KR102301470B1 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Abstract

Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료를 부극 활물질에 사용하면서, 양호한 충방전 사이클 특성을 확보할 수 있고, 또한 팽창을 억제할 수 있었던 비수 전해질 이차 전지를 제공한다.
정극은, 정극 활물질 및 바인더를 함유하는 정극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 정극을 구비하고 있고, 정극 합제층은, 천이 금속 원소로서 특정량의 니켈을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질로서 함유하고, 또한 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체를 바인더로서 함유하고 있으며, 부극 활물질을 함유하는 부극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 부극을 구비하고 있고, 부극 합제층은, Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료(다만, Si에 대한 O의 원자비 x는, 0.5≤x≤1.5이다)와, 흑연질 탄소 재료를 부극 활물질로서 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 비수 전해질 이차 전지에 의해, 과제를 해결한다.
A nonaqueous electrolyte secondary battery capable of securing good charge/discharge cycle characteristics and suppressing expansion while using a material containing Si and O as constituent elements for a negative electrode active material is provided.
The positive electrode includes a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material and a binder on one or both sides of a current collector, and the positive electrode mixture layer is a lithium-containing composite oxide containing a specific amount of nickel as a transition metal element. It contains as a positive electrode active material, and contains a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer as a binder, and a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material on one side or both sides of a current collector; The mixture layer contains a material containing Si and O as constituent elements (however, the atomic ratio x of O to Si is 0.5≤x≤1.5) and a graphite carbon material as a negative electrode active material, characterized in that The subject is solved by the nonaqueous electrolyte secondary battery which does.

Description

비수 전해질 이차 전지{NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}Nonaqueous electrolyte secondary battery {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}

본 발명은, 양호한 충방전 사이클 특성을 가지고 있고, 팽창이 억제된 비수 전해질 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery having good charge/discharge cycle characteristics and suppressed expansion.

리튬 이온 이차 전지를 비롯한 비수 전해질 이차 전지는, 고전압·고용량이기 때문에, 각종 휴대 기기의 전원으로서 널리 채용되고 있다. 또, 최근에는 전동 공구 등의 파워 툴이나, 전기 자동차·전동식 자전거 등, 중형·대형 사이즈에서의 용도도 확대를 보이고 있다.BACKGROUND ART Nonaqueous electrolyte secondary batteries including lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for various portable devices because of their high voltage and high capacity. Moreover, the use in power tools, such as a power tool, and medium-sized/large sizes, such as an electric vehicle and an electric bicycle, is also showing expansion in recent years.

특히, 소형화 및 다기능화가 진행되고 있는 휴대 전화나 게임기 등에 이용되는 전지에는, 고용량화가 한층 더 요구되고 있으며, 그 수단으로서, 높은 충방전 용량을 나타내는 전극 활물질의 연구·개발이 진행되고 있다. 그 중에서도, 부극의 활물질 재료로서는, 종래의 리튬 이온 이차 전지에 채용되고 있는 흑연 등의 탄소질 재료 대신에, 실리콘(Si), 주석(Sn) 등, 더욱 많은 리튬(이온)을 흡장·방출 가능한 재료가 주목을 받고 있다. 특히, Si의 초미립자가 SiO2 중에 분산된 구조를 가지는 SiOx는, 부하 특성이 우수한 등의 특징도 겸비하는 것이 보고되고 있다(특허문헌 1, 2 등).In particular, for batteries used in mobile phones, game machines, and the like, which are being miniaturized and multifunctional, higher capacity is required. Among them, as an active material for the negative electrode, more lithium (ions) such as silicon (Si) and tin (Sn) can be occluded and released instead of carbonaceous materials such as graphite employed in conventional lithium ion secondary batteries. The material is attracting attention. In particular, SiO x having the ultra-fine particles are dispersed in the SiO 2 structure of Si, has been reported to also combine the characteristics such as excellent high rate characteristics (Patent Documents 1, 2, etc.).

그런데, 상기 SiOx는, 충방전 반응에 수반하는 체적 팽창 수축이 크기 때문에, 전지의 충방전 사이클마다 입자가 분쇄되어, 표면에 석출된 Si가 비수 전해액 용매와 반응하여 불가역의 용량이 증대되거나, 이 반응에 의해서 전지 내에서 가스가 발생하여 전지캔이 팽창되거나 하는 등의 문제가 생기는 것도 알려져 있다.However, since the SiO x has a large volume expansion and contraction accompanying the charge/discharge reaction, particles are pulverized every charge/discharge cycle of the battery, and the Si deposited on the surface reacts with the non-aqueous electrolyte solvent to increase the irreversible capacity, It is also known that gas is generated in the battery due to this reaction and problems such as the expansion of the battery can occur.

이와 같은 사정을 받아들여, SiOx를 흑연질 탄소 재료와 병용하여 충방전 반응에 수반하는 부극(부극 합제층)의 체적 변화량을 억제하는 기술(특허문헌 3 등)이나, SiOx의 이용률을 제한하여 충방전 반응에 수반하는 체적 팽창 수축을 억제하거나, 할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트(예를 들면 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온 등) 등을 첨가한 비수 전해액을 이용함으로써, 전지의 충방전 사이클 특성을 개선하거나, 가스 발생에 수반하는 전지캔의 팽창을 억제하거나 하는 기술이 제안되고 있다(특허문헌 4).In response to such circumstances, a technique for suppressing the volume change of a negative electrode (negative electrode mixture layer) accompanying a charge/discharge reaction by using SiO x together with a graphite carbon material (Patent Document 3 etc.), and the utilization rate of SiO x are limited to suppress the volume expansion and contraction accompanying the charge/discharge reaction, or use a non-aqueous electrolyte to which a halogen-substituted cyclic carbonate (eg, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, etc.) is added By doing so, a technique for improving the charge/discharge cycle characteristics of a battery or suppressing the expansion of a battery can accompanying gas generation has been proposed (Patent Document 4).

일본 공개특허 특개2004-047404호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2004-047404 일본 공개특허 특개2005-259697호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2005-259697 일본 공개특허 특개2011-233369호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2011-233369 일본 공개특허 특개2008-210618호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-210618

특허문헌 3이나 특허문헌 4의 기술에 의하면, SiOx를 부극에 이용한 비수 전해질 이차 전지에 있어서의 충방전 사이클 특성의 향상이나 팽창의 억제를 양호하게 달성할 수 있다. 그러나, 그 한편으로, 비수 전해질 이차 전지에 요구되는 충방전 사이클 특성이나 팽창 억제의 레벨은 앞으로 점점 높아지는 것도 예측되어, 특허문헌 3이나 특허문헌 4의 기술에 있어서도, 아직 개선의 여지가 있다.According to the Patent Document 3 or Patent Document 4, technology, it can be satisfactorily achieved the suppression of increase or expansion of the charge-discharge cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery using an SiO x to the negative electrode. However, on the other hand, it is also predicted that the charge/discharge cycle characteristics and the level of expansion suppression required for a nonaqueous electrolyte secondary battery will gradually increase in the future, and there is still room for improvement in the techniques of Patent Document 3 and Patent Document 4.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료를 부극 활물질에 사용하면서, 양호한 충방전 사이클 특성을 확보할 수 있고, 또한 팽창을 억제할 수 있었던 비수 전해질 이차 전지를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is that, while using a material containing Si and O as constituent elements for a negative electrode active material, good charge/discharge cycle characteristics can be ensured, and expansion can be suppressed. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 비수 전해질 이차 전지는, 정극, 부극, 비수 전해질 및 세퍼레이터를 가지는 것으로서, 상기 정극은, 정극 활물질 및 바인더를 함유하는 정극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 것이고, 상기 정극 합제층은, 천이 금속 원소로서 니켈을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질로서 함유하고, 또한 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체를 바인더로서 함유하고 있으며, 상기 천이 금속 원소로서 니켈을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 전체 천이 금속 원소의 양을 100(㏖%)으로 했을 때에, 니켈의 비율 a(㏖%)가, 30≤a≤100이고, 상기 부극은, 부극 활물질을 함유하는 부극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 것이며, 상기 부극 합제층은, Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료(다만, Si에 대한 O의 원자비 x는, 0.5≤x≤1.5이다. 이하, 당해 재료를 「SiOx」라고 기재한다)와, 흑연질 탄소 재료를 부극 활물질로서 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention capable of achieving the above object has a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte and a separator, wherein the positive electrode includes a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material and a binder, one or both sides of a current collector The positive mix layer contains, as a positive electrode active material, a lithium-containing composite oxide containing nickel as a transition metal element, and contains a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer as a binder, and the transition In the lithium-containing composite oxide containing nickel as a metal element, when the amount of the total transition metal element is 100 (mol%), the proportion a (mol%) of nickel is 30≤a≤100, and the negative electrode is A negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material is provided on one side or both surfaces of a current collector, and the negative mixture layer is a material containing Si and O as constituent elements (however, the atomic ratio x of O to Si is 0.5 ≤x≤1.5. Hereinafter, the material is described as “SiO x ”) and a graphite carbon material as a negative electrode active material.

본 발명에 의하면, Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료를 부극 활물질에 사용하면서, 양호한 충방전 사이클 특성을 확보할 수 있고, 또한 팽창을 억제할 수 있었던 비수 전해질 이차 전지를 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte secondary battery which can ensure favorable charge/discharge cycling characteristics and can suppress expansion|swelling can be provided, using the material which contains Si and O as constituent elements for a negative electrode active material.

도 1은 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 일례를 나타내는 모식도이고, (a) 평면도, (b) 부분 종단면도이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention, (a) is a top view, (b) is a partial longitudinal sectional view.
FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 ;

비수 전해질 이차 전지에서는, 예를 들면 고용량화의 관점에서 SiOx를 부극 활물질에 사용하는 경우가 있지만, 이와 같은 전지에서는, 충방전에 수반하는 SiOx의 팽창 수축량이 크기 때문에, 부극이 열화되기 쉬워, 충방전 사이클 특성이 낮아지기 쉽다.The non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, but a case of using a SiO x on the negative electrode active material in terms of high capacity, this in the same cell, because the swelling amount of shrinkage of the SiO x caused by the charging and discharging size, liable to be a negative electrode is degraded, The charging/discharging cycle characteristic tends to be low.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지에서는, 먼저, SiOx보다 용량은 뒤떨어지지만, 충방전에 수반하는 팽창 수축량이 SiOx보다 작은 흑연질 탄소 재료를, 부극 활물질로서 SiOx와 병용함으로써, 부극 활물질 전체에 차지하는 SiOx의 비율을 저감하는 것에 의한 용량 저하를 가급적으로 억제하면서, 충방전에 수반하는 부극 합제층의 체적 변화량을 작게 하여, 고용량화와 충방전의 반복에 의한 부극의 열화 억제를 가능하게 하고 있다.The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, first, the capacity than the SiO x is but behind, the expansion amount of shrinkage is small graphite carbon material than SiO x caused by the charge and discharge, as a negative electrode active material in the whole, the negative electrode active material used in combination with SiO x It is possible to suppress the decrease in capacity due to reducing the proportion of SiO x occupied as much as possible while reducing the amount of volume change of the negative electrode mixture layer accompanying charging and discharging, thereby suppressing the deterioration of the negative electrode due to high capacity and repeated charging and discharging. .

그런데, 비수 전해질 이차 전지의 충방전 사이클 특성의 저하는, 부극의 열화 이외에 의해서도 생길 수 있다. 예를 들면, 전지의 충방전에 수반하여 부극 합제층의 체적 변화가 큰 경우에는, 이 부극과, 이것에 대향하고 있는 정극(그 정극 합제층)의 간격이, 이들 정부극(正負極)의 대향면 전체에 걸쳐 본 경우에 불균일해질 우려가 있지만, 특히 부극과 정극의 간격이 다른 부분보다 커진 개소에서는, 충방전 시에 반응이 일어나지 않게 되는 경우가 있기 때문에, 이것이 전지의 충방전 사이클 특성을 손상시키고, 또, 전지의 팽창의 발생 요인도 된다.By the way, the fall of the charge/discharge cycle characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery may arise by other than deterioration of a negative electrode. For example, when the volume change of the negative electrode mixture layer is large due to charging and discharging of the battery, the interval between the negative electrode and the positive electrode (the positive electrode mixture layer) opposing it is equal to that of the positive and negative electrodes. Although there is a risk of non-uniformity when viewed over the entire opposing surface, especially in locations where the gap between the negative electrode and the positive electrode is larger than the other portions, the reaction may not occur during charging and discharging, so this affects the charge/discharge cycle characteristics of the battery. damage, and also becomes a cause of the expansion of the battery.

그래서, 본 발명자들은, SiOx와 흑연질 탄소 재료를 부극 활물질로서 함유하는 부극 합제층과, 전지의 충방전에 수반하는 팽창 수축의 밸런스가 양호하고, 정극과 부극의 간격을 이들의 대향면 전체에 걸쳐 균일성이 높은 상태로 유지할 수 있는 바와 같은 정극 합제층의 구성을 발견하기 위해 검토를 거듭했다. 그리고, 천이 금속 원소로서 니켈을 특정량 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질로서 함유하고, 바인더로서 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(VDF-CTFE)를 함유하는 정극 합제층이면, 전지의 충방전을 반복해도, 정극과 부극의 간격을, 이들의 대향면 전체에 걸쳐 균일성이 높은 상태로 유지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.Therefore, the present inventors have found that the negative electrode mixture layer containing SiO x and the graphite carbon material as a negative electrode active material and the expansion and contraction accompanying the charging and discharging of the battery have a good balance, and the interval between the positive electrode and the negative electrode is set on the entire opposing surface thereof. In order to discover the configuration of the positive mix layer that can maintain a high uniformity over the period, studies were repeated. And if it is a positive electrode material layer containing a lithium-containing composite oxide containing a specific amount of nickel as a transition metal element as a positive electrode active material, and containing a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer (VDF-CTFE) as a binder, a battery It was discovered that the space|interval of a positive electrode and a negative electrode could be maintained in the state with high uniformity over the whole opposing surface even if it repeats charging and discharging, and it came to complete this invention.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 관련된 부극은, 부극 활물질을 함유하는 부극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 구조의 것이다.The negative electrode according to the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a structure in which a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material is provided on one or both surfaces of a current collector.

부극 활물질에는, SiOx와 흑연질 탄소 재료를 병용한다. 이에 따라, 비수 전해질 이차 전지의 고용량화를 도모하고, 또한 특정한 정극과의 조합에 의해서, 우수한 충방전 사이클 특성을 확보할 수도 있다.In the negative electrode active material, the combined use of SiO x with the graphite carbon material. Thereby, a high capacity|capacitance of a nonaqueous electrolyte secondary battery can be aimed at, and the outstanding charge/discharge cycling characteristic can also be ensured by combination with a specific positive electrode.

SiOx는, Si의 미결정 또는 비정질상(相)을 포함하고 있어도 되고, 이 경우, Si와 O의 원자비는, Si의 미결정 또는 비정질상의 Si를 포함시킨 비율이 된다. 즉, SiOx에는, 비정질의 SiO2 매트릭스 중에, Si(예를 들면, 미결정 Si)가 분산된 구조의 것이 포함되고, 이 비정질의 SiO2와, 그 중에 분산되어 있는 Si를 합쳐서, 상기 원자비 x가 0.5≤x≤1.5를 만족하고 있으면 된다. 예를 들면, 비정질의 SiO2 매트릭스 중에, Si가 분산된 구조이고, SiO2와 Si의 몰비가 1:1인 재료의 경우, x=1이므로, 구조식으로서는 SiO로 표기된다. 이와 같은 구조의 재료의 경우, 예를 들면 X선 회절 분석에서는, Si(미결정 Si)의 존재에 기인하는 피크가 관찰되지 않는 경우도 있지만, 투과형 전자 현미경으로 관찰하면, 미세한 Si의 존재를 확인할 수 있다.SiO x may contain the microcrystal or amorphous phase of Si, and in this case, the atomic ratio of Si and O becomes the ratio which included the microcrystal or the amorphous phase of Si of Si. That is, SiO x includes a structure in which Si (eg, microcrystalline Si) is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix, and the amorphous SiO 2 and Si dispersed therein are combined, and the atomic ratio It is sufficient that x satisfies 0.5≤x≤1.5. For example, in the case of a material in which Si is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix and a molar ratio of SiO 2 to Si is 1:1, x=1, so it is expressed as SiO as a structural formula. In the case of a material having such a structure, for example, in X-ray diffraction analysis, a peak due to the presence of Si (microcrystalline Si) may not be observed in some cases, but when observed with a transmission electron microscope, the presence of fine Si can be confirmed. have.

