다. When preparing the cathode 53, first, the cathode active material (LiCoO 2 ) 91 parts by mass, the cathode conductive agent (graphite) 6 parts by mass, and the cathode binder (polyvinylidene fluoride: PVDF) 3 parts by mass of the cathode mixture Was obtained. Then, the cathode mixture was dispersed in an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone:NMP) to obtain a paste cathode mixture slurry. Subsequently, a cathode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of the cathode current collector 53A (12 μm-thick stripe-shaped aluminum foil) using a coating device, and the applied cathode mixture slurry was dried to obtain the cathode active material layer 53B. Formed. Finally, the cathode active material layer 53B was compression molded using a roll press machine. In this embodiment, the thickness of the cathode active material layer 53B was adjusted so that lithium metal did not precipitate on the anode 54 during full charge.

애노드(54)를 제조할 경우, 먼저, 하기 수순에 의해, 중심부 및 피복부를 포함하는 애노드 활물질을 수득하였다.When preparing the anode 54, first, an anode active material including a central portion and a coating portion was obtained by the following procedure.

중심부를 형성할 경우, 터보펌프를 이용한 진공 증착 장치 내부에서 저항 가열 증착원 및 유도 가열 증착원을 이용하여, 활물질(산화 실리콘)로 형성된 필름을 형성하였다. 이 실시예들에서, 압력은 1x10-3 Pa였고, 성막 속도는 100 nm/sec였다. 그 후에, 형성된 필름을 분쇄한 다음, 그의 입경을 선별하여, 산화 실리콘(SiOw)을 포함하는 중심부를 수득하였다.In the case of forming the center, a film formed of an active material (silicon oxide) was formed using a resistive heating evaporation source and an induction heating evaporation source inside a vacuum deposition apparatus using a turbopump. In these examples, the pressure was 1x10 -3 Pa and the deposition rate was 100 nm/sec. Thereafter, the formed film was crushed, and then the particle diameter was selected to obtain a central portion containing silicon oxide (SiO w ).

피복부를 형성할 경우, 열분해 CVD 법을 이용하여 중심부의 표면상에 도전성 재료를 퇴적하였다. 열분해 CVD 법에서, 탄소원 기체로서 메탄 및 아세틸렌을 사용하였고, 보조 기체로서 아르곤 및 수소를 사용하였다. 이 실시예들에서, 메탄 기체와 아세틸렌 기체 간의 배합비, 가열 온도 및 보조 기체의 종류와 같은 조건을 조정하여 피복부의 물성(양이온의 종류)을 제어하였다. 피복부를 형성하는 방법으로서, 다른 이온으로서 C와 함께 CH2 등이 검출되는 경우에 열분해 CVD 법을 사용하는 한편, 다른 이온으로서 C만 검출되는 경우에 스퍼터링법을 사용하였음을 주목한다.When forming the coating, a conductive material was deposited on the surface of the central portion using a thermal decomposition CVD method. In the pyrolysis CVD method, methane and acetylene were used as carbon source gases, and argon and hydrogen were used as auxiliary gases. In these examples, conditions such as the mixing ratio between methane gas and acetylene gas, heating temperature, and the type of auxiliary gas were adjusted to control the physical properties of the coating (kind of cations). Note that as a method of forming the coating, a pyrolysis CVD method is used when CH 2 or the like is detected with C as another ion, while a sputtering method is used when only C is detected as another ion.

이어서, 애노드 활물질, 및 애노드 바인더의 전구체를 90:10의 건조 중량비로 혼합한 후, 수득된 혼합물을 NMP로 희석하여 페이스트 애노드 혼합물 슬러리를 수득하였다. 애노드 바인더의 전구체는 NMP 및 N,N-디메틸아세토아미드(DMAC)를 포함하는 폴리아믹산이었다. 이어서, 코팅 장치를 이용하여 애노드 집전체(54A)(두께가 15 ㎛인 압연 동박)의 양면에 애노드 혼합물 슬러리를 도포하고, 도포된 애노드 혼합물 슬러리를 건조하였다. 마지막으로, 결착 특성을 개선하기 위해, 도포된 필름을 열 프레스(thermally pressed)한 다음, 도포된 필름을 진공 분위기에서 소성(400 ℃에서 1시간 동안)하였다. 이로써, 애노드 바인더(폴리이미드:PI)를 형성하였고, 따라서, 애노드 활물질 및 애노드 바인더를 포함하는 애노드 활물질 층(54B)을 형성하였다. 애노드 이용율이 65%가 되도록 애노드 활물질 층(54B)의 두께를 조정하였음을 주목한다.Subsequently, after mixing the anode active material and the precursor of the anode binder in a dry weight ratio of 90:10, the obtained mixture was diluted with NMP to obtain a paste anode mixture slurry. The precursor of the anode binder was a polyamic acid comprising NMP and N,N-dimethylacetoamide (DMAC). Subsequently, an anode mixture slurry was applied to both surfaces of the anode current collector 54A (rolled copper foil having a thickness of 15 µm) using a coating apparatus, and the applied anode mixture slurry was dried. Finally, in order to improve the binding properties, the applied film was heat pressed (thermally pressed), and then the applied film was calcined in a vacuum atmosphere (400° C. for 1 hour). Thus, an anode binder (polyimide:PI) was formed, and thus, an anode active material layer 54B including an anode active material and an anode binder was formed. Note that the thickness of the anode active material layer 54B was adjusted so that the anode utilization rate was 65%.

TOF-SIMS에 의해 애노드 활물질(피복부) 상에서 양이온 분석을 수행하였다. 이에 따라, 분석 결과(TOF-SIMS 스펙트럼)에서 복수의 피크(복수의 양이온)를 검출하였다. 양이온의 종류, 비 D1/D2 및 비 D1/D3를 표 1에 예시하였다.Cation analysis was performed on the anode active material (coat) by TOF-SIMS. Accordingly, a plurality of peaks (plural cations) were detected in the analysis results (TOF-SIMS spectrum). Table 1 shows the types of cations, ratios D1/D2 and ratios D1/D3.

전해액을 준비할 경우, 전해질 염(LiPF6)을 용매(에틸렌 카보네이트 및 디에틸 카보네이트)에 용해시켰다. 이 실시예들에서, 용매의 조성은 중량비로 에틸렌 카보네이트:디에틸 카보네이트=50:50이고, 전해질 염의 함량은 용매에 대해 1 mol/kg 이었다.When preparing the electrolytic solution, the electrolyte salt (LiPF 6 ) was dissolved in a solvent (ethylene carbonate and diethyl carbonate). In these examples, the composition of the solvent was ethylene carbonate:diethyl carbonate=50:50 by weight, and the electrolyte salt content was 1 mol/kg with respect to the solvent.

이차 전지를 조립할 경우, 먼저, 캐소드 집전체(53A)의 한 단부에 알루미늄으로 형성된 캐소드 리드(51)를 용접하였고, 애노드 집전체(54A)의 한 단부에 니켈로 형성된 애노드 리드(52)를 용접하였다. 이어서, 캐소드(53), 세퍼레이터(55), 애노드(54) 및 세퍼레이터(55)를 이 순서대로 적층하고, 수득된 적층체를 종 방향으로 나선형으로 권취하여 나선 권취형 전극체(50)의 전구체로서 나선형 권취체를 형성하였다. 그 후에, 그의 나선형으로 권취된 단부를 보호 테이프(57)(점착 테이프)로 고정하였다. 세퍼레이터(55)는 주성분으로서 다공성 폴리프로필렌을 포함하는 필름들 사이에 주성분으로서 다공성 폴리에틸렌을 포함하는 필름이 개재된 다중층 필름(20 ㎛ 두께)이었다. 이어서, 외장 부재(60)들 사이에 나선형 권취체를 개재시킨 다음, 외장 부재(60)의 한 변을 제외한 외주연부를 열 융착하여, 나선형 권취체를 외장 부재(60) 내부에 수납하였다. 외장 부재(60)는, 외측으로부터 나일론 필름(30 ㎛ 두께), 알루미늄 호일(40 ㎛ 두께) 및 무연신 폴리프로필렌 필름(30 ㎛ 두께)이 적층된 알루미늄 라미네이트 필름이었다. 이어서, 외장 부재(60)의 개구부로부터 전해액을 주입하였고, 전해액을 세퍼레이터(55)에 함침시켜, 나선 권취형 전극체(50)를 제조하였다. 마지막으로, 외장 부재(60)의 개구부를 진공 분위기에서 열 융착하였다.When assembling the secondary battery, first, the cathode lead 51 formed of aluminum was welded to one end of the cathode current collector 53A, and the anode lead 52 formed of nickel was welded to one end of the anode current collector 54A. Did. Subsequently, the cathode 53, the separator 55, the anode 54, and the separator 55 are stacked in this order, and the obtained laminate is spirally wound in the longitudinal direction to be a precursor of the spiral wound electrode body 50. As, a spiral wound body was formed. Thereafter, the spiral wound end was fixed with a protective tape 57 (adhesive tape). The separator 55 was a multi-layer film (20 μm thick) in which a film containing porous polyethylene as a main component was interposed between films containing porous polypropylene as a main component. Subsequently, a spiral wound body was interposed between the exterior members 60, and then the outer peripheral portion excluding one side of the exterior member 60 was heat-sealed to accommodate the spiral winding body inside the exterior member 60. The exterior member 60 was an aluminum laminate film in which a nylon film (30 μm thick), an aluminum foil (40 μm thick), and an unstretched polypropylene film (30 μm thick) were laminated from the outside. Subsequently, an electrolyte solution was injected from the opening of the exterior member 60, and the electrolyte solution was impregnated into the separator 55 to prepare a spiral wound electrode body 50. Finally, the opening of the exterior member 60 was heat-sealed in a vacuum atmosphere.

이차 전지의 초기 충방전 특성 및 사이클 특성을 조사하였다. 표 1에 예시된 결과를 수득하였다.The initial charge and discharge characteristics and cycle characteristics of the secondary battery were investigated. The results illustrated in Table 1 were obtained.

초기 충방전 특성을 조사할 경우, 전지 상태를 안정화시키기 위해, 실온 분위기(23 ℃)에서 이차 전지에 대해 한 사이클의 충방전을 수행하였다. 이어서, 동일한 분위기에서 이차 전지를 다시 충전시켜 충전 용량을 측정한 후, 이차 전지를 방전시켜 방전 용량을 측정하였다. 측정 결과로부터, [초기 효율(%) = (방전 용량/충전 용량)x 100]을 산출하였다. 1번째 사이클에서의 충전시, 0.7 mA/cm2의 전류 밀도로 전압이 4.25 V에 도달할 때까지 충전을 수행하였고, 추가로, 4.2 V의 정전압으로 전류 밀도가 0.3 mA/cm2에 도달할 때까지 충전을 수행하였다. 1번째 사이클에서의 방전시, 0.7 mA/cm2의 정전류 밀도로 전압이 2.5 V에 도달할 때까지 방전을 수행하였다. 2번째 사이클에서의 충방전 조건은 충전시 및 방전시의 전류 밀도를 3 mA/cm2 로 변경하는 것을 제외하고는 1번째 사이클에서의 충방전 조건과 유사하였다.When examining the initial charge/discharge characteristics, in order to stabilize the battery state, charge/discharge of a cycle was performed for the secondary battery in a room temperature atmosphere (23° C.). Subsequently, the secondary battery was charged again in the same atmosphere to measure the charge capacity, and then the secondary battery was discharged to measure the discharge capacity. From the measurement results, [initial efficiency (%) = (discharge capacity/charge capacity) x 100] was calculated. Upon charging in the first cycle, charging was performed until the voltage reached 4.25 V with a current density of 0.7 mA/cm 2 , and further, with a constant voltage of 4.2 V, the current density would reach 0.3 mA/cm 2 Charging was carried out until. Upon discharge in the first cycle, discharge was performed with a constant current density of 0.7 mA/cm 2 until the voltage reached 2.5 V. The charging and discharging conditions in the second cycle were similar to the charging and discharging conditions in the first cycle, except that the current density during charging and discharging was changed to 3 mA/cm 2 .

사이클 특성을 조사할 경우, 초기 충방전 특성을 조사하는 경우와 유사한 수순에 의해 전지 상태를 안정화시키는 이차 전지를 사용하였다. 상기 이차 전지를 충전 및 방전시켜 2번째 사이클에서의 방전 용량을 측정하였다. 이어서, 사이클의 총수가 100 사이클에 도달할 때까지 이차 전지를 반복적으로 충방전시켜 100번째 사이클에서의 방전 용량을 측정하였다. 측정 결과로부터, [용량 유지율(%) = (100번째 사이클에서의 방전 용량/2번째 사이클에서의 방전 용량) x 100]을 산출하였다. 충방전 조건은 초기 충방전 특성의 충방전 조건(2번째 사이클 및 그 이후)과 유사하였다.When examining the cycle characteristics, a secondary battery was used that stabilized the battery state by a procedure similar to the case of examining the initial charge/discharge characteristics. The secondary battery was charged and discharged to measure the discharge capacity in the second cycle. Subsequently, the secondary battery was repeatedly charged and discharged until the total number of cycles reached 100 cycles, and the discharge capacity at the 100th cycle was measured. From the measurement results, [capacity retention ratio (%) = (discharge capacity at 100th cycle/2 discharge capacity at 2nd cycle) x 100] was calculated. The charging and discharging conditions were similar to those of the initial charging and discharging characteristics (the second cycle and later).

SEM을 이용하여 애노드 활물질(피복부)의 표면을 관찰하였다. 이에 따라, 도 2 및 도 3에 예시된 SEM 사진을 수득하였다. 도 2는 피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출된 경우(실시예 1-1)의 SEM 사진이고, 도 3은 피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출되지 않은 경우(실시예 1-6)의 SEM 사진이다.The surface of the anode active material (coat) was observed using SEM. Accordingly, SEM photographs illustrated in FIGS. 2 and 3 were obtained. Figure 2 is a SEM image of a specific ion detected by the cation analysis of the coating (Example 1-1), Figure 3 is a specific ion is not detected by the cation analysis of the coating (Example 1-6) It is a SEM photograph.