그리고, SiOx는, 탄소 재료와 복합화한 복합체인 것이 바람직하고, 예를 들면, SiOx의 표면이 탄소 재료로 피복되어 있는 것이 바람직하다. SiOx는 도전성이 적기 때문에, 이것을 부극 활물질로서 이용할 때에는, 양호한 전지 특성 확보의 관점에서, 도전성 재료(도전 조제)를 사용하여, 부극 내에 있어서의 SiOx와 도전성 재료의 혼합·분산을 양호하게 하여, 우수한 도전 네트워크를 형성할 필요가 있다. SiOx를 탄소 재료와 복합화한 복합체이면, 예를 들면, 단지 SiOx와 탄소 재료 등의 도전성 재료를 혼합하여 얻어진 재료를 이용한 경우보다, 부극에 있어서의 도전 네트워크가 양호하게 형성된다.And, SiO x is preferably in the carbon composite material and the composite material and, for example, it is preferable that the surface of the SiO x coated with carbon material. Since SiO x has little conductivity, when using it as a negative electrode active material, from the viewpoint of ensuring good battery characteristics, a conductive material (conductive auxiliary) is used to ensure good mixing and dispersion of SiO x and the conductive material in the negative electrode. , it is necessary to form an excellent conductive network. If the SiO x to a complex composite with the carbon material, for example, than the case where only a material obtained by mixing a conductive material such as SiO x and the carbon material, the conductive network is formed preferably at the negative electrode.

SiOx와 탄소 재료의 복합체로서는, 상기와 같이, SiOx의 표면을 탄소 재료로 피복한 것 외에, SiOx와 탄소 재료의 조립체(造粒體) 등을 들 수 있다.As the composite of the SiO x and the carbon material, as described above, in addition to the SiO x coating the surface of the carbon material, there may be mentioned assembly (造粒體) such as SiO x and the carbon material.

또 상기의, SiOx의 표면을 탄소 재료로 피복한 복합체를, 또한 도전성 재료(탄소 재료 등)와 복합화하여 이용함으로써, 부극에 있어서 더욱 양호한 도전 네트워크의 형성이 가능해지기 때문에, 더욱 고용량이고, 전지 특성(예를 들면, 충방전 사이클 특성)이 더욱 우수한 비수 전해질 이차 전지의 실현이 가능해진다. 탄소 재료로 피복된 SiOx와 탄소 재료의 복합체로서는, 예를 들면, 탄소 재료로 피복된 SiOx와 탄소 재료의 혼합물을 더욱 조립한 조립체 등을 들 수 있다.In addition, by using the composite in which the surface of SiO x is coated with a carbon material as described above, furthermore, by using a composite with a conductive material (carbon material, etc.), a better conductive network can be formed in the negative electrode, so that the battery has a higher capacity and It becomes possible to realize a nonaqueous electrolyte secondary battery having further excellent characteristics (eg, charge/discharge cycle characteristics). Examples of the composite of SiO x coated with a carbon material and a carbon material include granules obtained by further granulating a mixture of SiO x coated with a carbon material and a carbon material.

또, 표면이 탄소 재료로 피복된 SiOx로서는, SiOx와 그보다 비저항값이 작은 탄소 재료의 복합체(예를 들면 조립체)의 표면이, 탄소 재료로 더욱 피복되어 이루어지는 것도, 바람직하게 이용할 수 있다. 상기 조립체 내부에서 SiOx와 탄소 재료가 분산된 상태이면, 더욱 양호한 도전 네트워크를 형성할 수 있기 때문에, SiOx를 부극 활물질로서 함유하는 부극을 가지는 비수 전해질 이차 전지에 있어서, 중부하 방전 특성 등의 전지 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, as SiO x whose surface is coated with a carbon material, one in which the surface of a composite (eg, granulated body) of SiO x and a carbon material having a smaller specific resistance value is further coated with a carbon material can be preferably used. It is possible to form the SiO x and if the carbon material is dispersed, more favorable conductive network in the interior of the assembly, such as in, the heavy-load discharge characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery having a negative electrode containing SiO x as the negative electrode active material Battery characteristics can be further improved.

SiOx와의 복합체의 형성에 이용할 수 있는 상기 탄소 재료로서는, 예를 들면 저결정성 탄소, 카본 나노 튜브, 기상(氣相) 성장 탄소 섬유 등의 탄소 재료를 바람직한 것으로서 들 수 있다.Examples of the carbon material that can be used in the formation of SiO x with the complex may be, for example, the low-crystalline carbon, a carbon nanotube, a vapor-phase (氣相) grown carbon material such as carbon fiber as preferred.

상기 탄소 재료의 상세로서는, 섬유 형상 또는 코일 형상의 탄소 재료, 카본 블랙(아세틸렌 블랙, 케첸 블랙을 포함한다), 인조 흑연, 이(易)흑연화 탄소 및 난(難)흑연화 탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 재료가 바람직하다. 섬유 형상 또는 코일 형상의 탄소 재료는, 도전 네트워크를 형성하기 쉽고, 또한 표면적이 큰 점에 있어서 바람직하다. 카본 블랙(아세틸렌 블랙, 케첸 블랙을 포함한다), 이흑연화 탄소 및 난흑연화 탄소는 높은 전기 전도성, 높은 보액성(保液性)을 가지고 있고, 또한, SiOx 입자가 팽창 수축되어도, 그 입자와의 접촉을 유지하기 쉬운 성질을 가지고 있는 점에 있어서 바람직하다.Specific examples of the carbon material include a fibrous or coiled carbon material, carbon black (including acetylene black and Ketjen black), artificial graphite, graphitized carbon, and non-graphitized carbon. At least one material selected from A fibrous or coil-shaped carbon material is preferable in terms of easy formation of an electrically conductive network and a large surface area. Carbon black (including acetylene black and Ketjen black), graphitizable carbon and non-graphitizable carbon have high electrical conductivity and high liquid retention , and even if SiO x particles expand and contract, the particles It is preferable in that it has the property of being easy to maintain contact with.

부극 활물질에는, SiOx와 함께 흑연질 탄소 재료도 부극 활물질로서 병용하지만, 이 흑연질 탄소 재료를, SiOx와 탄소 재료와의 복합체에 관련된 탄소 재료로서 사용할 수도 있다. 흑연질 탄소 재료도, 카본 블랙 등과 동일하게, 높은 전기 전도성, 높은 보액성을 가지고 있고, 또한, SiOx 입자가 팽창 수축되어도, 그 입자와의 접촉을 유지하기 쉬운 성질을 가지고 있기 때문에, SiOx와의 복합체 형성에 바람직하게 사용할 수 있다.Negative electrode active material, the combination is also the graphite carbon material with SiO x as the negative electrode active material, however, it is also possible to use a graphite carbon material, a carbon material related to the complex of the SiO x and the carbon material. Since the graphite carbon materials are, in the same manner as the carbon black, and has a high electrical conductivity, high beam-component, addition, SiO x particles have the properties of readily maintaining contact and even expansion and shrinkage, the particles, SiO x It can be preferably used for forming a complex with.

상기 예시한 탄소 재료 중에서도, SiOx와의 복합체가 조립체인 경우에 이용하는 것으로서는, 섬유 형상의 탄소 재료가 특히 바람직하다. 섬유 형상의 탄소 재료는, 그 형상이 가는 실 형상이고 유연성이 높기 때문에 전지의 충방전에 수반하는 SiOx의 팽창 수축에 추종할 수 있고, 또, 부피 밀도가 크기 때문에, SiOx 입자와 많은 접합점을 가질 수 있기 때문이다. 섬유 형상의 탄소로서는, 예를 들면 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유, 기상 성장 탄소 섬유, 카본 나노 튜브 등을 들 수 있고, 이들 중 어느 것을 이용해도 된다.Among the carbon materials exemplified above, fibrous carbon materials are particularly preferable as those used when the composite with SiO x is granules. Carbon material of fiber shape, it is possible to follow the SiO x caused by the charge and discharge of the cell expansion and shrinkage due to the high shape thereof is fine thread-like and flexible, and, since the bulk density of the size, SiO x particles and the number of the junction because you can have Examples of the fibrous carbon include polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, vapor-grown carbon fibers, and carbon nanotubes, and any of these may be used.

또한, 섬유 형상의 탄소 재료는, 예를 들면, 기상법에서 SiOx 입자의 표면에 형성할 수도 있다.In addition, the fibrous carbon material is, for example, may be formed on the surface of the SiO x particulate in the gas phase method.

SiOx의 비저항값이, 통상, 103∼107㏀㎝인 것에 대해, 상기 예시한 탄소 재료의 비저항값은, 통상, 10-5∼10㏀㎝이다.While the specific resistance value of SiO x is usually 10 3 to 10 7 kΩ cm, the specific resistance value of the carbon material exemplified above is usually 10 -5 to 10 kΩ cm.

또, SiOx와 탄소 재료의 복합체는, 입자 표면의 탄소 재료 피복층을 덮는 재료층(난흑연화 탄소를 포함하는 재료층)을 더욱 가지고 있어도 된다.In addition, complexes of the SiO x and the carbon material, the material layer covering the carbon material coating layer of the particle surface or may further have a (I material layer containing a non-graphitizable carbon).

부극에 SiOx와 탄소 재료의 복합체를 사용하는 경우, SiOx와 탄소 재료의 비율은, 탄소 재료와의 복합화에 의한 작용을 양호하게 발휘시키는 관점에서, SiOx:100질량부에 대해, 탄소 재료가, 5질량부 이상인 것이 바람직하고, 10질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 상기 복합체에 있어서, SiOx와 복합화하는 탄소 재료의 비율이 지나치게 많으면, 부극 합제층 중의 SiOx량의 저하로 연결되어, 고용량화의 효과가 작아질 우려가 있기 때문에, SiOx:100질량부에 대해, 탄소 재료는, 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 40질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. When using a composite of SiO x and a carbon material for the negative electrode, the ratio of SiO x and the carbon material is SiO x : 100 parts by mass of the carbon material from the viewpoint of favorably exhibiting the action by the composite with the carbon material. It is preferable that it is 5 mass parts or more, and it is more preferable that it is 10 mass parts or more. Further, in the composite, if the ratio of the carbon material to be complexed with SiO x is too large, it leads to a decrease in the amount of SiO x in the negative electrode mixture layer, and there is a possibility that the effect of increasing the capacity may become small, so SiO x : 100 parts by mass , it is preferable that it is 50 mass parts or less, and, as for a carbon material, it is more preferable that it is 40 mass parts or less.

상기 SiOx와 탄소 재료의 복합체는, 예를 들면 하기의 방법에 의해서 얻을 수 있다.The composite of the SiO x and the carbon material can be obtained, for example, by the following method.

먼저, SiOx를 복합화하는 경우의 제작 방법에 대해 설명한다. SiOx가 분산매에 분산된 분산액을 준비하고, 그것을 분무하고 건조하여, 복수의 입자를 포함하는 복합 입자를 제작한다. 분산매로서는, 예를 들면, 에탄올 등을 이용할 수 있다. 분산액의 분무는, 통상, 50∼300℃의 분위기 내에서 행하는 것이 적당하다. 상기의 방법 이외에도, 진동형이나 유성(遊星)형의 볼밀이나 로드밀 등을 이용한 기계적인 방법에 의한 조립 방법에 있어서도, 동일한 복합 입자를 제작할 수 있다.First, a description will be given of a manufacturing method in the case that the composite SiO x. A dispersion liquid in which SiO x is dispersed in a dispersion medium is prepared, sprayed and dried to prepare composite particles containing a plurality of particles. As a dispersion medium, ethanol etc. can be used, for example. It is suitable to perform spraying of a dispersion liquid in 50-300 degreeC atmosphere normally. In addition to the above methods, the same composite particles can be produced also in the granulation method by a mechanical method using a vibration type or planetary type ball mill, rod mill, or the like.

또한, SiOx와, SiOx보다 비저항값이 작은 탄소 재료의 조립체를 제작하는 경우에는, SiOx가 분산매에 분산된 분산액 중에 상기 탄소 재료를 첨가하고, 이 분산액을 이용하여, SiOx를 복합화하는 경우와 동일한 방법에 의해서 복합 입자(조립체)로 하면 된다. 또, 상기와 동일한 기계적인 방법에 의한 조립 방법에 의해서도, SiOx와 탄소 재료의 조립체를 제작할 수 있다.In addition, SiO x, and a case of manufacturing an assembly of SiO x smaller than the specific resistance value of the carbon material, the addition of the carbon material in the dispersed dispersion in SiO x is the dispersion medium, and using this dispersion liquid, which composite the SiO x What is necessary is just to set it as a composite particle (granulated body) by the same method as the case. In addition, by the same assembling method according to the mechanical method as described above, it can be produced SiO x and assembly of the carbon material.

다음에, SiOx 입자(SiOx 복합 입자, 또는 SiOx와 탄소 재료의 조립체)의 표면을 탄소 재료로 피복하여 복합체로 하는 경우에는, 예를 들면, SiOx 입자와 탄화 수소계 가스를 기상 중에서 가열하여, 탄화 수소계 가스의 열분해에 의해 생긴 탄소를, 입자의 표면 상에 퇴적시킨다. 이와 같이, 기상 성장(CVD)법에 의하면, 탄화 수소계 가스가 복합 입자의 구석구석까지 널리 퍼져서, 입자의 표면이나 표면의 공공(空孔) 내에, 도전성을 가지는 탄소 재료를 포함하는 얇고 균일한 피막(탄소 재료 피복층)을 형성할 수 있기 때문에, 소량의 탄소 재료에 의해서 SiOx 입자에 양호한 균일성으로 도전성을 부여할 수 있다.Next, when the surface of the SiO x particles (SiO x composite particles or granules of SiO x and carbon material) is coated with a carbon material to form a composite, for example, the SiO x particles and a hydrocarbon-based gas are heated in the gas phase. By heating, carbon generated by thermal decomposition of hydrocarbon-based gas is deposited on the surface of the particles. As described above, according to the vapor phase growth (CVD) method, the hydrocarbon-based gas spreads to every corner of the composite particle, and a thin and uniform carbon material containing a conductive carbon material is contained on the surface of the particle or in the voids on the surface. Since a film (carbon material coating layer) can be formed, conductivity can be imparted to the SiO x particles with good uniformity with a small amount of the carbon material.

탄소 재료로 피복된 SiOx의 제조에 있어서, 기상 성장(CVD)법의 처리 온도(분위기 온도)에 대해서는, 탄화 수소계 가스의 종류에 따라서도 다르지만, 통상, 600∼1200℃가 적당하고, 그 중에서도, 700℃ 이상인 것이 바람직하며, 800℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 처리 온도가 높은 편이 불순물의 잔존이 적고, 또한 도전성이 높은 탄소를 포함하는 피복층을 형성할 수 있기 때문이다. In the production of SiO x coated with a carbon material, the processing temperature (ambient temperature) of the vapor phase growth (CVD) method varies depending on the type of hydrocarbon-based gas, but is usually 600 to 1200 ° C. Among these, it is preferable that it is 700 degreeC or more, and it is more preferable that it is 800 degreeC or more. This is because the higher the treatment temperature, the less impurities remain and a coating layer containing highly conductive carbon can be formed.

탄화 수소계 가스의 액체 소스로서는, 톨루엔, 벤젠, 크실렌, 메시틸렌 등을 이용할 수 있지만, 취급하기 쉬운 톨루엔이 특히 바람직하다. 이들을 기화시킴(예를 들면, 질소 가스로 버블링한다)으로써 탄화 수소계 가스를 얻을 수 있다. 또, 메탄 가스나 아세틸렌 가스 등을 이용할 수도 있다.As the liquid source of the hydrocarbon-based gas, toluene, benzene, xylene, mesitylene, etc. can be used, but toluene, which is easy to handle, is particularly preferable. By vaporizing them (for example, bubbling with nitrogen gas), a hydrocarbon-based gas can be obtained. Moreover, methane gas, acetylene gas, etc. can also be used.

또, 기상 성장(CVD)법에서 SiOx 입자(SiOx 복합 입자, 또는 SiOx와 탄소 재료의 조립체)의 표면을 탄소 재료로 덮은 후에, 석유계 피치, 석탄계의 피치, 열경화성 수지, 및 나프탈렌 술폰산염과 알데히드류의 축합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 화합물을, 탄소 재료를 포함하는 피복층에 부착시킨 후, 상기 유기 화합물이 부착된 입자를 소성해도 된다.In addition, in the vapor phase growth (CVD) method, after the surface of the SiO x particles (SiO x composite particles, or an assembly of SiO x and carbon material) is covered with a carbon material, petroleum-based pitch, coal-based pitch, thermosetting resin, and naphthalene sulfonic acid After making at least 1 sort(s) of organic compound selected from the group which consists of a condensate of salt and aldehydes adhere to the coating layer containing a carbon material, you may bake the particle|grains to which the said organic compound adhered.

구체적으로는, 탄소 재료로 피복된 SiOx 입자(SiOx 복합 입자, 또는 SiOx와 탄소 재료의 조립체)와, 상기 유기 화합물이 분산매에 분산된 분산액을 준비하고, 이 분산액을 분무하고 건조하여, 유기 화합물에 의해서 피복된 입자를 형성하고, 그 유기 화합물에 의해서 피복된 입자를 소성한다.Specifically, preparing a dispersion in which SiO x particles (SiO x composite particles, or an assembly of SiO x and carbon material) coated with a carbon material and the organic compound are dispersed in a dispersion medium, spraying and drying the dispersion, The particles coated with the organic compound are formed, and the particles coated with the organic compound are fired.