Figure 112014017716315-pat00001
Figure 112014017716315-pat00001

초기 효율 및 용량 유지율은 피복부의 유무 및 그의 물성(양이온의 종류)에 따라 크게 변동하였다. 더 구체적으로, 피복부가 중심부 상에 제공된 경우, 피복부가 형성되지 않은 경우에 비해, 초기 효율이 대폭 증가하였고 용량 유지율이 증가하였다. 또한, 피복부가 중심부 상에 제공된 경우에, 피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출된 경우, 특정 이온이 검출되지 않은 경우에 비해, 초기 효율이 더 증가하였고 용량 유지율이 대폭 증가하였다.The initial efficiency and capacity retention rate varied greatly depending on the presence or absence of the coating and its physical properties (kind of cation). More specifically, when the covering was provided on the center, the initial efficiency was significantly increased and the capacity retention rate was increased as compared to the case where the covering was not formed. In addition, when the coating portion was provided on the center portion, when a specific ion was detected by cation analysis of the coating portion, the initial efficiency was further increased and the capacity retention rate was significantly increased compared to a case where no specific ion was detected.

피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출된 경우에, 도 2에 예시된 바와 같이, 피복부의 표면상에 특정 이온에 기인한 요철 구조가 형성되었다. 한편, 특정 이온이 검출되지 않은 경우에는, 도 3에 예시된 바와 같이, 특정 이온에 기인한 요철 구조가 형성되지 않았으며, 피복부의 표면이 실질적으로 평탄하였다.When a specific ion was detected by cation analysis of the coating, as shown in FIG. 2, an uneven structure due to the specific ion was formed on the surface of the coating. On the other hand, when a specific ion was not detected, as illustrated in FIG. 3, an uneven structure due to the specific ion was not formed, and the surface of the coating was substantially flat.

[실시예 2-1 내지 2-11][Examples 2-1 to 2-11]

비 D1/D2 및 비 D1/D3를 표 2에 예시된 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 열분해 CVD 법에 의해 피복부를 형성하는 단계에서, 메탄 기체 및 아세틸렌 기체 간의 배합비, 가열 온도, 및 보조 기체의 종류와 같은 조건을 변경함으로써 비 D1/D2 및 비 D1/D3를 조정하였다.A secondary battery was prepared by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the ratio D1/D2 and the ratio D1/D3 were changed as illustrated in Table 2, and various characteristics were investigated. In these embodiments, the ratio D1/D2 and ratio D1/D3 are changed by changing conditions such as the mixing ratio between methane gas and acetylene gas, the heating temperature, and the type of auxiliary gas in the step of forming the coating by the pyrolysis CVD method. Adjusted.

Figure 112014017716315-pat00002
Figure 112014017716315-pat00002

피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온이 검출되는 경우에, 비 D1/D2가 1.25 이상일 경우, 비 D1/D2가 1.25 미만인 경우와는 다르게, 70% 이상의 높은 초기 효율 및 80% 이상의 높은 용량 유지율이 수득되었다. 비 D1/D2가 50 이상일 경우, 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하여, 둘 모두 실질적으로 최대가 되었다. 또한, 비 D1/D3가 1보다 클 경우, 비 D1/D3가 1 미만인 경우에 비해 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였다.When a specific ion is detected by cation analysis of the coating, a high initial efficiency of 70% or more and a high capacity retention rate of 80% or more are obtained, when the ratio D1/D2 is 1.25 or more, and when the ratio D1/D2 is less than 1.25 Became. When the ratio D1/D2 is 50 or more, the initial efficiency and capacity retention rate are further increased, so that both are substantially maximized. In addition, when the ratio D1/D3 is greater than 1, the initial efficiency and capacity retention rate are increased more than when the ratio D1/D3 is less than 1.

[실시예 3-1 내지 3-9][Examples 3-1 to 3-9]

피복부의 평균 두께 및 평균 피복율을 도 3에 예시된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 피복부를 형성하는 단계에서 퇴적 속도 및 퇴적 시간과 같은 조건을 변경함으로써 평균 두께를 조정하였고, 투입 전력 및 퇴적 시간과 같은 조건을 변경함으로써 평균 피복율을 조정하였다.A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the average thickness and average coverage of the coating portion were changed as illustrated in FIG. 3, and various characteristics were investigated. In these embodiments, the average thickness was adjusted by changing conditions such as deposition rate and deposition time in the step of forming the coating, and the average coverage was adjusted by changing conditions such as input power and deposition time.

Figure 112014017716315-pat00003
Figure 112014017716315-pat00003

피복부의 평균 두께에 의존하지 않고 높은 초기 효율 및 높은 용량 유지율을 수득하였다. 하지만, 평균 두께가 500 nm보다 클 경우, 피복부의 형성량이 과도하게 많으므로, 전지 용량이 저하되었다. 따라서, 평균 두께가 500 nm 이하일 경우, 높은 초기 효율 및 높은 용량 유지율을 수득하였으며, 높은 전지 용량도 또한 수득하였다. 또한, 피복부의 평균 피복율이 30% 이상일 경우, 높은 초기 효율 및 높은 용량 유지율을 수득하였다.High initial efficiency and high capacity retention were obtained without depending on the average thickness of the coating. However, when the average thickness was larger than 500 nm, the amount of formation of the coating portion was excessively large, so that the battery capacity was lowered. Therefore, when the average thickness was 500 nm or less, high initial efficiency and high capacity retention were obtained, and high cell capacity was also obtained. In addition, when the average coverage of the coating portion was 30% or more, high initial efficiency and high capacity retention were obtained.

[실시예 4-1 내지 4-9][Examples 4-1 to 4-9]

피복부의 비 IG/ID을 표 4에 예시된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 다양한 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 피복부를 형성하는 단계에서, 압력, 열분해 온도 및 탄소원 기체의 종류와 같은 조건을 변경함으로써 비 IG/ID를 조정하였다.A secondary battery was prepared by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the ratio IG/ID of the coating portion was changed as illustrated in Table 4, and various characteristics were investigated. In these examples, in the step of forming the coating, the ratio IG/ID was adjusted by changing conditions such as pressure, thermal decomposition temperature, and type of carbon source gas.

Figure 112014017716315-pat00004
Figure 112014017716315-pat00004

비 IG/ID가 0.3 이상 내지 3 이하일 경우, 비 IG/ID가 상기 범위를 벗어나는 경우에 비해, 70% 이상의 높은 초기 효율 및 80% 이상의 높은 용량 유지율을 수득하였다.When the ratio IG/ID was 0.3 or more and 3 or less, a high initial efficiency of 70% or more and a high capacity retention rate of 80% or more were obtained when the ratio IG/ID was outside the above range.

[실시예 5-1 내지 5-5][Examples 5-1 to 5-5]

중심부의 조성(SiOw)을 표 5에 예시된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 원재료인 실리콘의 용융 및 응고시 산소 도입량을 변경함으로써 조성(원자비 w)을 조정하였다.A secondary battery was prepared by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the composition (SiO w ) of the central portion was changed as illustrated in Table 5, and various characteristics were investigated. In these examples, the composition (atomic ratio w) was adjusted by changing the amount of oxygen introduced during melting and solidification of the raw material silicon.

Figure 112014017716315-pat00005
Figure 112014017716315-pat00005

원자비(w)가 0.3 이상인 경우, 원자비(w)가 0.3 미만인 경우에 비해, 높은 초기 효율을 유지하면서 높은 용량 유지율을 수득하였다. 또한, 원자비(w)가 1.9 미만인 경우, 원자비(w)가 1.9 이상인 경우에 비해, 높은 용량 유지율을 유지하면서 높은 초기 효율을 수득하였다.When the atomic ratio (w) was 0.3 or more, compared with the case where the atomic ratio (w) was less than 0.3, a high capacity retention rate was obtained while maintaining high initial efficiency. In addition, when the atomic ratio (w) was less than 1.9, high initial efficiency was obtained while maintaining a high capacity retention rate, compared to when the atomic ratio (w) was 1.9 or more.