상기 피치로서는 등방성 피치를, 열경화성 수지로서는 페놀 수지, 푸란 수지, 푸르푸랄 수지 등을 이용할 수 있다. 나프탈렌 술폰산염과 알데히드류의 축합물로서는, 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물을 이용할 수 있다.An isotropic pitch can be used as said pitch, and a phenol resin, a furan resin, furfural resin, etc. can be used as a thermosetting resin. As a condensate of naphthalene sulfonate and aldehydes, a naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate can be used.

탄소 재료로 피복된 SiOx 입자와 상기 유기 화합물을 분산시키기 위한 분산매로서는, 예를 들면 물, 알코올류(에탄올 등)를 이용할 수 있다. 분산액의 분무는, 통상, 50∼300℃의 분위기 내에서 행하는 것이 적당하다. 소성 온도는, 통상, 600∼1200℃가 적당하지만, 그 중에서도 700℃ 이상이 바람직하고, 800℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 처리 온도가 높은 편이 불순물의 잔존이 적고, 또한 도전성이 높은 양질의 탄소 재료를 포함하는 피복층을 형성할 수 있기 때문이다. 다만, 처리 온도는 SiOx의 융점 이하인 것을 요한다. As a dispersion medium for dispersing the SiO x particles coated with the carbon material and the organic compound, for example, water or alcohols (such as ethanol) can be used. It is suitable to perform spraying of a dispersion liquid in 50-300 degreeC atmosphere normally. Although 600-1200 degreeC is suitable normally, as for a calcination temperature, 700 degreeC or more is preferable especially, and it is more preferable that it is 800 degreeC or more. This is because the higher the treatment temperature, the less impurities remain, and a coating layer made of a high-quality carbon material with high conductivity can be formed. However, the treatment temperature is required to be below the melting point of SiO x .

상기 SiOx와 함께 부극 활물질로서 사용하는 흑연질 탄소 재료로서는, 예를 들면 인편 형상 흑연 등의 천연 흑연; 열분해 탄소류, 메소페이즈카본마이크로비즈(MCMB), 탄소 섬유 등의 이흑연화 탄소를 2800℃ 이상에서 흑연화 처리한 인조 흑연; 등을 들 수 있다.Examples of the graphite carbon material used as the negative electrode active material with the SiO x, for example, graphite, such as scale-like natural graphite; artificial graphite obtained by graphitizing easily graphitized carbon such as pyrolytic carbons, mesophase carbon microbeads (MCMB), and carbon fibers at 2800° C. or higher; and the like.

부극 활물질 전량 중에 있어서의 SiOx의 비율은, SiOx를 사용하는 것에 의한 고용량화의 효과를 양호하게 확보하는 관점에서, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 1질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 3질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 충방전에 수반하는 SiOx의 체적 변화에 의한 문제를 더욱 양호하게 회피하는 관점에서, 부극 활물질 전량 중에 있어서의 SiOx의 비율은, 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 15질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The ratio of SiO x in the total amount of the negative electrode active material is preferably 0.01 mass % or more, more preferably 1 mass % or more, and 3 mass % from the viewpoint of satisfactorily securing the effect of increasing the capacity by using SiO x . More preferably. In addition, from the viewpoint of further avoiding the problem due to the volume change of SiO x accompanying charging and discharging, the ratio of SiO x in the total amount of the negative electrode active material is preferably 20 mass % or less, more preferably 15 mass % or less desirable.

부극 합제층에는, 통상, 바인더를 함유시킨다. 부극 합제층에 관련된 바인더에는, 예를 들면 PVDF, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등이 적합하게 이용된다.The negative mix layer usually contains a binder. As the binder related to the negative electrode mixture layer, for example, PVDF, polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), etc. are preferably used.

또 부극 합제층에는, 필요에 따라, 아세틸렌 블랙 등의 각종 카본 블랙이나 카본 나노 튜브 등의 도전 조제를 함유시켜도 된다.Moreover, you may make the negative mix layer contain conductive support agents, such as various carbon blacks, such as acetylene black, and carbon nanotube, as needed.

부극은, 예를 들면 부극 활물질 및 바인더, 나아가서는 필요에 따라 도전 조제를, N-메틸-2-피롤리돈(NMP)이나 물 등의 용제에 분산시킨 부극 합제 함유 조성물을 조제하고(다만, 바인더는 용제에 용해하고 있어도 된다), 이것을 집전체의 편면 또는 양면에 도포하고, 건조한 후에, 필요에 따라 캘린더 처리 등의 프레스 처리를 실시하는 공정을 거쳐 제조된다. 또한, 부극은, 상기의 방법으로 제조된 것에 제한되는 것이 아니고, 다른 제조 방법으로 제조한 것이더라도 된다.For the negative electrode, for example, a negative electrode mixture-containing composition is prepared in which a negative electrode active material and a binder, and optionally a conductive support agent are dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or water (however, The binder may be dissolved in a solvent), this is applied to one side or both sides of the current collector, and after drying, it is manufactured through a step of performing a press treatment such as a calendering treatment if necessary. In addition, the negative electrode is not limited to what was manufactured by the said method, The thing manufactured by another manufacturing method may be sufficient.

부극 합제층의 두께는, 집전체의 편면당, 10∼100㎛인 것이 바람직하다. 또, 부극 합제층의 조성으로서는, 예를 들면, 부극 활물질의 양이 80∼95질량%인 것이 바람직하고, 바인더의 양이 1∼20질량%인 것이 바람직하며, 도전 조제를 사용하는 경우에는, 그 양이 1∼10질량%인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the negative mix layer is 10-100 micrometers per single side|surface of an electrical power collector. Moreover, as a composition of a negative mix layer, for example, it is preferable that the quantity of a negative electrode active material is 80-95 mass %, It is preferable that the quantity of a binder is 1-20 mass %, When using a conductive support agent, It is preferable that the amount is 1-10 mass %.

부극의 집전체로서는, 구리제나 니켈제의 박(箔), 펀칭 메탈, 망, 익스팬드 메탈 등을 이용할 수 있지만, 통상, 구리박이 이용된다. 이 부극 집전체는, 고에너지 밀도의 전지를 얻기 위해 부극 전체의 두께를 얇게 하는 경우, 두께의 상한은 30㎛인 것이 바람직하고, 하한은 5㎛인 것이 바람직하다.As the current collector of the negative electrode, copper or nickel foil, punching metal, net, expanded metal, etc. can be used, but copper foil is usually used. In this negative electrode current collector, when the overall thickness of the negative electrode is made thin in order to obtain a battery having a high energy density, the upper limit of the thickness is preferably 30 µm, and the lower limit is preferably 5 µm.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 관련된 정극은, 정극 활물질 및 바인더를 함유하는 정극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 구조의 것이다.The positive electrode according to the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a structure in which a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material and a binder is provided on one or both surfaces of a current collector.

정극 활물질에는, 천이 금속 원소로서 니켈(Ni)을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물로서, 전체 천이 금속 원소의 양을 100(㏖%)으로 했을 때에, 니켈의 비율 a(㏖%)가, 30≤a≤100인 것을 사용한다. 상기 정극 활물질은, 예를 들면, 비수 전해질 이차 전지의 정극 활물질로서 범용되고 있는 LiCoO2에 비해 용량이 커서, 비수 전해질 이차 전지의 고용량화를 도모할 수 있다. 또, 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, LiCoO2보다, SiOx 및 흑연질 탄소 재료를 함유하는 부극 합제층과, 전지의 충방전에 수반하는 팽창 수축의 밸런스가 양호한 정극 합제층을 구성할 수 있다.In the positive electrode active material, as a lithium-containing composite oxide containing nickel (Ni) as a transition metal element, when the total amount of the transition metal element is 100 (mol%), the proportion a (mol%) of nickel is 30≤a Use those with ≤100. The positive electrode active material is, for example, a non-aqueous capacity than LiCoO 2 as a positive electrode active material of which is a general-purpose electrolyte secondary cell cursor, the non-aqueous electrolyte can be made more high capacity of secondary cells. In addition, the lithium-containing composite oxide containing Ni as the transition metal element has a better balance between the negative electrode mixture layer containing SiO x and graphitic carbon material than LiCoO 2 , and the expansion and contraction accompanying charging and discharging of the battery. A mixture layer can be formed.

상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 전체 천이 금속 원소의 양을 100(㏖%)으로 했을 때에, 니켈의 비율 a(㏖%)가, 30≤a≤100이며, Ni 이외의 천이 금속 원소를 함유하고 있지 않아도 되고, 함유하고 있어도 된다. 다만, 정극 합제층에 있어서의 충전 밀도를 더욱 향상시키거나, 리튬 함유 복합 산화물의 열적 안정성을 높이거나 하는 것이 가능해지기 때문에, 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 천이 금속 원소로서 Ni 이외에 코발트(Co) 및 망간(Mn)을 함유하는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물인 것이 바람직하다.In the lithium-containing composite oxide containing Ni as the transition metal element, when the total amount of the transition metal element is 100 (mol%), the proportion a (mol%) of nickel is 30≦a≦100, except for Ni It is not necessary to contain the transition metal element of , and may contain it. However, since it is possible to further improve the packing density in the positive mix layer or to increase the thermal stability of the lithium-containing composite oxide, the lithium-containing composite oxide containing Ni as the transition metal element is a transition metal element. It is preferable that the lithium nickel cobalt-manganese composite oxide contains cobalt (Co) and manganese (Mn) in addition to Ni as the Ni.

리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물로서는, 하기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 것인 것이 바람직하다.As the lithium nickel cobalt-manganese composite oxide, one represented by the following general compositional formula (1) is preferable.

Li1+sM1O2 (1)Li 1+s M 1 O 2 (1)

〔상기 일반 조성식 (1) 중, -0.3≤s≤0.3이고, M1은, 적어도 Ni, Co 및 Mn을 포함하는 3종 이상의 원소군이고, M1을 구성하는 각 원소 중에서, Ni, Co 및 Mn의 비율(㏖%)을, 각각 a, b 및 c로 했을 때에, 30<a<65, 5<b<35, 15<c<50이다.〕[In the general composition formula (1), -0.3≤s≤0.3, M 1 is a group of three or more elements including at least Ni, Co and Mn, and among each element constituting M 1 , Ni, Co and 30<a<65, 5<b<35, 15<c<50 when the ratio (mol%) of Mn is a, b, and c, respectively.]

상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서, Ni는, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 용량 향상에 기여하는 성분이고, 원소군 M1의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때에, Ni의 비율 a는, 30㏖%를 초과하고 있는 것이 바람직하고, 50㏖% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서, Ni 이외의 원소를 함유하는 것에 의한 효과를 양호하게 확보하는 관점에서, 원소군 M1의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때에, Ni의 비율 a는, 65㏖% 미만인 것이 바람직하고, 60㏖% 이하인 것이 더욱 바람직하다.In the lithium nickel cobalt manganese composite oxide represented by the general composition formula (1), Ni is a component contributing to the capacity improvement of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, and the total number of elements in the element group M 1 is 100 mol% In this case, it is preferable that the ratio a of Ni exceeds 30 mol%, and it is more preferable that it is 50 mol% or more. Further, in the lithium nickel cobalt manganese composite oxide represented by the general composition formula (1), the total number of elements in the element group M 1 is 100 mol% from the viewpoint of ensuring satisfactory the effect of containing an element other than Ni. It is preferable that it is less than 65 mol%, and, as for the ratio a of Ni, it is more preferable that it is 60 mol% or less.

상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서, Co도, Ni와 동일하게 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 용량 향상에 기여하는 성분이고, 정극 합제층에 있어서의 충전 밀도 향상에도 작용하는 한편으로, 지나치게 많으면 비용 증대나 안전성 저하를 일으킬 우려도 있다. 이들 이유에 더해서, 후술하는 Mn의 평균 가수의 안정화 작용을 양호하게 확보하는 관점에서, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 나타내는 상기 일반 조성식 (1)에 있어서의 원소군 M1의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때, Co의 비율 b는, 5㏖%를 초과하고 있는 것이 바람직하고, 20㏖% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 또한 35㏖% 미만인 것이 바람직하고, 30㏖% 이하인 것이 더욱 바람직하다.In the lithium nickel cobalt manganese composite oxide represented by the general composition formula (1), Co is also a component contributing to the capacity improvement of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, similarly to Ni, and is also used to improve the packing density in the positive electrode mixture layer. On the other hand, when there is too much, there is a possibility that cost increase or safety fall may be caused. In addition to these reasons, the total number of elements in the element group M 1 in the general composition formula (1) representing the lithium nickel cobalt manganese composite oxide is 100 mol from the viewpoint of ensuring satisfactory the stabilizing action of the average valence of Mn, which will be described later. %, the proportion b of Co is preferably more than 5 mol%, more preferably 20 mol% or more, more preferably less than 35 mol%, and still more preferably 30 mol% or less.

또한, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서는, 상기 일반 조성식 (1)에 있어서의 원소군 M1의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때, Mn의 비율 c가, 15㏖%를 초과하고 있는 것이 바람직하고, 20㏖% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 또, 50㏖% 미만인 것이 바람직하고, 30㏖% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 상기와 같은 양으로 Mn을 함유시키고, 결정 격자 중에 반드시 Mn을 존재시킴으로써, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 열적 안정성을 높일 수 있어, 더욱 안전성이 높은 전지를 구성하는 것이 가능해진다.In addition, in the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, when the total number of elements in the element group M 1 in the general composition formula (1) is 100 mol%, the ratio c of Mn exceeds 15 mol% It is preferable, and it is more preferable that it is 20 mol% or more, Moreover, it is preferable that it is less than 50 mol%, and it is still more preferable that it is 30 mol% or less. By containing Mn in the same amount as above in the lithium nickel cobalt manganese composite oxide and Mn is always present in the crystal lattice, the thermal stability of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide can be improved, and a battery with higher safety can be constructed. becomes

또한, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서, Mn과 함께 Co를 함유하고 있음으로써, 전지의 충방전에서의 Li의 도프 및 탈(脫)도프에 수반하는 Mn의 가수 변동을 억제하도록 Co가 작용하기 때문에, Mn의 평균 가수를 4가(價) 근방의 값으로 안정시켜서, 충방전의 가역성을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 이와 같은 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 사용함으로써, 충방전 사이클 특성이 더욱 우수한 전지를 구성하는 것이 가능해진다.In addition, in the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, by containing Co together with Mn, Co acts to suppress the valence fluctuation of Mn accompanying Li doping and de-doping during battery charging and discharging. Therefore, by stabilizing the average valence of Mn to a value near tetravalent, the reversibility of charging and discharging can be further improved. Therefore, by using such a lithium nickel cobalt-manganese composite oxide, it becomes possible to comprise the battery which was further excellent in the charge/discharge cycle characteristic.

리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 있어서는, 원소군 M1이 Ni, Co 및 Mn만으로 구성되어 있어도 되지만, 이들 원소와 함께, Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하고 있어도 된다. 다만, 원소군 M1의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때의, Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge 및 Sn의 합계 비율 d는, 5㏖% 이하인 것이 바람직하고, 1㏖% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 원소군 M1에 있어서의 Ni, Co 및 Mn 이외의 원소는, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물 중에 균일하게 분포되어 있어도 되고, 또, 입자 표면 등에 편석되어 있어도 된다.In the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, the element group M 1 may consist only of Ni, Co and Mn, but together with these elements, Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge and At least one element selected from the group consisting of Sn may be included. However, the total ratio d of Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge and Sn when the total number of elements in the element group M 1 is 100 mol% is 5 mol% or less It is preferable, and it is more preferable that it is 1 mol% or less. Elements other than Ni, Co, and Mn in the element group M 1 may be uniformly distributed in the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, or may be segregated on the particle surface or the like.

상기의 조성을 가지는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, 그 진(眞)밀도가 4.55∼4.95g/㎤로 큰 값이 되어, 높은 체적 에너지 밀도를 가지는 재료가 된다. 또한, Mn을 일정 범위에서 포함하는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 진밀도는, 그 조성에 의해 크게 변화되지만, 상기와 같은 좁은 조성 범위에서는 구조가 안정화되어, 균일성을 높일 수 있기 때문에, 예를 들면 LiCoO2의 진밀도에 가까운 큰 값이 되는 것으로 생각된다. 또, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 질량당의 용량을 크게 할 수 있어, 가역성이 우수한 재료로 할 수 있다.The lithium nickel cobalt-manganese composite oxide having the above composition has a high true density of 4.55 to 4.95 g/cm 3 , and becomes a material having a high volumetric energy density. In addition, although the true density of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide containing Mn in a certain range varies greatly depending on its composition, in the narrow composition range as described above, the structure is stabilized and uniformity can be increased, so for example g is considered to be a large value close to the true density of LiCoO 2. In addition, the capacity per mass of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide can be increased, and a material excellent in reversibility can be obtained.