[실시예 6-1 내지 6-9][Examples 6-1 to 6-9]

중심부 표면상의 원자비(Si/O)를 표 6에 예시된 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 수소 기체를 공급하면서 중심부를 가열함으로써 중심부의 표면을 환원시키는 단계에서 수소 기체의 공급량 및 가열 온도와 같은 조건을 변경함으로써 원자비를 조정하였다. 표 6에 예시된 용어 "추이"는 중심부의 표면에서 그의 내부로의 방향으로의 원자비의 추이를 지칭함을 주목한다.A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the atomic ratio (Si/O) on the center surface was changed as illustrated in Table 6, and various characteristics were investigated. In these embodiments, the atomic ratio was adjusted by changing conditions such as the amount of supply of hydrogen gas and the heating temperature in the step of reducing the surface of the center by heating the center while supplying hydrogen gas. Note that the term "trend" illustrated in Table 6 refers to the transition of the atomic ratio from the surface of the center to its interior.

Figure 112014017716315-pat00006
Figure 112014017716315-pat00006

원자비가 75 원자% 이하인 경우, 용량 유지율이 대폭 증가하였다. 또한, 원자비가 30 원자% 이상 내지 70 원자% 이하일 경우에, 80% 이상의 높은 용량 유지율을 수득하였다. 이 실시예들에서, 원자비의 추이가 감소 상태 또는 일정 상태인 경우, 원자비의 추이가 증가 상태인 경우에 비해 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였다.When the atomic ratio was 75 atomic% or less, the capacity retention rate was significantly increased. Further, when the atomic ratio was 30 atomic% or more to 70 atomic% or less, a high capacity retention rate of 80% or more was obtained. In these embodiments, when the transition of the atomic ratio is in a reduced state or a constant state, the initial efficiency and capacity retention rate are increased more than when the transition of the atomic ratio is in an increased state.

[실시예 7-1 내지 7-6][Examples 7-1 to 7-6]

중심부의 중간 직경(D50)을 표 7에 예시된 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 형성된 필름의 분쇄 조건 등을 변경함으로써 중간 직경을 조정하였다. A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the middle diameter (D50) of the center was changed as illustrated in Table 7, and various characteristics were investigated. In these examples, the median diameter was adjusted by changing the crushing conditions and the like of the formed film.

Figure 112014017716315-pat00007
Figure 112014017716315-pat00007

중간 직경(D50)이 0.1 ㎛ 이상 내지 20 ㎛이하인 경우, 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였으며, 특히, 80% 이상의 높은 용량 유지율을 수득하였다.When the median diameter (D50) was 0.1 µm or more and 20 µm or less, the initial efficiency and capacity retention rate were further increased, and particularly, a high capacity retention rate of 80% or more was obtained.

[실시예 8-1 내지 8-12][Examples 8-1 to 8-12]

중심부의 결정립의 평균 면적 점유율 및 평균 입경을 표 8에 예시된 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 아르곤 기체 분위기에서 산화 실리콘을 가열하면서 산화 실리콘을 퇴적하는 단계에서 그의 가열시의 온도 및 시간과 같은 조건을 변경함으로써 평균 면적 점유율 및 평균 입경을 조정하였다.A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the average area occupancy and average particle size of the central grains were changed as illustrated in Table 8, and various characteristics were investigated. In these examples, the average area occupancy and average particle diameter were adjusted by changing conditions such as temperature and time during heating in the step of depositing silicon oxide while heating silicon oxide in an argon gas atmosphere.

Figure 112014017716315-pat00008
Figure 112014017716315-pat00008

평균 면적 점유율이 35% 이하이고 평균 입경이 30 nm 이하인 경우, 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였다.When the average area occupancy was 35% or less and the average particle diameter was 30 nm or less, the initial efficiency and capacity retention rate were further increased.

[실시예 9-1 내지 9-9][Examples 9-1 to 9-9]

표 9에 예시된 바와 같이 금속 원소를 중심부에 함유시키는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 중심부를 형성하는 단계에서 산화 실리콘 분말 및 금속 분말을 이용하여 공증착을 수행하였다.A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the metal element was contained in the center as illustrated in Table 9, and various characteristics were investigated. In these embodiments, co-deposition was performed using a silicon oxide powder and a metal powder in the step of forming the central portion.

Figure 112014017716315-pat00009
Figure 112014017716315-pat00009

중심부가 금속 원소를 포함하는 경우, 초기 효율 및 용량 유지율 중 하나 또는 둘 모두가 더 증가하였다.When the central portion contains a metal element, one or both of the initial efficiency and capacity retention rate was further increased.

[실시예 10-1 및 10-2][Examples 10-1 and 10-2]

표 10에 예시된 바와 같이 애노드 활물질을 리튬으로 예비-도핑하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 애노드 활물질 등과 리튬 금속 분말을 혼합한 다음, 수득된 혼합물을 불활성 기체(Ar) 분위기에서 가열(가열 온도: 500 ℃)하였다(분말 혼합법). 또한, 애노드(54)를 제조한 후, 증착법을 이용하여 애노드(54) 상에 리튬 금속을 퇴적하였다(증착법).A secondary battery was prepared by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the anode active material was pre-doped with lithium as illustrated in Table 10, and various characteristics were investigated. In these examples, the lithium metal powder was mixed with the anode active material and the like, and then the obtained mixture was heated in an inert gas (Ar) atmosphere (heating temperature: 500°C) (powder mixing method). Further, after the anode 54 was prepared, lithium metal was deposited on the anode 54 using a vapor deposition method (deposition method).

Figure 112014017716315-pat00010
Figure 112014017716315-pat00010

중심부가 예비-도핑되는 경우, 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였다.When the center was pre-doped, the initial efficiency and capacity retention rate increased further.

[실시예 11-1 내지 11-9][Examples 11-1 to 11-9]

표 11에 예시된 바와 같이 애노드 바인더의 종류를 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 애노드 바인더로서, 폴리아미드이미드(PAI), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴산(PAA), 리튬 폴리아크릴레이트(PAALi), 폴리이미드 카바이드(PI 카바이드), 폴리에틸렌(PE), 폴리말레인산(PMA) 및 아라미드(AR)를 사용하였다. PAA 또는 PAALi를 사용할 경우, 순수에 PAA 또는 PAALi를 용해시켜 수득한 17 체적%의 수용액(1.5 중량%의 폴리에틸렌 입자 포함)을 이용하여 애노드 혼합물 슬러리를 준비하였고, 수득된 애노드 혼합물 슬러리를 열 프레스하여, 소성하지 않고 애노드 활물질 층(54B)을 형성하였음을 주목한다.A secondary battery was manufactured by a procedure similar to that of Example 1-1 except for changing the type of anode binder, as illustrated in Table 11, to investigate various characteristics. In these embodiments, as the anode binder, polyamideimide (PAI), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyamide (PA), polyacrylic acid (PAA), lithium polyacrylate (PAALi), polyimide carbide ( PI carbide), polyethylene (PE), polymaleic acid (PMA) and aramid (AR) were used. When PAA or PAALi was used, an anode mixture slurry was prepared using 17 volume% aqueous solution (containing 1.5% by weight of polyethylene particles) obtained by dissolving PAA or PAALi in pure water, and heat-pressing the obtained anode mixture slurry , Note that the anode active material layer 54B was formed without firing.

Figure 112014017716315-pat00011
Figure 112014017716315-pat00011

애노드 바인더의 종류를 변경한 경우, 높은 초기 효율 및 높은 용량 유지율을 수득하였다.When the type of anode binder was changed, high initial efficiency and high capacity retention were obtained.

[실시예 12-1 내지 12-3][Examples 12-1 to 12-3]

표 12에 예시된 바와 같이 애노드 집전체(54A)에 탄소 및 황을 함유시킨 것을 제외하고는 실시예 1-1과 유사한 수순에 의해 이차 전지를 제조하여, 각종 특성들을 조사하였다. 이 실시예들에서, 애노드 집전체(54A)로서, 탄소 및 황으로 도핑된 압연 동박을 사용하였다.As illustrated in Table 12, a secondary battery was prepared by a procedure similar to that of Example 1-1, except that the anode current collector 54A contained carbon and sulfur, and various characteristics were investigated. In these embodiments, as the anode current collector 54A, a rolled copper foil doped with carbon and sulfur was used.

Figure 112014017716315-pat00012
Figure 112014017716315-pat00012

애노드 집전체(54A)에 탄소 및 황이 포함되는 경우, 초기 효율 및 용량 유지율이 더 증가하였다. 이 실시예들에서, 탄소 함량 및 황 함량의 합이 100 ppm 이하인 경우, 용량 유지율이 더 증가하였다.When carbon and sulfur are included in the anode current collector 54A, initial efficiency and capacity retention are further increased. In these examples, when the sum of carbon content and sulfur content is 100 ppm or less, the capacity retention rate is further increased.

표 1 내지 표 12의 결과로부터, 구성 원소로서 실리콘을 포함하는 중심부상에 제공된 피복부에 있어서, TOF-SIMS를 이용한 피복부의 양이온 분석에 의해 특정 이온을 검출한 경우, 우수한 초기 충방전 특성을 수득하였고, 우수한 사이클 특성을 수득하였다.From the results of Tables 1 to 12, excellent initial charge/discharge characteristics are obtained when specific ions are detected by cation analysis of a coating portion using TOF-SIMS in a coating portion provided on a central portion containing silicon as a constituent element. And excellent cycle characteristics were obtained.

본 발명은 실시형태 및 실시예를 참조로 설명하였다. 하지만, 본 발명은 실시형태 및 실시예에 설명된 예로 제한되지 않으며, 각종 변형들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 이차 전지는, 애노드의 용량이 리튬 이온의 흡장 및 방출에 의한 용량 및 리튬 금속의 석출 및 용해와 관련된 용량을 포함하고, 전지 용량을 상기 용량들의 합으로 나타내는 이차 전지에 유사하게 적용될 수 있다. 이 경우, 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 애노드 재료를 사용하고, 애노드 재료의 충전가능한 용량은 캐소드의 방전 용량보다 더 작은 값으로 설정된다.The present invention has been described with reference to embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the examples described in the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, the secondary battery of the present invention, the capacity of the anode includes a capacity related to the deposition and dissolution of lithium metal and the capacity by adsorption and release of lithium ions, and the battery capacity is represented by a sum of the above capacity Similar can be applied. In this case, an anode material capable of occluding and releasing lithium ions is used, and the chargeable capacity of the anode material is set to a value smaller than the discharge capacity of the cathode.

또한, 예를 들어, 본 발명의 이차 전지는, 코인형 전지 또는 버튼형 전지와 같은 다른 전지 구조를 갖는 전지, 및 전지 소자가 적층 구조와 같은 다른 구조를 갖는 전지에 유사하게 적용될 수 있다.Further, for example, the secondary battery of the present invention can be similarly applied to a battery having a different battery structure such as a coin-type battery or a button-type battery, and a battery in which the battery element has a different structure such as a stacked structure.

또한, 예를 들어, 전극 반응물질은 나트륨(Na) 및 칼륨(K)과 같은 다른 1족 원소, 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)과 같은 2족 원소, 또는 알루미늄(Al)과 같은 다른 경금속일 수 있다. 본 발명의 효과는 전극 반응물질 종류에 의존하지 않고 수득될 수 있으며, 따라서, 전극 반응물질 종류가 변경되는 경우에도, 유사한 효과를 수득할 수 있다.Further, for example, the electrode reactant may be another group 1 element such as sodium (Na) and potassium (K), a group 2 element such as magnesium (Mg) and calcium (Ca), or other light metal such as aluminum (Al). Can be The effect of the present invention can be obtained without depending on the type of the electrode reactant, and thus, even when the type of the electrode reactant is changed, a similar effect can be obtained.

또한, 실시형태 및 실시예에서, 피복부의 물성(비 D1/D2 및 비 D1/D3)과 관련하여, 실시예의 결과로부터 도출된 적절한 범위를 설명하였다. 하지만, 상기 설명은, 비 D1/D2 및 비 D1/D3가 상기 범위를 벗어날 가능성을 완전히 부정하지는 않는다. 즉, 상기의 적절한 범위는 본 발명의 효과를 수득하기 위한 특히 바람직한 범위이다. 따라서, 본 발명의 효과가 수득되기만 하면, 비 D1/D2 및 비 D1/D3는 상기 범위를 다소 벗어날 수 있다. 청구항에 명시된 다른 수치 범위(예를 들어, 원자비 범위)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, in the embodiments and examples, appropriate ranges derived from the results of the examples have been described in relation to the properties of the coating (ratio D1/D2 and ratio D1/D3). However, the above description does not completely deny the possibility that the ratio D1/D2 and the ratio D1/D3 are out of the above range. That is, the appropriate range described above is a particularly preferred range for obtaining the effect of the present invention. Therefore, as long as the effect of the present invention is obtained, the ratio D1/D2 and the ratio D1/D3 may slightly fall outside the above range. The same may be applied to other numerical ranges (eg, atomic ratio ranges) specified in the claims.

본 출원의 상술한 예시적 실시형태로부터 적어도 후속하는 구성을 달성하는 것이 가능하다.It is possible to achieve at least the following configuration from the above-described exemplary embodiment of the present application.

(1) 이차 전지로서,(1) As a secondary battery,

캐소드;Cathode;

활물질을 포함하는 애노드; 및An anode containing an active material; And

전해액Electrolyte

을 포함하며,It includes,

상기 활물질은 중심부, 및 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 이차 전지.Secondary, wherein one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. battery.

(2) (1)에 있어서,(2) In (1),

C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 약 1.25 이상이거나, 약 50 이상인, 이차 전지.A secondary battery in which the ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is about 1.25 or more, or about 50 or more .