상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, 특히 화학량론비에 가까운 조성 시에, 그 진밀도가 커지지만, 구체적으로는, 상기 일반 조성식 (1)에 있어서, -0.3≤s≤0.3으로 하는 것이 바람직하고, s의 값을 이와 같이 조정함으로써, 진밀도 및 가역성을 높일 수 있다. s는, -0.05 이상 0.05 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이 경우에는, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 진밀도를 4.6g/㎤ 이상으로, 더욱 높은 값으로 할 수 있다.Although the true density of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide is increased especially when the composition is close to the stoichiometric ratio, specifically, in the general composition formula (1), -0.3≤s≤0.3, By adjusting the value of s in this way, true density and reversibility can be improved. s is more preferably -0.05 or more and 0.05 or less, and in this case, the true density of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide can be set to 4.6 g/cm 3 or more, and a higher value.

상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, Li 함유 화합물(수산화리튬 등), Ni 함유 화합물(황산 니켈 등), Co 함유 화합물(황산 코발트 등), Mn 함유 화합물(황산 망간 등), 및 원소군 M1에 포함되는 그 밖의 원소를 함유하는 화합물(산화물, 수산화물, 황산염 등)을 혼합하고, 소성하는 등으로 하여 제조할 수 있다. 또, 더욱 높은 순도로 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 합성하기 위해서는, 원소군 M1에 포함되는 복수의 원소를 포함하는 복합 화합물(수산화물, 산화물 등)과 Li 함유 화합물을 혼합하고, 소성하는 것이 바람직하다.The lithium nickel cobalt-manganese composite oxide represented by the general composition formula (1) is a Li-containing compound (such as lithium hydroxide), a Ni-containing compound (such as nickel sulfate), a Co-containing compound (such as cobalt sulfate), and a Mn-containing compound (such as manganese sulfate) etc.), and a compound (oxide, hydroxide, sulfate, etc.) containing other elements included in element group M 1 are mixed and calcined. Further, in order to synthesize a lithium nickel cobalt manganese composite oxide with a higher purity, it is preferable to mix a composite compound (hydroxide, oxide, etc.) containing a plurality of elements included in element group M 1 and a Li-containing compound and calcination. do.

소성 조건은, 예를 들면, 800∼1050℃에서 1∼24시간으로 할 수 있지만, 일단 소성 온도보다 낮은 온도(예를 들면, 250∼850℃)까지 가열하고, 그 온도로 유지함으로써 예비 가열을 행하며, 그 후에 소성 온도까지 승온하여 반응을 진행시키는 것이 바람직하다. 예비 가열의 시간에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상, 0.5∼30시간 정도로 하면 된다. 또, 소성 시의 분위기는, 산소를 포함하는 분위기(즉, 대기 중), 불활성 가스(아르곤, 헬륨, 질소 등)와 산소 가스의 혼합 분위기, 산소 가스 분위기 등으로 할 수 있지만, 그 때의 산소 농도(체적 기준)는, 15% 이상인 것이 바람직하고, 18% 이상인 것이 바람직하다.The firing conditions can be, for example, 800 to 1050° C. for 1 to 24 hours, but preliminary heating is performed by heating to a temperature lower than the firing temperature (for example, 250 to 850° C.) and maintaining at that temperature. After that, it is preferable to raise the temperature to the calcination temperature to advance the reaction. Although there is no restriction|limiting in particular about the time of preheating, Usually, what is necessary is just about 0.5 to 30 hours. In addition, the atmosphere at the time of firing can be an atmosphere containing oxygen (that is, in the atmosphere), a mixed atmosphere of an inert gas (argon, helium, nitrogen, etc.) and oxygen gas, an oxygen gas atmosphere, etc. The concentration (by volume) is preferably 15% or more, and preferably 18% or more.

정극 활물질에는, 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물〔바람직하게는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물, 더욱 바람직하게는 상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 것〕만을 사용해도 되지만, 이와 같은 리튬 함유 복합 산화물과 다른 리튬 함유 복합 산화물과 병용해도 된다.As the positive electrode active material, only lithium-containing composite oxides containing Ni as the transition metal element [preferably lithium nickel cobalt manganese composite oxides, more preferably those represented by the general composition formula (1) above] may be used, but such The lithium-containing composite oxide may be used in combination with another lithium-containing composite oxide.

예를 들면 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물과, 리튬, 니켈, 코발트 및 망간 이외의 이종 금속 원소를 함유하는 리튬 코발트 복합 산화물을, 정극 활물질로서 사용하는 것이 바람직하다.For example, it is preferable to use a lithium nickel cobalt manganese composite oxide and a lithium cobalt composite oxide containing a dissimilar metal element other than lithium, nickel, cobalt and manganese as the positive electrode active material.

그리고, 이 경우, 상기 리튬 코발트 복합 산화물에는, 평균 입자 직경 A(㎛)가 10㎛ 초과 30㎛ 이하인 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와, 평균 입자 직경 B(㎛)가 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 사용하고, 또한 리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 평균 입자 직경 A와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경 B의 차 「A-B」가 5(㎛) 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에는, 그 평균 입자 직경을 C(㎛)로 했을 때에, 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경 B와의 관계가, C>B인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, in the lithium cobalt composite oxide, the lithium cobalt composite oxide (A) having an average particle diameter A (μm) of more than 10 μm and 30 μm or less, and lithium having an average particle diameter B (μm) of 1 μm or more and 10 μm or less Cobalt composite oxide (B) is used, and the difference "AB" between the average particle diameter A of the lithium cobalt composite oxide (A) and the average particle diameter B of the lithium cobalt composite oxide (B) is 5 (㎛) or more it is preferable Moreover, it is preferable to use the lithium nickel cobalt manganese composite oxide in which the relationship with the average particle diameter B of the lithium cobalt composite oxide (B) is C>B when the average particle diameter is C (μm).

상기와 같은 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)와, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 병용함으로써, 정극 합제층 내에 있어서, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)나 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 입자끼리의 간극에, 입자 직경이 작은 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 충전할 수 있기 때문에, 정극 합제층의 밀도를 높여서 정극 합제층 내의 정극 활물질량을 많게 하는 것이 가능해진다.When the lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) as described above and lithium nickel cobalt manganese composite oxide are used together, in the positive electrode mixture layer, lithium cobalt composite oxide (A) or lithium nickel cobalt manganese composite oxide Since the lithium cobalt composite oxide (B) with a small particle diameter can be filled in the gaps between the particles of

또, 정극 활물질로서 사용하는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, 예를 들면 LiCoO2보다 고전압 하에서의 안정성이 높고, 또한, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, 상기 이종 금속 원소의 작용에 의해서, 예를 들면, LiCoO2보다 고전압 하에서의 안정성이 높게 되어 있다. 따라서, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 더해서, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 정극 활물질에 사용한 경우에는, 4.3V 이상의 종지 전압으로 정전류-정전압 충전을 행하는 방법으로 사용해도, 정극 활물질의 열화가 생기기 어렵기 때문에, 비수 전해질 이차 전지의 충방전 사이클 특성을 더욱 높일 수 있다.In addition, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide used as the positive electrode active material has higher stability under high voltage than, for example, LiCoO 2 , and the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) are the dissimilar metal elements By the action of, for example, stability under a high voltage is higher than that of LiCoO 2 . Therefore, when lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) are used for the positive electrode active material in addition to lithium nickel cobalt manganese composite oxide, it may be used in a method of performing constant current-constant voltage charging with a final voltage of 4.3 V or more. , since deterioration of the positive electrode active material is less likely to occur, the charge/discharge cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be further improved.

또한, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, 특히 입자 직경이 작은 경우에, 전지 내에서의 가스 발생을 야기하기 쉽다. 그러나, 입경이 큰 정극 활물질 입자끼리의 간극에 들어가는 입자 직경이 작은 정극 활물질에, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물보다 전지 내에서의 가스 발생을 야기하기 어려운 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 사용함으로써, 예를 들면, 저장 시의 팽창의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 더해서, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 정극 활물질에 사용한 경우에는, 비수 전해질 이차 전지의 저장 특성도 양호해진다.In addition, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide tends to cause gas generation in the battery, particularly when the particle diameter is small. However, by using the lithium cobalt composite oxide (B), which is less likely to cause gas generation in the battery than the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, for the positive electrode active material with a small particle diameter that enters the gap between particles of the positive electrode active material with a large particle diameter, yes For example, it is possible to suppress the occurrence of expansion during storage. Therefore, when lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) are used for the positive electrode active material in addition to lithium nickel cobalt manganese composite oxide, the storage characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are also improved.

리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 평균 입자 직경 A는, 17㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 24㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경 B는, 5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 10㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.As for the average particle diameter A of lithium cobalt composite oxide (A), it is more preferable that it is 17 micrometers or more, and it is still more preferable that it is 24 micrometers or less. Moreover, it is more preferable that it is 5 micrometers or more, and, as for the average particle diameter B of lithium cobalt composite oxide (B), it is still more preferable that it is 10 micrometers or less.

그리고, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 10㎛ 이상인 것이 바람직하고, 11㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 또, 17㎛ 이하인 것이 바람직하고, 16㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The average particle diameter of the lithium nickel cobalt-manganese composite oxide is preferably 10 µm or more, more preferably 11 µm or more, more preferably 17 µm or less, and still more preferably 16 µm or less.

또, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 평균 입자 직경 A, 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경 B, 및 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 평균 입자 직경 C(㎛)는, A≥C>B의 관계를 만족시키고 있는 것이 바람직하고, A>C>B의 관계를 만족시키고 있는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우에는, 정극 합제층의 밀도 향상에 의한 정극 활물질의 충전량을 높이는 효과나, 정극 활물질의 안정성 향상에 수반하는 충방전 사이클 특성 향상 효과, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 입경을 어느 정도 크게 하는 것에 의한 저장 특성 향상 효과를, 더욱 양호하게 확보할 수 있게 된다.In addition, the average particle diameter A of the lithium cobalt composite oxide (A), the average particle diameter B of the lithium cobalt composite oxide (B), and the average particle diameter C (μm) of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, A≥C>B It is preferable that the relationship of A > C > B is satisfied, and it is more preferable that the relationship A > C > B is satisfied. In this case, the effect of increasing the charging amount of the positive electrode active material by improving the density of the positive electrode mixture layer, the effect of improving the charge/discharging cycle characteristics accompanying the improvement of the stability of the positive electrode active material, and increasing the particle size of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide to some extent The effect of improving the storage characteristics can be more favorably secured.

본 명세서에서 말하는 리튬 코발트 복합 산화물 (A), 리튬 코발트 복합 산화물 (B) 및 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 니기소 주식회사 제 마이크로 트랙 입도 분포 측정 장치 「HRA9320」을 이용하여 측정한 입도 분포가 작은 입자로부터 적분 체적을 구하는 경우의 체적 기준의 적산 분율(分率)에 있어서의 50% 직경의 값(d50) 메디안(median) 직경이다.The average particle diameters of lithium cobalt composite oxide (A), lithium cobalt composite oxide (B) and lithium nickel cobalt manganese composite oxide as used herein were measured using a microtrack particle size distribution measuring device "HRA9320" manufactured by Nigiso Corporation. The value (d 50 ) of the 50% diameter in the volume-based integrated fraction when the integral volume is obtained from particles having a small particle size distribution is the median diameter.

또, 상기 평균 입자 직경 A를 가지는 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 상기 평균 입자 직경 B를 가지는 리튬 코발트 복합 산화물 (B)에 있어서는, 코발트와 상기 이종 금속 원소의 합계량 중의 상기 이종 금속 원소의 비율은, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)보다 리튬 코발트 복합 산화물 (B) 쪽이 큰 것이 바람직하다.Further, in the lithium cobalt composite oxide (A) having the average particle diameter A and the lithium cobalt composite oxide (B) having the average particle diameter B, the ratio of the dissimilar metal element in the total amount of cobalt and the dissimilar metal element is , it is preferable that the lithium cobalt composite oxide (B) is larger than the lithium cobalt composite oxide (A).

리튬 코발트 복합 산화물은, 입자 직경이 작을수록, 고전압 하에서의 안정성이나 열에 대한 안정성이 뒤떨어진다. 따라서, 더욱 평균 입자 직경이 작은 리튬 코발트 복합 산화물 (B)에는, 그 안정성을 높이는 작용을 가지고 있는 상기 이종 금속 원소를 많이 함유시킴으로써, 전지의 충방전이나 열에 대한 안정성을 높여서, 비수 전해질 이차 전지의 충방전 사이클 특성이나 저장 특성을 더욱 양호하게 확보하는 것이 가능해진다.The lithium cobalt composite oxide is inferior in stability under high voltage and stability to heat as the particle diameter is small. Therefore, the lithium cobalt composite oxide (B) having a smaller average particle diameter contains a large amount of the above-mentioned dissimilar metal element having an effect of enhancing its stability, thereby enhancing the stability of the battery against charge and discharge and heat, and the non-aqueous electrolyte secondary battery. It becomes possible to ensure further favorable charge/discharge cycle characteristics and storage characteristics.

그러나, 상기 이종 금속 원소는, 리튬 코발트 복합 산화물의 용량에 기여할 수 없는 성분이기 때문에, 리튬 코발트 복합 산화물 중의 양이 많아지면, 리튬 코발트 복합 산화물의 용량이 작아진다. 그래서, 평균 입자 직경이 더욱 크고, 안정성이 더욱 높은 리튬 코발트 복합 산화물 (A)에 있어서, 상기 이종 금속 원소의 함유량을 적게 함으로써, 이 이종 금속 원소의 함유에 의한 용량 저하를 가급적으로 억제하여, 안정성과 용량의 밸런스를 더욱 높이는 것이 가능해진다.However, since the dissimilar metal element is a component that cannot contribute to the capacity of the lithium cobalt complex oxide, the capacity of the lithium cobalt complex oxide decreases as the amount in the lithium cobalt complex oxide increases. Therefore, in the lithium cobalt composite oxide (A) having a larger average particle diameter and higher stability, by reducing the content of the dissimilar metal element, the capacity decrease due to the inclusion of the dissimilar metal element is suppressed as much as possible, resulting in stability It becomes possible to further raise the balance of a capacity|capacitance and capacity|capacitance.

리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, 하기 일반 조성식 (2)로 나타내어지는 것이 바람직하다.The lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) are preferably represented by the following general compositional formula (2).

Li1+yCozM2 1-zO2 (2)Li 1+y Co z M 2 1-z O 2 (2)

〔상기 일반 조성식 (2) 중, -0.3≤y≤0.3, 0.95≤z<1.0이고, M2는 Mg, Zr, Al 및 Ti로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이다.〕[In the general composition formula (2), -0.3≤y≤0.3, 0.95≤z<1.0, and M 2 is at least one element selected from the group consisting of Mg, Zr, Al and Ti.]

상기 일반 조성식 (2) 중, M2가 상기 이종 금속 원소에 해당한다. 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)가 함유하는 이종 금속 원소 M2는, 상기와 같이, Mg, Zr, Al, Ti 중 어느 것이어도 되고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상이면 되지만, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 고전압 하에서의 안정성이나 열안정성을 높이는 작용이 더욱 양호하기 때문에, Mg 및/또는 Zr인 것이, 더욱 바람직하다.In the general composition formula (2), M 2 corresponds to the dissimilar metal element. As described above, the dissimilar metal element M 2 contained in the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) may be any of Mg, Zr, Al, and Ti, and one or two or more of them. However, the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) are more preferably Mg and/or Zr because the action of improving the stability and thermal stability under high voltage is better.

또한, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)에 있어서, Co는 용량 향상에 기여하는 성분인 한편으로, 이종 금속 원소 M2는 용량 향상에 기여할 수 없다. 따라서, 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 나타내는 상기 일반 조성식 (2)에 있어서는, 이들의 용량을 높게 유지하는 관점에서, Co의 양 z를, 0.95 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 상기 일반 조성식 (2)에 있어서, Co의 양 z는, 1.0 미만이지만, 이종 금속 원소 M2를 함유하는 것에 의한 상기의 효과를 더욱 양호하게 확보하는 관점에서, 이종 금속 원소 M2의 양 「1-z」는, 0.005 이상인 것이 더욱 바람직하고, 따라서, Co의 양 z는, 0.995 이하인 것이 더욱 바람직하다.Further, in the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B), Co is a component contributing to the capacity improvement, while the dissimilar metal element M 2 cannot contribute to the capacity improvement. Therefore, in the general composition formula (2) showing the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B), from the viewpoint of maintaining their capacity high, it is preferable that the amount z of Co be 0.95 or more. do. Further, in the above general formula (2), the amount z of Co is 1.0 less, but from the viewpoint of more satisfactorily secure the above effect due to containing the different metal element M 2, the amount of the different metal element M 2 "1-z" is more preferably 0.005 or more, and therefore, the amount z of Co is still more preferably 0.995 or less.

리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)가, 상기 일반 조성식 (2)로 나타내어지는 것인 경우, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, 이종 금속 원소 M2로서, 동일한 원소를 함유하고 있어도, 다른 원소를 함유하고 있어도 되고, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)가 함유하는 이종 금속 원소 M2의 양을 「1-z1」로 하며, 리튬 코발트 복합 산화물 (B)가 함유하는 이종 금속 원소 M2의 양을 「1-z2」로 했을 때에, (1-z1)<(1-z2)의 관계를 만족시키고 있으면 된다. 더 구체적으로는, 「1-z1」은, 0.01 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 0.02 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 「1-z2」는, 0.02 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 0.03 이하인 것이 더욱 바람직하다.When the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) are those represented by the general composition formula (2), the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) are dissimilar metal elements As M 2 , the same element or different elements may be contained, and the amount of the dissimilar metal element M 2 contained in the lithium cobalt composite oxide (A) is “1-z1”, and the lithium cobalt composite oxide ( When the amount of the dissimilar metal element M 2 contained in B) is set to "1-z2", the relationship of (1-z1)<(1-z2) may be satisfied. More specifically, "1-z1" is more preferably 0.01 or more, and still more preferably 0.02 or less. And, as for "1-z2", it is more preferable that it is 0.02 or more, and it is still more preferable that it is 0.03 or less.

리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, 특히 화학량론비에 가까운 조성일 때에, 그 진밀도가 커져서, 더욱 높은 에너지 체적 밀도를 가지는 재료가 되지만, 구체적으로는, 상기 조성식에 있어서, -0.3≤y≤0.3으로 하는 것이 바람직하고, y의 값을 이와 같이 조절함으로써, 진밀도 및 충방전 시의 가역성을 높일 수 있다.Lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B), especially when the composition is close to the stoichiometric ratio, increases the true density and becomes a material having a higher energy volume density. Specifically, in the composition formula, , -0.3≤y≤0.3, and by adjusting the value of y in this way, true density and reversibility at the time of charging and discharging can be improved.

리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, Li 함유 화합물(수산화리튬 등), Co 함유 화합물(황산 코발트 등), 및 이종 금속 원소 M1을 함유하는 화합물(산화물, 수산화물, 황산염 등)을 혼합하고, 이 원료 혼합물을 소성하는 등으로 하여 합성할 수 있다. 또한, 더욱 높은 순도로 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 합성하기 위해서는, Co 및 이종 금속 원소 M1을 포함하는 복합 화합물(수산화물, 산화물 등)과 Li 함유 화합물 등을 혼합하고, 이 원료 혼합물을 소성하는 것이 바람직하다.Lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) are Li-containing compounds (such as lithium hydroxide), Co-containing compounds (such as cobalt sulfate), and compounds containing a dissimilar metal element M 1 (oxides, hydroxides, sulfate, etc.) and calcining this raw material mixture, for example. In addition, in order to synthesize lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) with higher purity, a composite compound (hydroxide, oxide, etc.) containing Co and a dissimilar metal element M 1 and a Li-containing compound, etc. It is preferable to mix and calcinate this raw material mixture.

리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 합성하기 위한 원료 혼합물의 소성 조건은, 예를 들면, 800∼1050℃에서 1∼24시간으로 할 수 있지만, 일단 소성 온도보다 낮은 온도(예를 들면, 250∼850℃)까지 가열하고, 그 온도로 유지함으로써 예비 가열을 행하며, 그 후에 소성 온도까지 승온하여 반응을 진행시키는 것이 바람직하다. 예비 가열의 시간에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상, 0.5∼30시간 정도로 하면 된다. 또, 소성 시의 분위기는, 산소를 포함하는 분위기(즉, 대기 중), 불활성 가스(아르곤, 헬륨, 질소 등)와 산소 가스의 혼합 분위기, 산소 가스 분위기 등으로 할 수 있지만, 그 때의 산소 농도(체적 기준)는, 15% 이상인 것이 바람직하고, 18% 이상인 것이 바람직하다.The firing conditions of the raw material mixture for synthesizing the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) can be, for example, from 800 to 1050° C. for 1 to 24 hours, but at a temperature lower than the firing temperature once It is preferable to heat up to (for example, 250-850 degreeC), perform preliminary heating by maintaining at that temperature, and to advance reaction by heating up to calcination temperature after that. Although there is no restriction|limiting in particular about the time of preheating, Usually, what is necessary is just about 0.5 to 30 hours. In addition, the atmosphere at the time of firing can be an atmosphere containing oxygen (that is, in the atmosphere), a mixed atmosphere of an inert gas (argon, helium, nitrogen, etc.) and oxygen gas, an oxygen gas atmosphere, etc. The concentration (by volume) is preferably 15% or more, and preferably 18% or more.

비수 전해질 이차 전지에 있어서, 정극 활물질에 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 사용하는 경우에는, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 합계를 100질량%로 했을 때, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 함유율이, 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 또, 100질량% 미만인 것이 바람직하고, 90질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.In the nonaqueous electrolyte secondary battery, when lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) are used as the positive electrode active material, the sum of lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) is 100 When it is set as mass %, the content rate of lithium cobalt composite oxide (A) is preferably 50 mass % or more, more preferably 70 mass % or more, and preferably less than 100 mass %, more preferably 90 mass % or less desirable.

또, 비수 전해질 이차 전지에 있어서, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물과 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 사용하는 경우에는, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물과 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 합계를 100질량%로 했을 때, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 함유율은, 15질량% 이상인 것이 바람직하고, 20질량% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 또, 45질량% 이하인 것이 바람직하고, 30질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.Further, in the nonaqueous electrolyte secondary battery, when lithium nickel cobalt manganese composite oxide, lithium cobalt composite oxide (A), and lithium cobalt composite oxide (B) are used, lithium nickel cobalt manganese composite oxide and lithium cobalt composite oxide (A) ) and the lithium cobalt composite oxide (B) are 100 mass %, the content of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide is preferably 15 mass % or more, more preferably 20 mass % or more, and 45 mass % % or less, and more preferably 30 mass% or less.

정극 활물질에는, 상기 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B) 이외의 다른 활물질을, 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물〔바람직하게는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물, 더욱 바람직하게는 상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 것〕과 함께 사용할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물〔바람직하게는 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물, 더욱 바람직하게는 상기 일반 조성식 (1)로 나타내어지는 것〕과 다른 활물질을 사용해도 되고, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물과 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)와 다른 활물질을 사용해도 된다.In the positive electrode active material, an active material other than the lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) is added as the transition metal element to a lithium-containing composite oxide [preferably lithium nickel cobalt manganese composite oxide, More preferably, it can also be used together with the thing represented by the said general composition formula (1)]. In this case, for example, an active material different from the lithium-containing composite oxide [preferably lithium nickel cobalt manganese composite oxide, more preferably represented by the general composition formula (1) above] containing Ni as the transition metal element Alternatively, active materials different from lithium nickel cobalt manganese composite oxide, lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) may be used.

이와 같은 다른 활물질로서는, 예를 들면 LiCoO2 ; LiMnO2, Li2MnO3 등의 리튬 망간 산화물; LiMn2O4, Li4 / 3Ti5 / 3O4 등의 스피넬 구조의 리튬 함유 복합 산화물; LiFePO4 등의 올리빈 구조의 리튬 함유 복합 산화물; 상기의 산화물을 기본 조성으로 하여 각종 원소로 치환한 산화물; 등을 예시할 수 있고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.Examples of such other active materials include LiCoO 2 ; lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and Li 2 MnO 3 ; LiMn 2 O 4 , Li 4 / 3 Ti 5 / 3 O 4 Lithium-containing composite oxide, such as a spinel structure; Lithium-containing composite oxides having an olivine structure, such as LiFePO 4 ; oxides in which the above oxides are substituted with various elements as a basic composition; etc. can be illustrated, and 1 type, or 2 or more types of these can be used.

다만, 본 발명의 효과를 양호하게 확보하는 관점에서는, 정극 활물질 전량 중에 있어서의 상기 다른 활물질의 함유율은, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.However, from a viewpoint of ensuring the effect of this invention favorably, it is preferable that it is 10 mass % or less, and, as for the content rate of the said other active material in positive electrode active material whole quantity, it is more preferable that it is 5 mass % or less.

정극 합제층에 관련된 바인더에는, VDF-CTFE를 사용한다. 정극 활물질인 상기 천이 금속 원소로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 함유하는 정극 합제층은, SiOx 및 흑연질 탄소 재료를 부극 활물질로서 함유하는 부극 합제층과, 전지의 충방전에 수반하는 팽창 수축의 밸런스가, 예를 들면, LiCoO2를 정극 활물질로서 함유하는 정극 합제층의 경우와 비교하여 양호하다. 그러나, 이러한 정극 활물질의 사용에 더해서, 정극 합제층의 바인더에 VDF-CTFE를 사용한 경우에는, 예를 들면 비수 전해질 이차 전지의 정극 합제층의 바인더로서 범용되고 있는 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 사용한 경우에 비해, 정극과 부극의 간격을, 이들의 대향면 전체에 걸쳐 더욱 균일성이 높은 상태로 유지할 수 있다. 이것은, VDF-CTFE는, 전지의 충방전에 수반하여 생기는 부극 합제층의 팽창 수축을 정극 합제층에서 받아들였을 때에, 이 체적 변화를 완화하는 작용이, 예를 들면 PVDF에 비해 높기 때문이라고 추측된다.VDF-CTFE is used for the binder related to the positive mix layer. The positive electrode mixture layer containing the lithium-containing composite oxide containing Ni as the transition metal element as the positive electrode active material is a negative electrode mixture layer containing SiO x and a graphite carbon material as the negative electrode active material, and the expansion accompanying charging and discharging of the battery The balance of shrinkage is favorable compared with the case of the positive mix layer containing LiCoO 2 as a positive electrode active material, for example. However, in addition to the use of such a positive electrode active material, when VDF-CTFE is used for the binder of the positive mixture layer, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), which is commonly used as a binder for the positive mixture layer of a nonaqueous electrolyte secondary battery, is used. Compared with the case, the distance between the positive electrode and the negative electrode can be maintained in a state with higher uniformity over the entire opposing surfaces thereof. This is presumed to be because VDF-CTFE has a higher effect of mitigating this volume change when the positive mix layer absorbs the expansion and contraction of the negative mix layer that occurs accompanying charging and discharging of the battery, compared to PVDF, for example. .

또, 상기와 같은 리튬 코발트 복합 산화물 (A) 및 리튬 코발트 복합 산화물 (B)와, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 병용하여 정극 합제층의 밀도를 높인 경우에는, 정극 합제층의 경도(硬度)가 커지기 때문에, 예를 들면 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 겹치고, 또한 소용돌이 형상으로 권회하여 권회 전극체(특히 횡단면이 편평 형상인 권회 전극체)를 제작하면, 정극 합제층에 균열이 생기기 쉬워진다. 그러나, 본 발명에서 정극 합제층의 바인더로서 사용하는 VDF-CTFE는, 부가된 응력을 완화하는 작용이, 예를 들면 PVDF보다 우수하기 때문에, 정극 활물질의 구성을 상기와 같이 하여 정극 합제층의 밀도를 높여도, 권회 전극체(특히 횡단면이 편평 형상인 권회 전극체)에서의 정극 합제층의 균열의 발생을 억제할 수 있다.In addition, when the density of the positive electrode mixture layer is increased by using the lithium cobalt composite oxide (A) and lithium cobalt composite oxide (B) as described above and lithium nickel cobalt manganese composite oxide together, the hardness of the positive electrode mixture layer is For example, if the positive electrode and the negative electrode are overlapped with a separator and then wound in a spiral shape to produce a wound electrode body (especially a wound electrode body having a flat cross-section), cracks are likely to occur in the positive electrode mixture layer. However, since VDF-CTFE used as a binder of the positive electrode mixture layer in the present invention is superior to PVDF, for example, in relieving the applied stress, the positive electrode active material is configured as described above, and the density of the positive mixture layer is It is possible to suppress the occurrence of cracks in the positive electrode material layer in the wound electrode body (especially, the wound electrode body having a flat cross section) even when the value is increased.

또한, PVDF를 바인더로서 이용한 경우, 전지로 한 후에 탈불소가 일어나고, 이것이 전지 내에 불가피하게 혼입되는 수분과 반응하여 불화 수소가 발생하여, 불화 수소에 의한 정극 활물질의 부식으로, Co나 Mn 등의 금속 이온의 용출이 일어나는 경우가 있다. 본 발명의 구성에서는, 이러한 불화 수소의 발생도 억제할 수 있고, 이에 따라, 충방전 사이클 특성 등의 전지 특성이 향상되는 효과도 기대할 수 있다.In addition, when PVDF is used as a binder, defluorination occurs after the battery is formed, which reacts with moisture unavoidably mixed in the battery to generate hydrogen fluoride, which causes corrosion of the positive electrode active material by hydrogen fluoride, such as Co or Mn. Elution of metal ions may occur. In the structure of this invention, generation|occurrence|production of such hydrogen fluoride can also be suppressed, and the effect that battery characteristics, such as charge/discharge cycle characteristic, improves by this can also be anticipated.

정극 합제층에 사용하는 VDF-CTFE의 조성은, VDF-CTFE의 사용에 의한 비수 전해질 이차 전지의 충방전 사이클 특성의 향상 효과를 더욱 양호하게 확보하는 관점에서, 불화비닐리덴 유래의 유닛과 클로로트리플루오로에틸렌 유래의 유닛의 합계를 100㏖%로 했을 때에, 클로로트리플루오로에틸렌 유래의 유닛의 비율이, 0.5㏖% 이상인 것이 바람직하고, 1㏖% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 다만, VDF-CTFE 중의 클로로트리플루오로에틸렌 유래의 유닛의 비율이 지나치게 높아지면, 비수 전해질(비수 전해액)을 흡수하여 팽윤되기 쉬워져서, 정극의 특성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 정극 합제층에 사용하는 VDF-CTFE에 있어서는, 불화비닐리덴 유래의 유닛과 클로로트리플루오로에틸렌 유래의 유닛의 합계를 100㏖%로 했을 때에, 클로로트리플루오로에틸렌 유래의 유닛의 비율이, 15㏖% 이하인 것이 바람직하다.The composition of VDF-CTFE used for the positive mix layer is a unit and chlorotriethylene derived from vinylidene fluoride from the viewpoint of further securing the effect of improving the charge/discharge cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery by the use of VDF-CTFE. When the total of units derived from fluoroethylene is 100 mol%, it is preferable that the ratio of units derived from chlorotrifluoroethylene is 0.5 mol% or more, and it is more preferable that it is 1 mol% or more. However, when the ratio of the units derived from chlorotrifluoroethylene in VDF-CTFE becomes too high, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) is absorbed and it becomes easy to swell, and there exists a possibility that the characteristic of a positive electrode may fall. Therefore, in the VDF-CTFE used for the positive mix layer, when the total of units derived from vinylidene fluoride and units derived from chlorotrifluoroethylene is 100 mol%, the ratio of units derived from chlorotrifluoroethylene is , it is preferably 15 mol% or less.

정극 합제층에 관련된 바인더에는, VDF-CTFE만을 사용해도 되고, VDF-CTFE와 다른 바인더(예를 들면, PVDF 등의 VDF-CTFE 이외의 불소 수지와 같이, 비수 전해질 이차 전지의 정극 합제층에서 범용되어 있는 바인더)를 병용해도 된다. 다만, VDF-CTFE의 사용에 의한 상기의 각 효과를 더욱 양호하게 확보하는 관점에서는, 정극 합제층에 있어서의 바인더 전량 중의 VDF-CTFE 이외의 바인더의 양은, 50질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.As the binder related to the positive mixture layer, only VDF-CTFE may be used, and a binder different from VDF-CTFE (for example, like a fluororesin other than VDF-CTFE such as PVDF, it is universal in the positive mixture layer of a nonaqueous electrolyte secondary battery) binder) may be used in combination. However, from the viewpoint of further ensuring the above-mentioned effects by the use of VDF-CTFE, the amount of the binder other than VDF-CTFE in the total amount of the binder in the positive mix layer is preferably 50% by mass or less.

정극 합제층에는 통상, 도전 조제를 함유시킨다. 정극 합제층에 관련된 도전 조제에는, 예를 들면 천연 흑연(인편 형상 흑연 등), 인조 흑연 등의 그라파이트류; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스(furnace) 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본 블랙류; 탄소 섬유; 등의 탄소 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 또, 금속 섬유 등의 도전성 섬유류; 불화 카본; 알루미늄 등의 금속 분말류; 산화 아연; 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커류; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 유기 도전성 재료; 등을 이용할 수도 있다.A conductive support agent is normally contained in a positive mix layer. Examples of the conductive aid related to the positive mix layer include graphites such as natural graphite (scaly graphite and the like) and artificial graphite; carbon blacks such as acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; carbon fiber; It is preferable to use carbon materials, such as conductive fibers, such as a metal fiber; carbon fluoride; metal powders such as aluminum; zinc oxide; conductive whiskers such as potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; organic conductive materials such as polyphenylene derivatives; etc. can also be used.

정극 합제층의 두께는, 예를 들면, 집전체의 편면당 10∼100㎛인 것이 바람직하다. 또, 정극 합제층의 조성으로서는, 예를 들면, 정극 활물질의 양이 60∼95질량%인 것이 바람직하고, 바인더의 양이 1∼15질량%인 것이 바람직하며, 도전 조제의 양이 3∼20질량%인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the positive mix layer is 10-100 micrometers per single side|surface of an electrical power collector, for example. Moreover, as a composition of a positive mix layer, for example, it is preferable that the quantity of a positive electrode active material is 60-95 mass %, It is preferable that the quantity of a binder is 1-15 mass %, It is preferable that the quantity of a conductive support agent is 3-20 It is preferable that it is mass %.

정극의 집전체에는, 종래부터 알려져 있는 비수 전해질 이차 전지의 정극에 사용되고 있는 것과 동일한 것, 예를 들면 알루미늄(알루미늄 합금을 포함한다. 특히 예고가 없는 한, 이하 동일.)제의 펀칭 메탈, 망, 익스팬드 메탈 등을 사용할 수 있지만, 두께가 10∼30㎛인 알루미늄박이 바람직하다.The current collector of the positive electrode is the same as that used for the positive electrode of a conventionally known nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, a punching metal made of aluminum (including an aluminum alloy. , expanded metal, etc. can be used, but an aluminum foil having a thickness of 10 to 30 µm is preferable.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지는 정극, 부극, 비수 전해질 및 세퍼레이터를 가지고 있고, 부극이 상기의 부극이며, 또한 정극이 상기의 정극이면 되고, 그 밖의 구성 및 구조에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래부터 알려져 있는 비수 전해질 이차 전지에서 채용되고 있는 각종 구성 및 구조를 적용할 수 있다.The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, a nonaqueous electrolyte and a separator, the negative electrode is the above negative electrode, and the positive electrode is the above positive electrode. Various configurations and structures employed in known nonaqueous electrolyte secondary batteries can be applied.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 관련된 세퍼레이터에는, 통상의 비수 전해질 이차 전지에서 사용되고 있는 세퍼레이터, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀제의 미다공막을 이용할 수 있다. 세퍼레이터를 구성하는 미다공막은, 예를 들면, PE만을 사용한 것이나 PP만을 사용한 것이더라도 되고, 또, PE제의 미다공막과 PP제의 미다공막의 적층체이더라도 된다.For the separator related to the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a separator used in a normal nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, a polyolefin microporous membrane such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) can be used. The microporous film constituting the separator may be, for example, one using only PE or PP, or may be a laminate of a microporous film made of PE and a microporous film made of PP.

또, 상기 미다공막의 표면에, 내열성의 무기 필러를 함유하는 내열성의 다공질층을 형성한 적층형의 세퍼레이터를 이용해도 된다. 이와 같은 적층형의 세퍼레이터를 이용한 경우에는, 전지 내의 온도가 상승되어도 세퍼레이터의 수축이 억제되어서, 정극과 부극의 접촉에 의한 단락을 억제할 수 있기 때문에, 더욱 안전성이 높은 비수 전해질 이차 전지로 할 수 있다.Moreover, you may use the laminated-type separator which formed the heat resistant porous layer containing a heat resistant inorganic filler on the surface of the said microporous film. When such a laminated separator is used, the shrinkage of the separator is suppressed even when the temperature inside the battery rises, and short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode can be suppressed, so that a non-aqueous electrolyte secondary battery with higher safety can be obtained. .

내열성의 다공질층에 함유시키는 무기 필러로서는, 베마이트, 알루미나, 실리카 등이 바람직하고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.As the inorganic filler to be contained in the heat-resistant porous layer, boehmite, alumina, silica and the like are preferable, and one or two or more of them can be used.

또, 내열성의 다공질층에는, 상기의 무기 필러끼리를 결착하거나, 내열성의 다공질층과 미다공막을 접착하거나 하기 위한 바인더를 함유시키는 것이 바람직하다. 바인더에는, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체(EVA, 아세트산 비닐 유래의 구조 단위가 20∼35몰%인 것), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 등의 에틸렌-아크릴산 공중합체, 불소계 고무, 스티렌부타디엔 고무(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 가교 아크릴 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등을 이용하는 것이 바람직하고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.Moreover, it is preferable to make the heat resistant porous layer contain the binder for binding said inorganic fillers, or adhere|attaching a heat resistant porous layer and a microporous film. Examples of the binder include ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA, those having a structural unit derived from vinyl acetate of 20 to 35 mol%), ethylene-acrylic acid copolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymer, fluorine-based rubber, styrene-butadiene rubber ( SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), cross-linked acrylic resin, polyurethane, epoxy It is preferable to use resin etc., and 1 type, or 2 or more types of these can be used.

세퍼레이터(폴리올레핀제의 미다공막으로 이루어지는 세퍼레이터나, 상기 적층형의 세퍼레이터)의 두께는, 예를 들면, 10∼30㎛인 것이 바람직하다. 또, 상기 적층형의 세퍼레이터의 경우, 내열성의 다공질층의 두께는, 예를 들면, 3∼8㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of a separator (the separator which consists of a microporous film made from polyolefin, and the said laminated|stacked separator) is 10-30 micrometers, for example. Moreover, in the case of the said laminated-type separator, it is preferable that the thickness of a heat resistant porous layer is 3-8 micrometers, for example.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 관련된 비수 전해질에는, 예를 들면, 리튬염을 유기 용매에 용해한 용액(비수 전해액)을 이용할 수 있다. 리튬염으로서는, 용매 중에서 해리하여 Li+이온을 형성하고, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키기 어려운 것이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6 등의 무기 리튬염, LiCF3SO3, LiCF3CO2, Li2C2F4(SO3)2, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiCnF2n + 1SO3(n≥2), LiN(RfOSO2)2〔여기서 Rf는 플루오로알킬기〕 등의 유기 리튬염 등을 이용할 수 있다.For the non-aqueous electrolyte according to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, for example, a solution (non-aqueous electrolyte) in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent can be used. The lithium salt is not particularly limited as long as it dissociates in a solvent to form Li + ions and does not easily cause side reactions such as decomposition in the voltage range used as a battery. For example, LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 and other inorganic lithium salts, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN(CF 3 SO) 2 ) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n≥2), LiN(RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group], etc. may be used. have.

비수 전해액에 이용하는 유기 용매로서는, 상기 리튬염을 용해하고, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트 등의 고리 형상 카보네이트; 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트 등의 사슬 형상 카보네이트; 프로피온산 메틸 등의 사슬 형상 에스테르; γ-부티로락톤 등의 고리 형상 에스테르; 디메톡시에탄, 디에틸에테르, 1,3-디옥소란, 디글라임, 트리글라임, 테트라글라임 등의 사슬 형상 에테르; 디옥산, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 고리 형상 에테르; 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 메톡시프로피오니트릴 등의 니트릴류; 에틸렌글리콜설파이트 등의 아황산 에스테르류; 등을 들 수 있고, 이들은 2종 이상 혼합하여 이용할 수도 있다. 또한, 더욱 양호한 특성의 전지로 하기 위해서는, 에틸렌카보네이트와 사슬 형상 카보네이트의 혼합 용매 등, 높은 도전율을 얻을 수 있는 조합에서 이용하는 것이 바람직하다. 또, 이들의 비수 전해액에 충방전 사이클 특성의 개선, 고온 저장성이나 과충전 방지 등의 안전성을 향상시킬 목적으로, 무수산, 술폰산 에스테르, 디니트릴, 비닐렌카보네이트류, 1,3-프로판술톤, 디페닐디설파이드, 시클로헥실 벤젠, 비페닐, 플루오로 벤젠, t-부틸 벤젠 등의 첨가제(이들의 유도체도 포함한다)를 적절히 첨가할 수도 있다.The organic solvent used for the nonaqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause side reactions such as decomposition in the voltage range used as the battery. For example, Cyclic carbonates, such as ethylene carbonate, a propylene carbonate, and a butylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; chain ethers such as dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme, and tetraglyme; cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and 2-methyltetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, and methoxypropionitrile; sulfurous acid esters such as ethylene glycol sulfite; etc. are mentioned, These can also be used in mixture of 2 or more types. In addition, in order to obtain a battery with better characteristics, it is preferable to use it in a combination that can obtain high electrical conductivity, such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate. In addition, for the purpose of improving the safety of these non-aqueous electrolytes, such as improvement of charge/discharge cycle characteristics, high-temperature storability and overcharge prevention, acid anhydride, sulfonic acid ester, dinitrile, vinylene carbonate, 1,3-propane sultone, di Additives (including derivatives thereof) such as phenyldisulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene and t-butylbenzene may be appropriately added.

이 리튬염의 비수 전해액 중의 농도는, 0.5∼1.5㏖/l로 하는 것이 바람직하고, 0.9∼1.25㏖/l로 하는 것이 더욱 바람직하다.It is preferable to set it as 0.5-1.5 mol/l, and, as for the density|concentration in the non-aqueous electrolyte solution of this lithium salt, it is more preferable to set it as 0.9-1.25 mol/l.

또, 상기의 비수 전해액에 공지된 폴리머 등의 겔화제를 첨가하여 겔 형상으로 한 것(겔 형상 전해질)을, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 사용해도 된다.Moreover, you may use for the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention what was made into a gel form (gel-form electrolyte) by adding a gelatinizer, such as a well-known polymer, to the said nonaqueous electrolyte solution.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 형태로서는, 스틸캔이나 알루미늄캔 등을 외장캔으로서 사용한 통형(각(角)통형이나 원통형 등) 등을 들 수 있다. 또, 금속을 증착한 라미네이트(laminate) 필름을 외장체로 한 소프트 패키지 전지로 할 수도 있다.As a form of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention, the cylindrical shape (a square cylinder, cylindrical shape, etc.) etc. which used a steel can, an aluminum can, etc. as an outer can are mentioned. Moreover, it can also be set as the soft package battery which used the laminate film which vapor-deposited the metal as an exterior body.

본 발명의 비수 전해질 이차 전지는 고용량이고, 또한 충방전 사이클 특성이 우수하기 때문에, 이러한 특성이 요구되는 용도에 바람직하게 사용할 수 있는 것 외에, 종래부터 알려져 있는 비수 전해질 이차 전지가 적용되고 있는 각종 용도에도 사용할 수 있다.Since the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has high capacity and excellent charge/discharge cycle characteristics, it can be preferably used for applications requiring such characteristics, and various uses to which conventionally known nonaqueous electrolyte secondary batteries are applied. can also be used for

[실시예][Example]

이하에, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 기술한다. 다만, 하기 실시예는, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention.

실시예 1Example 1

<리튬 복합 산화물의 합성><Synthesis of lithium composite oxide>

황산 니켈, 황산 코발트, 황산 망간 및 황산 마그네슘을, 각각, 3.78㏖/d㎥, 0.25㏖/d㎥, 0.08㏖/d㎥, 0.08㏖/d㎥의 농도로 함유하는 혼합 수용액을 조제했다. 다음으로 수산화나트륨의 첨가에 의해서 pH를 약 12로 조정한 암모니아수를 반응 용기에 넣고, 이것을 강(强)교반하면서, 이 중에, 상기 혼합 수용액과, 25질량% 농도의 암모니아수를, 각각, 23㎤/분, 6.6㎤/분의 비율로, 정량 펌프를 이용하여 적하하여, Ni와 Co와 Mn과 Mg의 공침(共沈) 화합물(구 형상의 공침 화합물)을 합성했다. 또한, 이 때, 반응액의 온도는 50℃로 유지하고, 또, 반응액의 pH가 12 부근으로 유지되도록, 3㏖/d㎥ 농도의 수산화나트륨 수용액의 적하도 동시에 행하고, 또한 질소 가스를 1d㎥/분의 유량으로 버블링했다.A mixed aqueous solution containing nickel sulfate, cobalt sulfate, manganese sulfate, and magnesium sulfate at a concentration of 3.78 mol/dm 3 , 0.25 mol/dm 3 , 0.08 mol/dm 3 , and 0.08 mol/dm 3 was prepared. Next, aqueous ammonia whose pH has been adjusted to about 12 by addition of sodium hydroxide is placed in a reaction vessel, and while this is vigorously stirred, the mixed aqueous solution and ammonia water having a concentration of 25% by mass are each added to 23 cm 3 It was dripped using the metering pump at the rate of /min, 6.6 cm<3>/min, and the coprecipitation compound (spherical coprecipitation compound) of Ni and Co and Mn and Mg was synthesize|combined. In addition, at this time, the temperature of the reaction solution is maintained at 50° C., and an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 3 mol/dm 3 is added dropwise at the same time so that the pH of the reaction solution is maintained around 12, and nitrogen gas is added 1d Bubbling at a flow rate of m 3 /min.

상기의 공침 화합물을 수세(水洗), 여과 및 건조시켜서, 수산화물을 얻었다. 이 수산화물과, LiOH·H2O와, BaSO4와 Al(OH)3를, 몰비로, 1:1:0.01:0.01이 되도록 에탄올 중에 분산시켜 슬러리 상태로 한 후, 유성형 볼밀에서 40분간 혼합하고, 실온에서 건조시켜서 얻어진 혼합물을 얻었다. 이어서, 상기 혼합물을 알루미나제의 도가니에 넣어, 2d㎥/분의 드라이 에어 플로우 중에서 600℃까지 가열하고, 그 온도에서 2시간 유지하여 예비 가열을 행하고, 900℃로 더욱 승온하여 12시간 소성함으로써, 리튬 함유 복합 산화물을 합성했다.The coprecipitation compound was washed with water, filtered and dried to obtain a hydroxide. This hydroxide, LiOH·H 2 O, BaSO 4 and Al(OH) 3 are dispersed in ethanol so as to be 1:1:0.01:0.01 in a molar ratio to form a slurry, and then mixed in a planetary ball mill for 40 minutes. , to obtain a mixture obtained by drying at room temperature. Next, the mixture is placed in an alumina crucible, heated to 600° C. in a dry air flow of 2 dm 3 /min, held at that temperature for 2 hours to perform preliminary heating, and further heated to 900° C. and calcined for 12 hours, A lithium-containing composite oxide was synthesized.

얻어진 리튬 함유 복합 산화물을 물로 세정한 후, 대기 중(산소 농도가 약 20vol%), 700℃에서 12시간 열처리하고, 그 후 유발(乳鉢)로 분쇄하여 분체로 했다. 분쇄 후의 리튬 함유 복합 산화물은, 데시케이터 중에 보존했다.The obtained lithium-containing composite oxide was washed with water, then heat-treated in the air (oxygen concentration was about 20 vol%) at 700°C for 12 hours, and then pulverized with a mortar to obtain powder. The lithium-containing composite oxide after pulverization was stored in a desiccator.

상기 리튬 함유 복합 산화물에 대해, 그 조성 분석을, ICP(Inductive Coupled Plasma)법을 이용하여 이하와 같이 행하였다. 먼저, 상기 리튬 함유 복합 산화물을 0.2g 채취하여 100mL 용기에 넣었다. 그 후, 순수 5mL, 왕수(王水) 2mL, 순수 10mL를 차례로 첨가하여 가열 용해하고, 냉각 후, 25배로 더욱 희석하여 ICP(JARRELASH사 제 「ICP-757」)에서 조성을 분석했다(검량선법(檢量線法)). 얻어진 결과로부터, 상기 리튬 함유 복합 산화물의 조성을 도출한 결과, Li1.0Ni0.89Co0.05Mn0.02Mg0.02Ba0.01Al0.01O2로 나타내어지는 조성인 것이 판명되었다. 또, 상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 15㎛였다.The composition analysis of the lithium-containing composite oxide was performed as follows by using an Inductive Coupled Plasma (ICP) method. First, 0.2 g of the lithium-containing composite oxide was collected and placed in a 100 mL container. Then, 5 mL of pure water, 2 mL of aqua regia, and 10 mL of pure water were sequentially added and dissolved by heating, and after cooling, the composition was further diluted 25 times and analyzed by ICP ("ICP-757" manufactured by JARRELASH) (calibration curve method (檢量 wire method)). As a result of deriving the composition of the lithium-containing composite oxide from the obtained results, it was found that the composition was represented by Li 1.0 Ni 0.89 Co 0.05 Mn 0.02 Mg 0.02 Ba 0.01 Al 0.01 O 2 . Moreover, the average particle diameter of the said lithium nickel cobalt-manganese composite oxide was 15 micrometers.

<리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 합성><Synthesis of lithium cobalt composite oxide (A)>

Co(OH)2와 Mg(OH)2와 Al(OH)3와 Li2CO3를 몰비로 1.97:0.02:0.01:1.02가 되도록 혼합하고, 이 혼합물을 대기 중(산소 농도가 약 20vol%), 950℃에서 12시간 열처리하여 리튬 코발트 복합 산화물 (A)를 합성하며, 그 후 유발에서 분쇄하여 분체로 했다. 분쇄 후의 리튬 코발트 복합 산화물 (A)는, 데시케이터 중에 보존했다.Co(OH) 2 and Mg(OH) 2 , Al(OH) 3 and Li 2 CO 3 are mixed in a molar ratio of 1.97:0.02:0.01:1.02, and the mixture is mixed in the air (oxygen concentration is about 20 vol%). , to synthesize lithium cobalt composite oxide (A) by heat treatment at 950° C. for 12 hours, and then pulverized in a mortar to obtain powder. The lithium cobalt composite oxide (A) after pulverization was stored in a desiccator.

상기 리튬 코발트 복합 산화물 (A)에 대해, 그 조성 분석을, ICP법을 이용하여 행한 결과 Li1 . 0Co0 . 985Mg0 . 01Al0 . 005O2로 나타내어지는 조성인 것이 판명되었다. 또, 상기 리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 평균 입자 직경은, 20㎛였다.As a result of analyzing the composition of the lithium cobalt composite oxide (A) using the ICP method, Li 1 . 0 Co 0 . 985 Mg 0 . 01 Al 0 . That the composition represented by 005 O 2 it was found. Moreover, the average particle diameter of the said lithium cobalt composite oxide (A) was 20 micrometers.

<리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 합성><Synthesis of lithium cobalt composite oxide (B)>

Co(OH)2와 Mg(OH)2와 Al(OH)3와 ZrO2와 Li2CO3를 몰비로 1.946:0.03:0.02:0.004:1.02가 되도록 혼합하고, 이 혼합물을 대기 중(산소 농도가 약 20vol%), 950℃에서 12시간 열처리하여 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 합성하며, 그 후 유발에서 분쇄하여 분체로 했다. 분쇄 후의 리튬 코발트 복합 산화물 (B)는, 데시케이터 중에 보존했다.Co(OH) 2 and Mg(OH) 2 and Al(OH) 3 and ZrO 2 and Li 2 CO 3 were mixed in a molar ratio of 1.946:0.03:0.02:0.004:1.02, and the mixture was mixed in the atmosphere (oxygen concentration about 20 vol%) and heat treatment at 950° C. for 12 hours to synthesize lithium cobalt composite oxide (B), and then pulverized in a mortar to obtain powder. The lithium cobalt composite oxide (B) after pulverization was stored in a desiccator.

상기 리튬 코발트 복합 산화물 (B)에 대해, 그 조성 분석을, ICP법을 이용하여 행한 결과 Li1 . 0Co0 . 973Mg0 . 015Al0 . 01Zr0 . 002O2로 나타내어지는 조성인 것이 판명되었다. 또, 상기 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경은, 8㎛였다.As a result of analyzing the composition of the lithium cobalt composite oxide (B) using the ICP method, Li 1 . 0 Co 0 . 973 Mg 0 . 015 Al 0 . 01 Zr 0 . That the composition represented by 002 O 2 it was found. Moreover, the average particle diameter of the said lithium cobalt composite oxide (B) was 8 micrometers.

<정극의 제작><Production of positive electrode>

상기 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 상기 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를 80:20의 질량비로 혼합한 혼합물:74질량부와, 상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물:18질량부와, 바인더인 VDF-CTFE를 3질량%의 농도로 포함하는 NMP용액:20질량부와, 도전 조제인 인조 흑연:1.5질량부 및 케첸 블랙:1.5질량부를, 이축 혼련기를 이용하여 혼련하고, NMP를 더욱 첨가하여 점도를 조절하여, 정극 합제 함유 페이스트를 조제했다.A mixture of the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) in a mass ratio of 80:20: 74 parts by mass, the lithium nickel cobalt-manganese composite oxide: 18 parts by mass, and the binder VDF- NMP solution containing CTFE at a concentration of 3% by mass: 20 parts by mass, and artificial graphite as a conductive aid: 1.5 parts by mass and Ketjen Black: 1.5 parts by mass, kneaded using a twin-screw kneader, and NMP was further added to increase the viscosity adjusted to prepare a positive electrode mixture-containing paste.

상기 정극 합제 함유 페이스트를, 두께가 15㎛인 알루미늄박(정극 집전체)의 양면에 도포한 후, 120℃에서 12시간의 진공 건조를 행하여, 알루미늄박의 양면에 정극 합제층을 형성했다. 그 후, 프레스 처리를 행하여, 정극 합제층의 두께 및 밀도를 조절하고, 알루미늄박의 노출부에 니켈제의 리드체를 용접하여, 54㎜의 띠 형상의 정극을 제작했다. 얻어진 정극에 있어서의 정극 합제층은, 전체 두께가 145㎛이고, 정극 합제층의 밀도는 3.85g/㎤였다.The positive mixture-containing paste was applied to both surfaces of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 15 μm, followed by vacuum drying at 120° C. for 12 hours to form positive mixture layers on both surfaces of the aluminum foil. Then, the press process was performed, the thickness and density of the positive mix layer were adjusted, the nickel lead body was welded to the exposed part of aluminum foil, and the 54-mm strip|belt-shaped positive electrode was produced. The total thickness of the positive mix layer in the obtained positive electrode was 145 micrometers, and the density of the positive mix layer was 3.85 g/cm<3>.

<부극의 제작><Production of negative electrode>

부극 활물질인 평균 입자 직경 d50이 8㎛인 SiO 표면을 탄소 재료로 피복한 복합체(복합체에 있어서의 탄소 재료의 양이 10질량%)와, 평균 입자 직경 D50%가 16㎛인 흑연을, SiO 표면을 탄소 재료로 피복한 복합체의 양이 3.75질량%가 되는 양으로 혼합한 혼합물:97.5질량부, 바인더인 SBR:1.5질량부, 및 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스:1질량부에, 물을 첨가하여 혼합하여, 부극 합제 함유 페이스트를 조제했다.A negative electrode active material having an average particle diameter d is 50 and the SiO 8㎛ the surface a composite coating of the carbon material (a 10% by mass amount of the carbon material in the composite material), an average particle diameter of D50% is 16㎛ graphite, SiO Water is added to a mixture in an amount such that the amount of the composite coated with a carbon material is 3.75 mass %: 97.5 parts by mass, SBR as a binder: 1.5 parts by mass, and carboxymethylcellulose as a thickener: 1 part by mass The mixture was mixed to prepare a negative electrode mixture-containing paste.

상기 부극 합제 함유 페이스트를, 두께가 8㎛인 구리박(부극 집전체)의 양면에 도포한 후, 120℃에서 12시간의 진공 건조를 행하여, 구리박의 양면에 부극 합제층을 형성했다. 그 후, 프레스 처리를 행하여, 부극 합제층의 두께 및 밀도를 조절하고, 구리박의 노출부에 니켈제의 리드체를 용접하여, 폭 55㎜의 띠 형상의 부극을 제작했다. 얻어진 부극에 있어서의 부극 합제층은, 전체 두께가 136㎛였다.The negative mixture-containing paste was applied to both surfaces of a copper foil (negative electrode current collector) having a thickness of 8 μm, and then vacuum dried at 120° C. for 12 hours to form negative electrode mixture layers on both surfaces of the copper foil. Thereafter, a press treatment was performed to adjust the thickness and density of the negative electrode mixture layer, and a nickel lead body was welded to the exposed portion of the copper foil to prepare a band-shaped negative electrode having a width of 55 mm. The total thickness of the negative electrode mixture layer in the obtained negative electrode was 136 µm.

<전지의 조립><Assembly of the battery>

다음으로, 상기 부극과 상기 정극을, 미공(微孔)성 폴리에틸렌 필름제의 세퍼레이터(두께 18㎛, 공공률 50%)를 개재하여 겹쳐서 롤 형상으로 권회한 후, 정부극에 단자를 용접하고, 두께 49㎜, 폭 42㎜, 높이 61㎜(494261형)의 알루미늄 합금제 외장캔에 삽입하고, 덮개를 용접하여 부착했다. 그 후, 덮개의 주액구(注液口)에서 EC:DEC=3:7(체적비)로 비닐렌카보네이트를 3질량% 용해시킨 용액에, LiPF6를 1㏖%가 되도록 더욱 용해시켜서 조제한 비수 전해액을 용기 내에 주입하고, 밀폐하여, 도 1에 나타내는 구조로, 도 2에 나타내는 외관의 각형 비수 이차 전지를 얻었다.Next, the negative electrode and the positive electrode are overlapped through a separator made of microporous polyethylene film (thickness 18 μm, porosity 50%) and wound in a roll shape, and then a terminal is welded to the positive electrode, It was inserted into the aluminum alloy outer can of thickness 49mm, width 42mm, and height 61mm (494261 type), and the cover was welded and attached. Thereafter, a non-aqueous electrolyte solution prepared by further dissolving LiPF 6 to 1 mol% in a solution in which 3% by mass of vinylene carbonate was dissolved at EC:DEC=3:7 (volume ratio) at the injection port of the cover. was poured into the container and sealed to obtain a prismatic nonaqueous secondary battery having the structure shown in FIG. 1 and the appearance shown in FIG. 2 .

여기서 도 1 및 도 2에 나타내는 전지에 대해 설명하면, 도 1의 (a)는 평면도, (b)는 그 부분 단면도이고, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 정극(1)과 부극(2)은 세퍼레이터(3)를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회한 후, 편평 형상이 되도록 가압하여 편평 형상의 권회 전극체(6)로 하여, 각형(각통형)의 전지 케이스(4)에 비수 전해액과 함께 수용되어 있다. 다만, 도 1에서는, 번잡화를 피하기 위해, 정극(1)이나 부극(2)의 제작에 있어서 사용한 집전체로서의 금속박이나 비수 전해액 등은 도시하고 있지 않다.Here, the battery shown in Figs. 1 and 2 is described. Fig. 1 (a) is a plan view, (b) is a partial cross-sectional view thereof, and as shown in Fig. 1 (b), the positive electrode 1 and the negative electrode ( 2) is wound in a vortex shape with a separator 3 interposed therebetween, pressurized to form a flat shape to obtain a flat wound electrode body 6, and a non-aqueous electrolyte solution and are accepted together. However, in FIG. 1, in order to avoid complication, the metal foil, nonaqueous electrolyte, etc. used as an electrical power collector used in preparation of the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are not shown.

전지 케이스(4)는 알루미늄 합금제로 전지의 외장체를 구성하는 것이고, 이 전지 케이스(4)는 정극 단자를 겸하고 있다. 그리고, 전지 케이스(4)의 바닥부에는 PE 시트로 이루어지는 절연체(5)가 배치되고, 정극(1), 부극(2) 및 세퍼레이터(3)로 이루어지는 편평 형상 권회 전극체(6)로부터는, 정극(1) 및 부극(2)의 각각 일단(一端)에 접속된 정극 리드체(7)와 부극 리드체(8)가 인출되어 있다. 또, 전지 케이스(4)의 개구부를 밀봉하는 알루미늄 합금제의 밀봉용 덮개판(9)에는 폴리프로필렌제의 절연 패킹(10)을 개재하여 스테인리스강제의 단자(11)가 부착되고, 이 단자(11)에는 절연체(12)를 개재하여 스테인리스강제의 리드판(13)이 부착되어 있다.The battery case 4 is made of an aluminum alloy and constitutes an exterior body of the battery, and the battery case 4 also serves as a positive electrode terminal. Then, an insulator 5 made of a PE sheet is disposed at the bottom of the battery case 4, and from the flat wound electrode body 6 comprising the positive electrode 1, the negative electrode 2 and the separator 3, A positive electrode lead body 7 and a negative electrode lead body 8 connected to one end of each of the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are drawn out. Further, to the aluminum alloy sealing cover plate 9 that seals the opening of the battery case 4, a stainless steel terminal 11 is attached via an insulating packing 10 made of polypropylene, and this terminal ( To 11), a lead plate 13 made of stainless steel is attached with an insulator 12 interposed therebetween.

그리고, 이 덮개판(9)은 전지 케이스(4)의 개구부에 삽입되어, 양자의 접합부를 용접함으로써, 전지 케이스(4)의 개구부가 밀봉되어서, 전지 내부가 밀폐되어 있다. 또, 도 1의 전지에서는, 덮개판(9)에 비수 전해액 주입구(14)가 설치되어 있고, 이 비수 전해액 주입구(14)에는, 봉지 부재가 삽입된 상태에서, 예를 들면 레이저 용접 등에 의해 용접 밀봉되어서, 전지의 밀폐성이 확보되어 있다. 또한 덮개판(9)에는, 전지의 온도가 상승했을 때에 내부의 가스를 외부로 배출하는 기구로서, 개열 벤트(vent)(15)가 설치되어 있다.And this cover plate 9 is inserted into the opening part of the battery case 4, and by welding the junction part of both, the opening part of the battery case 4 is sealed, and the inside of a battery is sealed. Further, in the battery of FIG. 1 , a non-aqueous electrolyte injection port 14 is provided in the cover plate 9, and a sealing member is inserted into the non-aqueous electrolyte injection port 14, for example, by laser welding or the like. It is sealed, and the sealing property of a battery is ensured. In addition, the cover plate 9 is provided with a cleavage vent 15 as a mechanism for discharging internal gas to the outside when the temperature of the battery rises.

이 실시예 1의 전지에서는, 정극 리드체(7)를 덮개판(9)에 직접 용접함으로써 외장캔(5)과 덮개판(9)이 정극 단자로서 기능하고, 부극 리드체(8)를 리드판(13)에 용접하며, 그 리드판(13)을 개재하여 부극 리드체(8)와 단자(11)를 도통 시킴으로써 단자(11)가 부극 단자로서 기능하도록 되어 있지만, 전지 케이스(4)의 재질 등에 따라서는, 그 정부가 반대가 되는 경우도 있다.In the battery of Example 1, the outer can 5 and the cover plate 9 function as a positive electrode terminal by directly welding the positive electrode lead body 7 to the cover plate 9, and the negative electrode lead body 8 is connected to the lead. It is welded to the plate 13 and conducts the negative electrode lead 8 and the terminal 11 through the lead plate 13 so that the terminal 11 functions as a negative electrode terminal. Depending on the material or the like, the government may be the opposite.

도 2는 상기 도 1에 나타내는 전지의 외관을 모식적으로 나타내는 사시도이고, 이 도 2는 상기 전지가 각형 전지인 것을 나타내는 것을 목적으로서 도시된 것이며, 이 도 1에서는 전지를 개략적으로 나타내고 있고, 전지의 구성 부재 중 특정한 것밖에 도시하고 있지 않다. 또, 도 1에 있어서도, 전극체의 내주 측의 부분은 단면(斷面)으로 하고 있지 않다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing the external appearance of the battery shown in FIG. 1, and FIG. 2 is shown for the purpose of showing that the battery is a prismatic battery. In FIG. 1, the battery is schematically shown, and the battery Among the constituent members of , only specific ones are shown. Also in Fig. 1, the portion on the inner peripheral side of the electrode body is not formed as a cross-section.

실시예 2Example 2

<리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 합성><Synthesis of lithium nickel cobalt manganese composite oxide>

수산화나트륨의 첨가에 의해서 pH를 약 12로 조정한 암모니아수를 반응 용기에 넣고, 이것을 강교반하면서, 이 중에, 황산 니켈, 황산 코발트 및 황산 망간을, 각각, 2.0㏖/d㎥, 0.8㏖/d㎥, 1.2㏖/d㎥의 농도로 함유하는 혼합 수용액과, 25질량% 농도의 암모니아수를, 각각, 23㎤/분, 6.6㎤/분의 비율로, 정량 펌프를 이용하여 적하하여, Ni와 Co와 Mn의 공침 화합물(구 형상의 공침 화합물)을 합성했다. 또한, 이 때, 반응액의 온도는 50℃로 유지하고, 또, 반응액의 pH가 12 부근으로 유지되도록, 6.4㏖/d㎥ 농도의 수산화나트륨 수용액의 적하도 동시에 행하고, 또한 질소 가스를 1d㎥/분의 유량으로 버블링했다.Ammonia water whose pH has been adjusted to about 12 by the addition of sodium hydroxide is placed in a reaction vessel, and while this is vigorously stirred, nickel sulfate, cobalt sulfate and manganese sulfate are each added to 2.0 mol/dm 3 and 0.8 mol/d m 3 , a mixed aqueous solution containing at a concentration of 1.2 mol/dm 3 and ammonia water having a concentration of 25 mass % are respectively dropped at a rate of 23 cm 3 /min and 6.6 cm 3 /min using a metering pump, Ni and Co and Mn co-precipitation compounds (spherical co-precipitation compounds) were synthesized. At this time, the temperature of the reaction solution is maintained at 50° C., and an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 6.4 mol/dm 3 is added dropwise at the same time so that the pH of the reaction solution is maintained around 12, and nitrogen gas is added 1d Bubbling at a flow rate of m 3 /min.

상기의 공침 화합물을 수세, 여과 및 건조시켜서, Ni와 Co와 Mn을 5:2:3의 몰비로 함유하는 수산화물을 얻었다. 이 수산화물 0.196㏖과, 0.204㏖의 LiOH·H2O를 에탄올 중에 분산시켜서 슬러리 상태로 한 후, 유성형 볼밀에서 40분간 혼합하고, 실온에서 건조시켜서 혼합물을 얻었다. 이어서, 상기 혼합물을 알루미나제의 도가니에 넣어, 2d㎥/분의 드라이 에어 플로우 중에서 600℃까지 가열하고, 그 온도에서 2시간 유지하여 예비 가열을 행하고, 900℃로 더욱 승온하여 12시간 소성함으로써, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 합성했다.The coprecipitation compound was washed with water, filtered and dried to obtain a hydroxide containing Ni, Co, and Mn in a molar ratio of 5:2:3. After 0.196 mol of this hydroxide and 0.204 mol of LiOH·H 2 O were dispersed in ethanol to form a slurry, the mixture was mixed in a planetary ball mill for 40 minutes and dried at room temperature to obtain a mixture. Next, the mixture is placed in an alumina crucible, heated to 600° C. in a dry air flow of 2 dm 3 /min, held at that temperature for 2 hours to perform preliminary heating, and further heated to 900° C. and calcined for 12 hours, A lithium nickel cobalt manganese composite oxide was synthesized.

상기의 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 물로 세정한 후, 대기 중(산소 농도가 약 20vol%), 850℃에서 12시간 열처리하고, 그 후 유발에서 분쇄하여 분체로 했다. 분쇄 후의 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물은, 데시케이터 중에 보존했다.The lithium nickel cobalt manganese composite oxide described above was washed with water, then heat-treated in the air (oxygen concentration is about 20 vol%) at 850°C for 12 hours, and then pulverized in a mortar to obtain powder. The lithium nickel cobalt manganese composite oxide after pulverization was stored in a desiccator.

상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물에 대해, 그 조성 분석을, ICP법을 이용하여 이하와 같이 행하였다. 먼저, 상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 0.2g 채취하여 100mL 용기에 넣었다. 그 후, 순수 5mL, 왕수 2mL, 순수 10mL를 차례로 첨가하여 가열 용해하고, 냉각 후, 25배로 더욱 희석하여 ICP(JARRELASH사 제 「ICP-757」)에서 조성을 분석했다(검량선법). 얻어진 결과로부터, 상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 조성을 도출한 결과, Li1 . 02Ni0 . 5Co0 . 2Mn0 . 3O2로 나타내어지는 조성인 것이 판명되었다. 또, 상기 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 15㎛였다.The composition analysis of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide was performed as follows using the ICP method. First, 0.2 g of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide was collected and placed in a 100 mL container. Then, 5 mL of pure water, 2 mL of aqua regia, and 10 mL of pure water were sequentially added and dissolved by heating, and after cooling, the composition was further diluted 25 times and analyzed by ICP ("ICP-757" manufactured by JARRELASH) (calibration curve method). From the obtained results, as a result of deriving the composition of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, Li 1 . 02 Ni 0 . 5 Co 0 . 2 Mn 0 . That the composition represented by 3 O 2 it was found. Moreover, the average particle diameter of the said lithium nickel cobalt-manganese composite oxide was 15 micrometers.

니켈 코발트 망간 복합 산화물을 상기의 것으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 정극을 제작하고, 이 정극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비수 전해질 이차 전지를 작성했다.A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that nickel-cobalt-manganese composite oxide was used as described above, and a nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that this positive electrode was used.

비교예 1Comparative Example 1

바인더를 PVDF로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 정극을 제작하고, 이 정극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비수 전해질 이차 전지를 제작했다.Except having changed the binder to PVDF, it carried out similarly to Example 1, and produced the positive electrode, except having used this positive electrode, it carried out similarly to Example 1, and produced the nonaqueous electrolyte secondary battery.

비교예 2Comparative Example 2

바인더를 PVDF로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 정극을 제작하고, 이 정극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비수 전해질 이차 전지를 제작했다.Except having changed the binder to PVDF, it carried out similarly to Example 2, and produced the positive electrode, except having used this positive electrode, it carried out similarly to Example 1, and produced the nonaqueous electrolyte secondary battery.

실시예 및 비교예의 비수 전해질 이차 전지에 대해, 하기의 각 평가를 행하였다.Each of the following evaluations was performed about the nonaqueous electrolyte secondary battery of an Example and a comparative example.

<전지 용량><Battery capacity>

실시예 및 비교예의 각 전지에 대해, 초회 충방전 후에, 상온(25℃)에서, 1C의 정전류로 4.35V에 도달할 때까지 충전하고, 그 후 4.35V의 정전압으로 충전하는 정전류-정전압 충전(총 충전 시간:2.5시간)을 행하며, 그 후 0.2C의 정전류 방전(방전 종지 전압:3.0V)을 행하여, 얻어진 방전 용량(mAh)을 전지 용량으로 했다.For each battery of Examples and Comparative Examples, after initial charging and discharging, at room temperature (25° C.), charging at a constant current of 1 C until reaching 4.35 V, and then charging at a constant voltage of 4.35 V constant current-constant voltage charging ( Total charge time: 2.5 hours), followed by constant current discharge at 0.2 C (discharge termination voltage: 3.0 V), and the obtained discharge capacity (mAh) was taken as the battery capacity.

<충방전 사이클 특성><Charging/discharging cycle characteristics>

실시예 및 비교예의 각 전지에 대해, 초회 충방전 후에, 전지 용량의 측정과 동일한 조건의 충전 및 방전의 일련의 조작을 1사이클로 하여 충방전을 1000사이클 반복, 200사이클째, 400사이클째, 600사이클째, 800사이클째 및 1000사이클째에서의 방전 용량을 측정하고, 각 방전 용량을 1사이클째에 얻어진 방전 용량으로 나눈 값을 백분율로 나타냄으로써, 용량 유지율을 구했다. 이 용량 유지율의 값이 클수록, 전지의 충방전 사이클 특성이 양호한 것을 의미하고 있다.For each battery of Examples and Comparative Examples, after the initial charge/discharge, a series of charging and discharging operations under the same conditions as those for measuring the battery capacity were performed as 1 cycle, and charging and discharging were repeated 1000 cycles, 200th cycle, 400th cycle, 600th cycle The capacity retention rate was calculated|required by measuring the discharge capacity at the cycle, 800th cycle, and 1000th cycle, and expressing the value obtained by dividing each discharge capacity by the discharge capacity obtained at the 1st cycle as a percentage. It means that the charge/discharge cycle characteristic of a battery is favorable, so that the value of this capacity retention ratio is large.

<60℃ 저장 시험(전지 팽창)><60°C storage test (cell expansion)>

실시예 및 비교예의 각 전지에 대해, 초회 충방전 후에, 전지 용량의 측정과 동일한 조건으로 충전했다. 충전한 후, 전지 외장캔의 두께 T1을 미리 측정해 두고, 그 후, 전지를 60℃로 설정한 항온조 내에서 소정 시간 저장하고 나서, 항온조로부터 꺼내어, 상온에서 1분간 방치 후에, 재차 전지 외장캔의 두께 T2를 측정했다. 또한, 본 시험에서 말하는 전지 외장캔 두께는, 외장캔의 측면부의 폭광면(幅廣面) 간의 두께를 의미한다. 전지 외장캔의 두께 측정은, 노기스(미츠토요사 제 「CD-15CX」)를 이용하여, 폭광면의 중앙부를 측정 대상으로 하여, 100분의 1㎜ 단위로 계측했다. 또한, 항온조 내에서의 저장 일수는 1일, 10일, 20일, 40일, 60일 및 80일로 하고, 각각 다른 전지에 대해, 각 저장 일수를 경과한 후의 전지 외장캔의 두께 T2를 측정했다.Each of the batteries of Examples and Comparative Examples was charged under the same conditions as in the measurement of battery capacity after initial charge/discharge. After charging, the thickness T 1 of the battery outer can is measured in advance. After that, the battery is stored for a predetermined time in a constant temperature bath set at 60° C., taken out from the constant temperature bath, left at room temperature for 1 minute, and then the battery exterior The thickness T 2 of the can was measured. In addition, the thickness of the battery outer can in this test means the thickness between the wide light surfaces of the side part of an outer can. The thickness measurement of the battery outer can was measured in increments of 1/100 mm using a Nogisu ("CD-15CX" manufactured by Mitsutoyo Corporation), making the central portion of the wide light surface a measurement object. In addition, the number of days of storage in the thermostat is 1 day, 10 days, 20 days, 40 days, 60 days, and 80 days, and for each different battery, the thickness T 2 of the battery outer can after each storage day is measured. did.

전지 팽창은, 60℃ 저장 전의 외장캔 두께 T1에 대한 저장 전후의 외장캔 두께 T1 및 T2에의 변화 비율로부터 평가했다. 즉, 전지 팽창(%)은 하기 식에 의해 구했다.The battery expansion was evaluated from the ratio of changes in the thickness of the outer can T 1 and T 2 before and after storage to the thickness T 1 of the outer can before storage at 60°C. That is, the battery expansion (%) was calculated|required by the following formula.

전지 팽창(%)=100×(T2-T1)/(T1)Cell expansion (%)=100×(T 2 -T 1 )/(T 1 )

상기의 각 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.Each of the above evaluation results is shown in Tables 1 and 2.

Figure 112021009025395-pat00001
Figure 112021009025395-pat00001

Figure 112021009025395-pat00002
Figure 112021009025395-pat00002

표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 부극 활물질에 SiOx와 흑연질 탄소 재료를 사용하고, 정극 활물질에 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 사용하며, 정극 합제층에 관련된 바인더에 VDF-CTFE를 사용한 실시예 1, 2의 전지는, 정극 합제층에 관련된 바인더에 PVDF를 사용한 비교예 1, 2의 전지에 비해, 충방전 사이클 평가 시에 있어서의 각 사이클 수에서의 용량 유지율이 높고 충방전 사이클 특성이 양호하며, 또, 저장 특성 평가 시에 있어서 특히 저장 일수가 긴 경우에 팽창량이 작고 저장 특성도 양호하다.As shown in Tables 1 and 2, SiO x and a graphite carbon material are used for the negative electrode active material, a lithium-containing composite oxide containing Ni as a transition metal is used for the positive electrode active material, and VDF is used for the binder related to the positive electrode mixture layer. -The batteries of Examples 1 and 2 using CTFE have a higher capacity retention rate at each cycle number in the evaluation of charge/discharge cycles than those of Comparative Examples 1 and 2 using PVDF as a binder related to the positive electrode mixture layer. The charging/discharging cycle characteristics are good, and in the evaluation of the storage characteristics, especially when the storage days are long, the expansion amount is small and the storage characteristics are good.

1: 정극 2: 부극
3: 세퍼레이터
1: positive electrode 2: negative electrode
3: separator

Claims (8)

정극, 부극, 비수 전해질 및 세퍼레이터를 가지는 비수 전해질 이차 전지에 있어서,
상기 정극은, 정극 활물질 및 바인더를 함유하는 정극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 것이고,
상기 정극 합제층은, 정극 활물질로서 리튬 함유 복합 산화물과 함께, 리튬, 니켈, 코발트 및 망간 이외의 이종 금속 원소를 함유하는 리튬 코발트 복합 산화물을 함유하고, 또한 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체를 바인더로서 함유하고 있으며,
상기 리튬 함유 복합 산화물은, 전체 천이 금속 원소의 양을 100㏖%로 했을 때에, 니켈의 비율 a(㏖%)가, 30≤a≤100이고,
상기 리튬 함유 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 10㎛ 이상 17㎛ 이하이고,
상기 리튬 코발트 복합 산화물에는, 평균 입자 직경 A(㎛)가 10㎛ 초과 30㎛ 이하인 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와, 평균 입자 직경 B(㎛)가 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 리튬 코발트 복합 산화물 (B)를, A-B≥5의 관계를 만족시키도록 사용하며,
정극 활물질로서 사용한 리튬 함유 복합 산화물의 평균 입자 직경을 C(㎛)로 했을 때, C>B이고,
상기 부극은, 부극 활물질을 함유하는 부극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 것이며,
상기 부극 합제층은, SiOx(다만, Si에 대한 O의 원자비 x는, 0.5≤x≤1.5이다)와, 흑연질 탄소 재료를 부극 활물질로서 함유하고 있으며,
상기 부극 활물질 전량 중에 있어서의 SiOx의 비율은 0.01질량% 이상 20질량% 이하인 것을 특징으로 하는 비수 전해질 이차 전지.
A nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a nonaqueous electrolyte, and a separator, comprising:
The positive electrode has a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material and a binder on one side or both sides of the current collector,
The positive mix layer contains, as a positive electrode active material, a lithium cobalt composite oxide containing a dissimilar metal element other than lithium, nickel, cobalt, and manganese, together with a lithium-containing composite oxide, and also vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene air It contains the coal as a binder,
In the lithium-containing composite oxide, when the total amount of transition metal elements is 100 mol%, the proportion a (mol%) of nickel is 30≤a≤100,
The lithium-containing composite oxide has an average particle diameter of 10 µm or more and 17 µm or less,
The lithium cobalt composite oxide includes a lithium cobalt composite oxide (A) having an average particle diameter A (μm) of more than 10 μm and 30 μm or less, and a lithium cobalt composite oxide having an average particle diameter B (μm) of 1 μm or more and 10 μm or less (B) ) is used to satisfy the relationship of AB≥5,
When the average particle diameter of the lithium-containing composite oxide used as the positive electrode active material is C (μm), C>B,
The negative electrode has a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material on one side or both sides of the current collector,
The negative electrode mixture layer contains SiO x (however, the atomic ratio x of O to Si is 0.5≤x≤1.5) and a graphite carbon material as a negative electrode active material,
A ratio of SiO x in the total amount of the negative electrode active material is 0.01% by mass or more and 20% by mass or less.
제 1 항에 있어서,
리튬 함유 복합 산화물은, 하기 일반 조성식 (1)
Li1+sM1O2 (1)
〔상기 일반 조성식 (1) 중, -0.3≤s≤0.3이고, M1은, 적어도 Ni, Co 및 Mn을 포함하는 3종 이상의 원소군이며, M1을 구성하는 각 원소 중에서, Ni, Co 및 Mn의 비율(㏖%)을, 각각 a, b 및 c로 했을 때에, 30<a<65, 5<b<35, 15<c<50이다〕로 나타내어지는 것인 비수 전해질 이차 전지.
The method of claim 1,
The lithium-containing composite oxide has the following general composition formula (1)
Li 1+s M 1 O 2 (1)
[In the general composition formula (1), -0.3≤s≤0.3, M 1 is a group of three or more elements including at least Ni, Co, and Mn, and among each element constituting M 1 , Ni, Co and A nonaqueous electrolyte secondary battery represented by 30<a<65, 5<b<35, 15<c<50] when the ratio (mol%) of Mn is a, b, and c, respectively.
제 1 항에 있어서,
리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 평균 입자 직경 A(㎛)와, 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 평균 입자 직경 B(㎛)와, 리튬 함유 복합 산화물의 평균 입자 직경 C(㎛)가, A≥C>B의 관계를 만족시키고 있는 비수 전해질 이차 전지.
The method of claim 1,
The average particle diameter A (μm) of the lithium cobalt composite oxide (A), the average particle diameter B (μm) of the lithium cobalt composite oxide (B), and the average particle diameter C (μm) of the lithium-containing composite oxide, A≥ A nonaqueous electrolyte secondary battery satisfying the relationship C>B.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
정극 합제층에 사용한 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)의 합계를 100질량%로 했을 때, 리튬 코발트 복합 산화물 (A)의 함유율이, 50질량% 이상인 비수 전해질 이차 전지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
When the total of the lithium cobalt composite oxide (A) and the lithium cobalt composite oxide (B) used in the positive mix layer is 100 mass %, the content of the lithium cobalt composite oxide (A) is 50 mass % or more.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
정극 합제층에 사용한 리튬 코발트 복합 산화물 (A)와 리튬 코발트 복합 산화물 (B)와 리튬 함유 복합 산화물의 합계를 100질량%로 했을 때, 리튬 함유 복합 산화물의 함유율이, 15질량% 이상 45질량% 이하인 비수 전해질 이차 전지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
When the total of the lithium cobalt composite oxide (A), the lithium cobalt composite oxide (B), and the lithium-containing composite oxide used in the positive mix layer is 100% by mass, the content of the lithium-containing composite oxide is 15% by mass or more and 45% by mass The following nonaqueous electrolyte secondary batteries.
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