(3) (1) 또는 (2)에 있어서,(3) In (1) or (2),

C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 약 1 보다 큰, 이차 전지.Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) A secondary battery in which the liver ratio D1/D3 is greater than about 1.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, (4) The method according to any one of (1) to (3),

상기 피복부의 평균 두께가 약 500 nm 이하이고,The average thickness of the coating is about 500 nm or less,

상기 중심부에 대한 상기 피복부의 평균 피복율이 약 30% 이상이고,The average coverage of the coating portion relative to the central portion is about 30% or more,

라만 스펙트럼법에 의해 측정한 상기 피복부의 G 밴드의 강도(IG)와 D 밴드의 강도(ID) 간의 비(IG/ID)가 약 0.3 이상 내지 약 3 이하인, 이차 전지.A secondary battery in which the ratio (IG/ID) between the intensity (IG) of the G band and the intensity (ID) of the D band measured by the Raman spectrum method is about 0.3 or more to about 3 or less.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서,(5) The method according to any one of (1) to (4),

상기 피복부의 표면은 상기 CxHy(2≤x≤6, 3≤y≤9)로 나타내는 하나 이상의 양이온에 기인한 요철 구조를 갖는, 이차 전지.The surface of the coating portion has a concavo-convex structure due to one or more cations represented by the C x H y (2≤x≤6, 3≤y≤9).

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서,(6) The method according to any one of (1) to (5),

상기 중심부는 구성 원소로서 산소(O)를 포함하는, 이차 전지.The central portion includes a secondary battery, containing oxygen (O) as a constituent element.

(7) (6)에 있어서,(7) In (6),

상기 중심부는 SiOw(w는 0.3≤w<1.9를 만족함)로 나타내는 산화 실리콘을 포함하고,The center portion includes silicon oxide represented by SiO w (w satisfies 0.3≦w<1.9),

상기 중심부의 표면상에서 산소에 대한 실리콘의 원자비(Si/O)는 약 75 원자% 이하이거나, 약 30 원자% 이상 내지 약 70 원자% 이하인, 이차 전지.The atomic ratio (Si/O) of silicon to oxygen on the surface of the center is about 75 atomic% or less, or about 30 atomic% or more to about 70 atomic% or less.

(8) (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서,(8) The method according to any one of (1) to (7),

상기 중심부의 중간 직경(D50)은 약 0.1 ㎛ 이상 내지 약 20 ㎛ 이하인, 이차 전지.The middle diameter (D50) of the center is about 0.1 μm or more to about 20 μm or less, the secondary battery.

(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서,(9) The method according to any one of (1) to (8),

상기 중심부는 구성 원소로서 철(Fe), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 망간(Mn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함하는, 이차 전지.The central portion includes at least one of iron (Fe), aluminum (Al), calcium (Ca), manganese (Mn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and nickel (Ni) as constituent elements.

(10) (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서,(10) The method according to any one of (1) to (9),

상기 중심부에서 결정 영역(결정립)이 비결정 영역에 점재되고,A crystal region (crystal grain) is scattered in the amorphous region in the center,

실리콘의 (111) 면 및 (220) 면에 기인한 결정립의 평균 면적 점유율이 약 35% 이하이고,The average area occupancy of the crystal grains due to the (111) and (220) planes of silicon is about 35% or less,

상기 결정립의 평균 입경이 약 30 nm 이하인, 이차 전지.A secondary battery having an average particle diameter of the crystal grains of about 30 nm or less.

(11) (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, (11) The method according to any one of (1) to (10),

비충전 상태의 상기 중심부에서 실리콘의 일부 또는 전부가 리튬(Li)과 합금화되고,Part or all of the silicon is alloyed with lithium (Li) in the central portion of the uncharged state,

상기 중심부가 리튬 실리케이트를 포함하는, 이차 전지.A secondary battery, wherein the central portion comprises a lithium silicate.

(12) (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, (12) The method according to any one of (1) to (11),

상기 애노드는 집전체 상에 활물질 층을 포함하고, The anode includes an active material layer on the current collector,

상기 활물질 층은 상기 활물질을 포함하고, The active material layer includes the active material,

상기 집전체는 구성 원소로서 구리(Cu), 탄소(C) 및 황(S)을 포함하고, The current collector includes copper (Cu), carbon (C), and sulfur (S) as constituent elements,

상기 집전체에서 탄소 및 황의 함량의 합은 약 100 ppm 이하인 이차 전지. A secondary battery in which the sum of carbon and sulfur content in the current collector is about 100 ppm or less.

(13) (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 이차 전지는 리튬 이온 이차 전지인, 이차 전지.(13) The secondary battery according to any one of (1) to (12), wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery.

(14) 전극으로서,(14) As an electrode,

활물질을 포함하며,Contains active substances,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전극.An electrode in which one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coated portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. .

(15) 활물질로서,(15) As an active material,

중심부; 및center; And

상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부The covering provided on the surface of the center

를 포함하며,It includes,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 활물질.An active material in which one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry .

(16) 전지팩으로서,(16) As a battery pack,

이차 전지; Secondary battery;

상기 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부; 및A control unit configured to control the operation of the secondary battery; And

상기 제어부의 지시에 따라 상기 이차 전지의 작동을 전환하도록 구성된 스위치부A switch unit configured to switch the operation of the secondary battery according to the instructions of the control unit

를 포함하며,It includes,

상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전지팩.A battery in which one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coated portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. pack.

(17) 전동 차량으로서,(17) As an electric vehicle,

이차 전지;Secondary battery;

상기 이차 전지로부터 공급된 전력을 구동력으로 변환하도록 구성된 변환부;A converter configured to convert power supplied from the secondary battery into driving force;

상기 구동력에 따라 작동하도록 구성된 구동부; 및A driving unit configured to operate according to the driving force; And

상기 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부Control unit configured to control the operation of the secondary battery

를 포함하며,It includes,

상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전동 차량.The cation analysis of the cladding portion using the time-of-flight secondary ion mass spectrometry detects one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9). vehicle.

(18) 전력저장 시스템으로서(18) As a power storage system

이차 전지;Secondary battery;

상기 이차 전지로부터 전력을 공급받도록 구성된 하나 이상의 전기 장치; 및At least one electrical device configured to receive power from the secondary battery; And

상기 이차 전지로부터의 전력을 상기 하나 이상의 전기 장치로 공급하는 것을 제어하도록 구성된 제어부A control unit configured to control supply of power from the secondary battery to the one or more electrical devices

를 포함하며,It includes,

상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전력저장 시스템.Power by which one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry. Storage system.

(19) 전동 공구로서,(19) As a power tool,

이차 전지; 및Secondary battery; And

상기 이차 전지로부터 전력을 공급받도록 구성된 가동부A movable unit configured to receive power from the secondary battery

를 포함하며,It includes,

상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전동 공구.The cation analysis of the cladding portion using the time-of-flight secondary ion mass spectrometry detects one or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9). tool.

(20) 전자 기기로서,(20) As an electronic device,

전력 공급원으로서 이차 전지를 포함하며,It includes a secondary battery as a power source,

상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,

상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,

상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,

상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,

비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되는, 전자 기기.One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating portion using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry electron device.

첨부 청구항 및 그의 균등물의 범위 이내이기만 하면, 설계 요건 및 다른 인자에 따라 다양한 변형, 조합, 하부-조합 및 대체가 발생할 수 있음이 당업자에 의해 이해되어야 한다.It should be understood by those skilled in the art that various modifications, combinations, sub-combinations, and substitutions may occur depending on design requirements and other factors, as long as they are within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims (20)

이차 전지로서,
캐소드;
활물질을 포함하는 애노드; 및
전해액
을 포함하며,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 이차 전지.
As a secondary battery,
Cathode;
An anode containing an active material; And
Electrolyte
It includes,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) A secondary battery in which the ratio D1/D3 of the liver is greater than 1.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 피복부의 평균 두께가 500 nm 이하이고,
상기 중심부에 대한 상기 피복부의 평균 피복율이 30% 이상이고,
라만 스펙트럼법에 의해 측정한 상기 피복부의 G 밴드의 강도(IG)와 D 밴드의 강도(ID) 간의 비(IG/ID)가 0.3 이상 내지 3 이하인, 이차 전지.
According to claim 1,
The average thickness of the coating is 500 nm or less,
The average coverage of the coating portion relative to the central portion is 30% or more,
A secondary battery in which the ratio (IG/ID) between the intensity (IG) of the G band and the intensity (ID) of the D band measured by the Raman spectrum method is 0.3 or more and 3 or less.
제1항에 있어서, 상기 피복부의 표면은 상기 CxHy(2≤x≤6, 3≤y≤9)로 나타내는 하나 이상의 양이온에 기인한 요철 구조를 갖는, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the surface of the coating portion has an uneven structure caused by one or more cations represented by C x H y (2≤x≤6, 3≤y≤9). 제1항에 있어서, 상기 중심부는 구성 원소로서 산소(O)를 포함하는, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the central portion contains oxygen (O) as a constituent element. 제6항에 있어서,
상기 중심부는 SiOw(w는 0.3≤w<1.9를 만족함)로 나타내는 산화 실리콘을 포함하고,
상기 중심부의 표면상에서 산소에 대한 실리콘의 원자비(Si/O)는 75 원자% 이하이거나, 30 원자% 이상 내지 70 원자% 이하인, 이차 전지.
The method of claim 6,
The center portion includes silicon oxide represented by SiO w (w satisfies 0.3≦w<1.9),
On the surface of the central portion, the atomic ratio (Si/O) of silicon to oxygen is 75 atomic% or less, or 30 atomic% or more to 70 atomic% or less.
제1항에 있어서, 상기 중심부의 중간 직경(D50)은 0.1 ㎛ 이상 내지 20 ㎛ 이하인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein an intermediate diameter (D50) of the central portion is 0.1 μm or more to 20 μm or less. 제1항에 있어서, 상기 중심부는 구성 원소로서 철(Fe), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 망간(Mn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함하는, 이차 전지.The method of claim 1, wherein the central portion is at least one of iron (Fe), aluminum (Al), calcium (Ca), manganese (Mn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and nickel (Ni) as constituent elements. Included, secondary battery. 제1항에 있어서,
상기 중심부에서 결정 영역(결정립)이 비결정 영역에 점재되고,
실리콘의 (111) 면 및 (220) 면에 기인한 결정립의 평균 면적 점유율이 35% 이하이고,
상기 결정립의 평균 입경이 30 nm 이하인, 이차 전지.
According to claim 1,
A crystal region (crystal grain) is scattered in the amorphous region in the center,
The average area occupancy of the crystal grains due to the (111) and (220) planes of silicon is 35% or less,
A secondary battery having an average particle size of the crystal grains of 30 nm or less.
제1항에 있어서,
비충전 상태의 상기 중심부에서 실리콘의 일부 또는 전부가 리튬(Li)과 합금화되고,
상기 중심부가 리튬 실리케이트를 포함하는, 이차 전지.
According to claim 1,
Part or all of the silicon is alloyed with lithium (Li) in the central portion of the uncharged state,
A secondary battery, wherein the central portion comprises a lithium silicate.
제1항에 있어서,
상기 애노드는 집전체 상에 활물질 층을 포함하고,
상기 활물질 층은 상기 활물질을 포함하고,
상기 집전체는 구성 원소로서 구리(Cu), 탄소(C) 및 황(S)을 포함하고,
상기 집전체에서 탄소 및 황의 함량의 합은 100 ppm 이하인, 이차 전지.
According to claim 1,
The anode includes an active material layer on the current collector,
The active material layer includes the active material,
The current collector includes copper (Cu), carbon (C), and sulfur (S) as constituent elements,
A secondary battery in which the sum of the content of carbon and sulfur in the current collector is 100 ppm or less.
제1항에 있어서, 상기 이차 전지는 리튬 이온 이차 전지인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery. 전극으로서,
활물질을 포함하며,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전극.
As an electrode,
Contains active substances,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) The electrode, wherein the liver ratio D1/D3 is greater than 1.
활물질로서,
중심부; 및
상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부
를 포함하며,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 활물질.
As an active material,
center; And
The covering provided on the surface of the center
It includes,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) Liver ratio D1/D3 is greater than 1, active material.
전지팩으로서,
이차 전지;
상기 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부; 및
상기 제어부의 지시에 따라 상기 이차 전지의 작동을 전환하도록 구성된 스위치부
를 포함하며,
상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전지팩.
As a battery pack,
Secondary battery;
A control unit configured to control the operation of the secondary battery; And
A switch unit configured to switch the operation of the secondary battery according to the instructions of the control unit
It includes,
The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) A battery pack in which the liver ratio D1/D3 is greater than 1.
전동 차량으로서,
이차 전지;
상기 이차 전지로부터 공급된 전력을 구동력으로 변환하도록 구성된 변환부;
상기 구동력에 따라 작동하도록 구성된 구동부; 및
상기 이차 전지의 작동을 제어하도록 구성된 제어부
를 포함하며,
상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전동 차량.
As an electric vehicle,
Secondary battery;
A converter configured to convert power supplied from the secondary battery into driving force;
A driving unit configured to operate according to the driving force; And
Control unit configured to control the operation of the secondary battery
It includes,
The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) The electric vehicle which the ratio D1/D3 of the liver is greater than one.
전력저장 시스템으로서,
이차 전지;
상기 이차 전지로부터 전력을 공급받도록 구성된 하나 이상의 전기 장치; 및
상기 이차 전지로부터의 전력을 상기 하나 이상의 전기 장치로 공급하는 것을 제어하도록 구성된 제어부
를 포함하며,
상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전력저장 시스템.
As a power storage system,
Secondary battery;
At least one electrical device configured to receive power from the secondary battery; And
A control unit configured to control supply of power from the secondary battery to the one or more electrical devices
It includes,
The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) A power storage system in which the ratio D1/D3 of the liver is greater than 1.
전동 공구로서,
이차 전지; 및
상기 이차 전지로부터 전력을 공급받도록 구성된 가동부
를 포함하며,
상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전동 공구.
As a power tool,
Secondary battery; And
A movable unit configured to receive power from the secondary battery
It includes,
The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) Power tool with liver ratio D1/D3 greater than 1.
전자 기기로서,
전력 공급원으로서 이차 전지를 포함하며,
상기 이차 전지는 캐소드, 활물질을 포함하는 애노드, 및 전해액을 포함하고,
상기 활물질은 중심부, 및 상기 중심부의 표면상에 제공된 피복부를 포함하고,
상기 중심부는 구성 원소로서 실리콘(Si)을 포함하고,
상기 피복부는 구성 원소로서 탄소(C) 및 수소(H)를 포함하고,
비행시간형 이차 이온 질량 분석법을 이용한 상기 피복부의 양이온 분석에 의해, CxHy(x 및 y는 2≤x≤6 및 3≤y≤9를 만족함)로 나타내는 하나 이상의 양이온이 검출되고,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 C의 검출 강도(D2) 간의 비 D1/D2가 1.25 이상이며,
C2H3, C2H5 및 C3H5로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D1)과 CHz(z는 0≤z≤3을 만족함)로 나타내는 양이온들의 검출 강도의 합(D3) 간의 비 D1/D3가 1 보다 큰, 전자 기기.
As an electronic device,
It includes a secondary battery as a power source,
The secondary battery includes a cathode, an anode containing an active material, and an electrolyte,
The active material includes a central portion, and a coating provided on the surface of the central portion,
The central portion includes silicon (Si) as a constituent element,
The coating portion includes carbon (C) and hydrogen (H) as constituent elements,
One or more cations represented by C x H y (where x and y satisfy 2≤x≤6 and 3≤y≤9) are detected by cation analysis of the coating part using a time-of-flight secondary ion mass spectrometry,
The ratio D1/D2 between the sum (D1) of the detection strengths of the cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 and the detection strength (D2) of C is 1.25 or more,
Sum of detection strengths of cations represented by C 2 H 3 , C 2 H 5 and C 3 H 5 (D1) and sum of detection strengths of cations represented by CH z (z satisfies 0≤z≤3) (D3) An electronic device having a liver ratio D1/D3 greater than 1.
KR1020140021178A 2013-03-06 2014-02-24 Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus KR102136899B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013044020A JP6208957B2 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Secondary battery active material, secondary battery electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric tool and electronic device
JPJP-P-2013-044020 2013-03-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140109807A KR20140109807A (en) 2014-09-16
KR102136899B1 true KR102136899B1 (en) 2020-07-22

Family

ID=51468083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140021178A KR102136899B1 (en) 2013-03-06 2014-02-24 Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6208957B2 (en)
KR (1) KR102136899B1 (en)
CN (2) CN104037394B (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102367610B1 (en) 2014-07-15 2022-02-28 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method for producing negative electrode active material particle
JP6312211B2 (en) 2014-10-08 2018-04-18 信越化学工業株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode active material, non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode material
JP6438287B2 (en) * 2014-12-05 2018-12-12 株式会社東芝 Non-aqueous electrolyte battery active material, non-aqueous electrolyte battery electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack
JP2016152077A (en) * 2015-02-16 2016-08-22 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6448525B2 (en) * 2015-02-26 2019-01-09 信越化学工業株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode active material, non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode material
US10446837B2 (en) 2015-02-26 2019-10-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method of producing negative electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6403638B2 (en) * 2015-06-15 2018-10-10 信越化学工業株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode active material, non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode material
KR102469157B1 (en) 2017-05-12 2022-11-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Positive electrode active material particles
JP6558453B1 (en) * 2018-02-15 2019-08-14 Tdk株式会社 Negative electrode current collector, negative electrode and lithium secondary battery
JP6489251B1 (en) * 2018-02-15 2019-03-27 Tdk株式会社 Negative electrode current collector, negative electrode and lithium secondary battery
JP6489252B1 (en) * 2018-02-15 2019-03-27 Tdk株式会社 Negative electrode current collector, negative electrode and lithium secondary battery
JP6496864B2 (en) * 2018-05-11 2019-04-10 信越化学工業株式会社 Method for producing negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2021189407A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 宁德新能源科技有限公司 Negative electrode active material, and electrochemical device and electronic device using same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233497A (en) * 2009-12-24 2011-11-17 Sony Corp Lithium-ion secondary battery, negative electrode for lithium-ion secondary battery, power tool, electric vehicle and power storage system
WO2012026067A1 (en) * 2010-08-25 2012-03-01 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ Powder for negative electrode material of lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery and negative electrode for capacitor using same, and lithium ion secondary battery and capacitor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4296427B2 (en) * 2004-11-10 2009-07-15 ソニー株式会社 Negative electrode and battery
JP4715830B2 (en) * 2007-10-19 2011-07-06 ソニー株式会社 Positive electrode active material, positive electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5196149B2 (en) * 2008-02-07 2013-05-15 信越化学工業株式会社 Anode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, lithium ion secondary battery and electrochemical capacitor
JP4626679B2 (en) * 2008-06-23 2011-02-09 ソニー株式会社 Negative electrode active material and secondary battery
JP5390336B2 (en) * 2009-10-22 2014-01-15 信越化学工業株式会社 Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN102947999B (en) * 2010-06-14 2015-08-26 株式会社大阪钛技术 Ion secondary battery cathode material lithium powder, lithium ion secondary battery negative pole and capacitor anode and lithium rechargeable battery and capacitor
JP5648070B2 (en) * 2010-12-07 2015-01-07 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ Powder for negative electrode material of lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery negative electrode and capacitor negative electrode using the same, lithium ion secondary battery and capacitor
JP5614307B2 (en) * 2011-01-26 2014-10-29 株式会社Gsユアサ Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6010279B2 (en) * 2011-04-08 2016-10-19 信越化学工業株式会社 Method for producing negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2012144177A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 株式会社豊田自動織機 Negative electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery using negative electrode

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233497A (en) * 2009-12-24 2011-11-17 Sony Corp Lithium-ion secondary battery, negative electrode for lithium-ion secondary battery, power tool, electric vehicle and power storage system
WO2012026067A1 (en) * 2010-08-25 2012-03-01 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ Powder for negative electrode material of lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery and negative electrode for capacitor using same, and lithium ion secondary battery and capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
CN104037394B (en) 2018-01-23
CN108232155A (en) 2018-06-29
JP2014175071A (en) 2014-09-22
KR20140109807A (en) 2014-09-16
JP6208957B2 (en) 2017-10-04
CN108232155B (en) 2021-04-27
CN104037394A (en) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102136899B1 (en) Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus
US9287567B2 (en) Electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus
US9508991B2 (en) Active material for rechargeable battery, rechargeable battery, and electronic apparatus
JP5659696B2 (en) Lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle and power storage system
US8940440B2 (en) Lithium ion secondary battery active material, lithium ion secondary battery electrode, lithium ion secondary battery, electronic device, electric power tool, electric vehicle, and power storage system
KR102141253B1 (en) Electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus
JP6237859B2 (en) Lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode active material for lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle and power storage system
WO2016009794A1 (en) Negative electrode active material for secondary battery, negative electrode for secondary battery, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric tool, and electronic equipment
JP6413766B2 (en) Active material, method for producing active material, electrode and secondary battery
US11695119B2 (en) Negative electrode for secondary battery, secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, power tool, and electronic device
US9742007B2 (en) Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus
CN108370064B (en) Secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric power tool, and electronic device
US10868327B2 (en) Negative electrode for secondary battery, secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, power tool, and electronic device
US11228025B2 (en) Anode for secondary battery, secondary battery, battery pack, electric motor vehicle, power storage system, electric tool, and electronic device
JP6470486B2 (en) Lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric tool and electronic device
JP2015156280A (en) Active material for secondary battery, electrode for secondary battery, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric tool, and electronic apparatus
JP6257087B2 (en) Secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric tool and electronic device
JP6849066B2 (en) Rechargeable batteries, battery packs, electric vehicles, power storage systems, power tools and electronics
JP6773119B2 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, power tool and electronic equipment
JP6288062B2 (en) Active material for secondary battery, secondary battery, electronic device, electric vehicle and electric tool

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant