KR102335474B1 - Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material - Google Patents

Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material Download PDF

Info

Publication number
KR102335474B1
KR102335474B1 KR1020197002336A KR20197002336A KR102335474B1 KR 102335474 B1 KR102335474 B1 KR 102335474B1 KR 1020197002336 A KR1020197002336 A KR 1020197002336A KR 20197002336 A KR20197002336 A KR 20197002336A KR 102335474 B1 KR102335474 B1 KR 102335474B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative electrode
active material
electrode active
silicon compound
particles
Prior art date
Application number
KR1020197002336A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190049683A (en
Inventor
다카카즈 히로세
고타 다카하시
다쿠미 마츠노
레이코 사카이
Original Assignee
신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017076131A external-priority patent/JP6861565B2/en
Application filed by 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 filed Critical 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Publication of KR20190049683A publication Critical patent/KR20190049683A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102335474B1 publication Critical patent/KR102335474B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/364Composites as mixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/366Composites as layered products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381Alkaline or alkaline earth metals elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H01M4/602Polymers
    • H01M4/604Polymers containing aliphatic main chain polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60Compounds characterised by their crystallite size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/86Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by NMR- or ESR-data
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/80Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027Negative electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질로서, 부극 활물질 입자는, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 함유하고, 규소 화합물 입자는 Li 화합물을 함유하고, 부극 활물질 입자의 구성 원소로서, Al 원소 및 Na 원소를 포함함과 함께, Al 원소와 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이, 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질이다. 이에 의해, 이차 전지의 부극 제작 시에 제작하는 슬러리를 안정화할 수 있고, 이차 전지의 부극 활물질로서 사용한 때에, 초기 충방전 특성 및 사이클 특성을 향상시키는 것이 가능한 부극 활물질이 제공된다. <식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61The present invention is a negative electrode active material comprising negative electrode active material particles, wherein the negative electrode active material particles contain a silicon compound particle containing a silicon compound (SiO x : 0.5≤x≤1.6), the silicon compound particle contains a Li compound, It is a negative electrode active material characterized by containing Al element and Na element as a constituent element of a negative electrode active material particle, and the mass ratio M Na /M Al of Al element and Na element satisfy|fills following formula (1). Thereby, the slurry produced at the time of preparation of the negative electrode of a secondary battery can be stabilized, and when used as a negative electrode active material of a secondary battery, the negative electrode active material which can improve initial stage charging/discharging characteristic and cycling characteristics is provided. <Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61

Description

부극 활물질, 혼합 부극 활물질 재료, 및 부극 활물질의 제조 방법Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material

본 발명은 부극 활물질, 혼합 부극 활물질 재료, 및 부극 활물질의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material, a mixed negative electrode active material material, and a method for producing a negative electrode active material.

근년, 모바일 단말기 등으로 대표되는 소형의 전자 기기가 널리 보급되고 있으며, 한층 더 소형화, 경량화 및 장수명화가 강하게 요구되고 있다. 이러한 시장 요구에 대하여, 특히 소형이며 또한 경량이고 고에너지 밀도를 얻는 것이 가능한 이차 전지의 개발이 진행되고 있다. 이 이차 전지는, 소형의 전자 기기에 한하지 않고, 자동차 등으로 대표되는 대형 전자 기기, 가옥 등으로 대표되는 전력 저장 시스템으로의 적용도 검토되고 있다.BACKGROUND ART In recent years, small electronic devices typified by mobile terminals and the like have been widely used, and further miniaturization, weight reduction and longer lifespan are strongly demanded. In response to such a market demand, development of a secondary battery that is particularly small, lightweight, and capable of obtaining a high energy density is in progress. This secondary battery is not limited to small electronic devices, and application to large electronic devices typified by automobiles and power storage systems typified by houses and the like is also being studied.

그 중에서도 리튬 이온 이차 전지는 소형이면서 또한 고용량화를 행하기 쉽고, 또한 납 전지, 니켈 카드뮴 전지보다도 높은 에너지 밀도가 얻어지기 때문에, 크게 기대되고 있다.Especially, since a lithium ion secondary battery is small and it is easy to perform high capacity|capacitance, and also higher energy density than a lead battery and a nickel-cadmium battery is obtained, it is highly anticipated.

상기 리튬 이온 이차 전지는, 정극 및 부극, 세퍼레이터와 함께 전해액을 구비하고 있고, 부극은 충방전 반응에 관계되는 부극 활물질을 포함하고 있다.The said lithium ion secondary battery is equipped with electrolyte solution with a positive electrode, a negative electrode, and a separator, The negative electrode contains the negative electrode active material concerning charge/discharge reaction.

이 부극 활물질로서는, 탄소계 활물질이 널리 사용되는 한편, 최근의 시장 요구로부터 전지 용량의 추가적인 향상이 요구되고 있다. 전지 용량 향상을 위해 부극 활물질재로서 규소를 사용하는 것이 검토되고 있다. 왜냐하면, 규소의 이론 용량(4199mAh/g)은 흑연의 이론 용량(372mAh/g)보다도 10배 이상 크기 때문에, 전지 용량의 대폭적인 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 부극 활물질재로서의 규소재의 개발은 규소 단체(單體)뿐만 아니라, 합금, 산화물로 대표되는 화합물 등에 대하여서도 검토되고 있다. 또한, 활물질 형상은, 탄소계 활물질에서는 표준적인 도포형부터 집전체에 직접 퇴적하는 일체형까지 검토되고 있다.As this negative electrode active material, while a carbon-based active material is widely used, the further improvement of battery capacity is calculated|required from the recent market demand. The use of silicon as a negative electrode active material for improving battery capacity has been studied. This is because, since the theoretical capacity of silicon (4199 mAh/g) is 10 times or more larger than that of graphite (372 mAh/g), a significant improvement in battery capacity can be expected. The development of a silicon material as a negative electrode active material has been studied not only for a single silicon but also for an alloy, a compound represented by an oxide, and the like. In addition, the shape of the active material is studied from a standard coating type to an integrated type directly deposited on the current collector for a carbon-based active material.

그러나, 부극 활물질로서 규소를 주 원료로서 사용하면, 충방전 시에 부극 활물질이 팽창 수축되기 때문에, 주로 부극 활물질의 표층 근방에서 깨지기 쉬워진다. 또한, 활물질 내부에 이온성 물질이 생성되어, 부극 활물질이 깨지기 쉬운 물질이 된다. 부극 활물질 표층이 깨지면, 그에 의해서 새 표면이 생기고, 활물질의 반응 면적이 증가한다. 이때, 새 표면에 있어서 전해액의 분해 반응이 생김과 함께, 새 표면에 전해액의 분해물인 피막이 형성되기 때문에 전해액이 소비된다. 이 때문에 사이클 특성이 저하되기 쉬워진다.However, when silicon is used as the main raw material as the negative electrode active material, the negative electrode active material expands and contracts during charging and discharging, so that it becomes brittle mainly in the vicinity of the surface layer of the negative electrode active material. In addition, an ionic material is generated inside the active material, and the negative electrode active material becomes a fragile material. When the surface layer of the negative electrode active material is broken, a new surface is formed thereby, and the reaction area of the active material is increased. At this time, since a decomposition reaction of the electrolyte occurs on the new surface and a film that is a decomposition product of the electrolyte is formed on the new surface, the electrolyte is consumed. For this reason, cycling characteristics fall easily.

지금까지는, 전지 초기 효율이나 사이클 특성을 향상시키기 위하여, 규소재를 주재로 한 리튬 이온 이차 전지용 부극 재료, 전극 구성에 대하여 다양한 검토가 이루어져 있다.Until now, in order to improve battery initial stage efficiency and cycle characteristics, various examinations are made about the negative electrode material for lithium ion secondary batteries which mainly made a silicon material, and electrode structure.

구체적으로는, 양호한 사이클 특성이나 높은 안전성을 얻을 목적으로, 기상법을 사용하여 규소 및 비정질 이산화규소를 동시에 퇴적시키고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 또한, 높은 전지 용량이나 안전성을 얻기 위하여, 규소 산화물 입자의 표층에 탄소재(전자 전도재)를 설치하고 있다(예를 들어 특허문헌 2 참조). 또한, 사이클 특성을 개선시킴과 함께 고입출력 특성을 얻기 위하여, 규소 및 산소를 함유하는 활물질을 제작하며, 또한 집전체 근방에서의 산소 비율이 높은 활물질층을 형성하고 있다(예를 들어 특허문헌 3 참조). 또한, 사이클 특성 향상시키기 위하여, 규소 활물질 중에 산소를 함유시켜, 평균 산소 함유량이 40at% 이하이며, 또한 집전체에 가까운 장소에서 산소 함유량이 많아지도록 형성하고 있다(예를 들어 특허문헌 4 참조).Specifically, silicon and amorphous silicon dioxide are simultaneously deposited using a vapor phase method for the purpose of obtaining good cycle characteristics and high safety (for example, refer to Patent Document 1). Moreover, in order to acquire high battery capacity and safety|security, the carbon material (electron conductive material) is provided in the surface layer of a silicon oxide particle (refer patent document 2, for example). In addition, in order to improve cycle characteristics and obtain high input/output characteristics, an active material containing silicon and oxygen is prepared, and an active material layer having a high oxygen ratio in the vicinity of the current collector is formed (for example, Patent Document 3) Reference). Moreover, in order to improve cycling characteristics, oxygen is made to contain in a silicon active material, and it forms so that an average oxygen content may be 40 at% or less, and the oxygen content may increase in a place close to an electrical power collector (for example, refer patent document 4).

또한, 첫회 충방전 효율을 개선하기 위해서 Si상, SiO2, MyO 금속 산화물을 함유하는 나노 복합체를 사용하고 있다(예를 들어 특허문헌 5 참조). 또한, 사이클 특성 개선을 위하여, SiOx(0.8≤x≤1.5, 입경 범위=1㎛ 내지 50㎛)와 탄소재를 혼합해서 고온 소성하고 있다(예를 들어 특허문헌 6 참조). 또한, 사이클 특성 개선을 위하여, 부극 활물질 중에 있어서의 규소에 대한 산소의 몰비를 0.1 내지 1.2로 하고, 활물질, 집전체 계면 근방에 있어서의 몰비의 최댓값, 최솟값과의 차가 0.4 이하가 되는 범위에서 활물질의 제어를 행하고 있다(예를 들어 특허문헌 7 참조). 또한, 전지 부하 특성을 향상시키기 위하여, 리튬을 함유한 금속 산화물을 사용하고 있다(예를 들어 특허문헌 8 참조). 또한, 사이클 특성을 개선시키기 위하여, 규소재 표층에 실란 화합물 등의 소수층을 형성하고 있다(예를 들어 특허문헌 9 참조). 또한, 사이클 특성 개선을 위하여, 산화규소를 사용하고, 그의 표층에 흑연 피막을 형성함으로써 도전성을 부여하고 있다(예를 들어 특허문헌 10 참조). 특허문헌 10에 있어서, 흑연 피막에 관한 RAMAN 스펙트럼으로부터 얻어지는 시프트 값에 관해서, 1330㎝-1 및 1580㎝-1에 브로드한 피크가 나타냄과 함께, 그들의 강도비 I1330/I1580이 1.5<I1330/I1580<3이 되어 있다. 또한, 높은 전지 용량, 사이클 특성의 개선을 위하여, 이산화규소 중에 분산된 규소 미결정상을 갖는 입자를 사용하고 있다(예를 들어, 특허문헌 11 참조). 또한, 과충전, 과방전 특성을 향상시키기 위하여, 규소와 산소의 원자수비를 1:y(0<y<2)로 제어한 규소 산화물을 사용하고 있다(예를 들어 특허문헌 12 참조).Further, the first time and using the Si phase, the nanocomposite containing SiO 2, M y O metal oxide in order to improve the charge-discharge efficiency (see, for example Patent Document 5). Further, in order to improve cycle characteristics, SiO x (0.8≤x≤1.5, particle size range = 1 µm to 50 µm) and carbon material are mixed and fired at a high temperature (see, for example, Patent Document 6). In order to improve cycle characteristics, the molar ratio of oxygen to silicon in the negative electrode active material is 0.1 to 1.2, and the difference between the maximum and minimum molar ratios in the vicinity of the interface between the active material and the current collector is 0.4 or less. is controlled (see, for example, Patent Document 7). Moreover, in order to improve battery load characteristics, the metal oxide containing lithium is used (for example, refer patent document 8). Moreover, in order to improve cycling characteristics, hydrophobic layers, such as a silane compound, are formed in the silicon material surface layer (for example, refer patent document 9). Moreover, for the improvement of cycling characteristics, electroconductivity is provided by using silicon oxide and forming a graphite film in the surface layer (for example, refer patent document 10). In the Patent Document 10, with respect to the shift value obtained from the RAMAN spectrum of the graphite film, and 1330㎝ -1 -1 1580㎝ with a broad peak is indicated on, and their intensity ratio I 1330 / I 1580 1.5 <I 1330 /I 1580 <3. Moreover, for the improvement of high battery capacity and cycling characteristics, the particle|grains which have the silicon microcrystal phase disperse|distributed in silicon dioxide are used (for example, refer patent document 11). Moreover, in order to improve overcharge and overdischarge characteristics, the silicon oxide which controlled the atomic ratio of silicon and oxygen to 1:y (0<y<2) is used (refer patent document 12, for example).

일본 특허 공개 제2001-185127호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2001-185127 일본 특허 공개 제2002-042806호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2002-042806 일본 특허 공개 제2006-164954호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2006-164954 일본 특허 공개 제2006-114454호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2006-114454 일본 특허 공개 제2009-070825호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2009-070825 일본 특허 공개 제2008-282819호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-282819 일본 특허 공개 제2008-251369호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-251369 일본 특허 공개 제2008-177346호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-177346 일본 특허 공개 제2007-234255호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2007-234255 일본 특허 공개 제2009-212074호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2009-212074 일본 특허 공개 제2009-205950호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2009-205950 일본 특허 제2997741호 명세서Japanese Patent No. 2997741 Specification

상술한 바와 같이, 근년, 모바일 단말기 등으로 대표되는 소형의 전자 기기는 고성능화, 다기능화가 진행되고 있고, 그의 주전원인 리튬 이온 이차 전지는 전지 용량의 증가가 요구되고 있다. 이 문제를 해결하는 하나의 방법으로서, 규소재를 주재로서 사용한 부극을 포함하는 리튬 이온 이차 전지의 개발이 요망되고 있다. 또한, 규소재를 사용하는 경우, Li를 도프한 규소재를 사용함으로써 높은 초기 효율 및 용량 유지율을 얻을 수 있지만, 한편, Li를 도프한 규소재는 수계 용매에 대한 안정성이 낮고, 부극 제작 시에 제작하는 규소재를 혼합한 수계 부극 슬러리의 안정성이 저하되어 버리기 때문에, 공업적으로 부적합했다.As described above, in recent years, small-sized electronic devices, such as mobile terminals, have progressed in performance and multifunctionality, and lithium ion secondary batteries, which are main power sources thereof, are required to increase battery capacity. As one method of solving this problem, development of a lithium ion secondary battery including a negative electrode using a silicon material as a main material is desired. In addition, when a silicon material is used, high initial efficiency and capacity retention can be obtained by using a silicon material doped with Li. On the other hand, on the other hand, the silicon material doped with Li has low stability to an aqueous solvent, and when manufacturing a negative electrode Since the stability of the aqueous negative electrode slurry mixed with the silicon material to be produced will fall, it is industrially unsuitable.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 이차 전지의 부극 제작 시에 제작하는 슬러리를 안정화할 수 있고, 이차 전지의 부극 활물질로서 사용한 때에, 초기 충방전 특성 및 사이클 특성을 향상시키는 것이 가능한 부극 활물질, 및 이 부극 활물질을 포함하는 혼합 부극 활물질 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 부극 제작 시에 제작하는 슬러리를 안정화할 수 있고, 초기 충방전 특성 및 사이클 특성을 향상시킬 수 있는 부극 활물질의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, it is possible to stabilize the slurry produced during the production of the negative electrode of the secondary battery, and when used as the negative electrode active material of the secondary battery, improving the initial charge/discharge characteristics and cycle characteristics It aims to provide a possible negative electrode active material, and a mixed negative electrode active material material containing this negative electrode active material. Another object of the present invention is to provide a method for producing a negative electrode active material capable of stabilizing the slurry produced during negative electrode production and improving initial charge/discharge characteristics and cycle characteristics.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질로서, 상기 부극 활물질 입자는, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 함유하고, 상기 규소 화합물 입자는, Li 화합물을 함유하고, 상기 부극 활물질 입자의 구성 원소로서, Al 원소 및 Na 원소를 포함함과 함께, 상기 Al 원소와 상기 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이, 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a negative electrode active material comprising negative electrode active material particles, wherein the negative electrode active material particles contain a silicon compound particle including a silicon compound (SiO x: 0.5≤x≤1.6), the silicon The compound particles contain a Li compound, and contain an Al element and an Na element as constituent elements of the negative electrode active material particle, and the mass ratio M Na /M Al of the Al element and the Na element is expressed by the following formula 1 It provides a negative electrode active material, characterized in that it is satisfied.

<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61

본 발명의 부극 활물질은, 규소 화합물 입자를 포함하는 부극 활물질 입자(규소계 활물질 입자라고도 호칭한다)를 포함하기 때문에, 전지 용량을 향상시킬 수 있다. 또한, 규소 화합물 입자가 Li 화합물을 포함함으로써, 충전 시에 발생되는 불가역 용량을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 전지의 첫회 효율 및 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 식 1의 질량비 MNa/MAl과 같은 밸런스에서 Al 원소 및 Na 원소를 포함함으로써, 수계 용매 중에 부극 활물질 등을 분산시킨 슬러리(수계 부극 슬러리)의 제작 시에, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 억제되어, 수계 부극 슬러리의 안정성이 향상된다.Since the negative electrode active material of the present invention contains negative electrode active material particles (also referred to as silicon-based active material particles) containing silicon compound particles, battery capacity can be improved. In addition, when the silicon compound particles contain the Li compound, the irreversible capacity generated during charging can be reduced. Thereby, the initial efficiency and cycle characteristics of a battery can be improved. In addition, in the preparation of a slurry (aqueous negative electrode slurry) in which a negative electrode active material or the like is dispersed in an aqueous solvent by including an Al element and a Na element in the same balance as the mass ratio M Na /M Al of Formula 1, Li in the negative electrode active material particles The elution of Li ions from the compound is suppressed, and the stability of the aqueous negative electrode slurry is improved.

이때, 본 발명의 부극 활물질에서는, 상기 질량비 MNa/MAl이, 하기 식 2를 추가로 만족하는 것이 바람직하다.At this time, in the negative electrode active material of the present invention , it is preferable that the mass ratio M Na /M Al further satisfies the following formula (2).

<식 2> 0.36≤MNa/MAl≤3.3<Formula 2> 0.36≤M Na /M Al ≤3.3

이러한 질량비 MNa/MAl로 Al 원소 및 Na 원소를 포함함으로써 수계 부극 슬러리의 안정성이 더욱 향상된다.The stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved by including the Al element and the Na element in such a mass ratio M Na /M Al.

또한 이때, 본 발명의 부극 활물질은, 상기 Al 원소가 상기 규소 화합물 입자에 대하여, 0.02질량% 이상 1.1질량% 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.Moreover, in this case, it is preferable that the said Al element is contained in the range of 0.02 mass % or more and 1.1 mass % or less with respect to the said silicon compound particle in the negative electrode active material of this invention.

Al 원소가 0.02질량% 이상 포함되어 있는 것이면, 수계 부극 슬러리의 안정성을 더 향상시킬 수 있다. Al 원소가 1.1질량% 이하인 범위에 포함되어 있는 것이면, 전지 용량의 저하를 방지할 수 있다.When the Al element is contained in an amount of 0.02 mass % or more, the stability of the aqueous negative electrode slurry can be further improved. If the Al element is contained in the range of 1.1 mass % or less, a decrease in battery capacity can be prevented.

또한, 본 발명의 부극 활물질은, Na 원소가 규소 화합물 입자에 대하여, 0.024질량% 이상 1.22질량% 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.Moreover, in the negative electrode active material of this invention, it is preferable that Na element is contained in the range of 0.024 mass % or more and 1.22 mass % or less with respect to a silicon compound particle.

Na 원소가 0.024질량% 이상 포함되어 있는 것이면, 수계 부극 슬러리의 안정성을 더 향상시킬 수 있다. Na 원소가 1.22질량% 이하의 범위로 포함되어 있는 것이면, 전지 용량의 저하를 방지할 수 있다.Stability of the aqueous negative electrode slurry can be further improved as Na element is contained in 0.024 mass % or more. If the Na element is contained in the range of 1.22 mass % or less, the fall of battery capacity can be prevented.

또한, 상기 부극 활물질 입자가, 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said negative electrode active material particle contains polyacrylic acid Na.

이러한 것이면, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 보다 억제되기 때문에, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다.In this case, since the elution of Li ions from the Li compound in the negative electrode active material particles is more suppressed, the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved.

또한, 상기 폴리아크릴산Na의 분자량이 25만 이상 100만 이하의 범위인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the molecular weight of the said polyacrylic acid Na is the range of 250,000 or more and 1 million or less.

분자량이 상기 범위의 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이면, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다.When the molecular weight includes polyacrylic acid Na in the above range, the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved.

또한, 상기 폴리아크릴산Na를 1% 수용액으로 했을 때 pH가 6 이상 10 이하의 범위가 되는 것으로 하는 것이 바람직하다.Moreover, when the said polyacrylic acid Na is made into 1% aqueous solution, it is preferable to set it as what becomes the range whose pH is 6 or more and 10 or less.

이러한 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이면, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 보다 억제되기 때문에, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다.When such polyacrylic acid Na is included, the elution of Li ions from the Li compound in the negative electrode active material particles is more suppressed, so that the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved.

또한, 상기 부극 활물질 입자가 Li 화합물로서, Li2Si2O5, Li2SiO3, Li4SiO4 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the negative electrode active material particles contain at least one or more of Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , and Li 4 SiO 4 as the Li compound.

리튬 화합물로서 상기와 같은 리튬 실리케이트를 포함하는 것으로 함으로써, 충전 시에 발생되는 불가역 용량을 저감할 수 있고, 전지의 첫회 효율 및 사이클 특성을 향상시킬 수 있다.By including the lithium silicate as described above as the lithium compound, the irreversible capacity generated during charging can be reduced, and the initial efficiency and cycle characteristics of the battery can be improved.

또한, 상기 규소 화합물 입자는, Cu-Kα선을 사용한 X선 회절 스펙트럼에 있어서의 Si(111) 결정면에 기인하는 피크의 반값폭(2θ)이 1.2° 이상인 것과 함께, 그 결정면에 대응하는 결정자 크기는 7.5㎚ 이하인 것이 바람직하다.The silicon compound particles have a half width (2θ) of a peak attributable to a Si(111) crystal plane in an X-ray diffraction spectrum using Cu-Kα ray of 1.2° or more, and a crystallite size corresponding to the crystal plane. is preferably 7.5 nm or less.

규소 화합물 입자가 상기의 규소 결정성을 갖는 부극 활물질을 리튬 이온 이차 전지의 부극 활물질로서 사용하면, 보다 양호한 사이클 특성 및 초기 충방전 특성이 얻어진다.When a silicon compound particle uses the negative electrode active material which has said silicon crystallinity as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, more favorable cycling characteristics and initial stage charge/discharge characteristic will be acquired.

또한, 본 발명의 부극 활물질은, 상기 규소 화합물 입자에 있어서, 29Si-MAS-NMR 스펙트럼으로부터 얻어지는, 케미컬 시프트값으로서 -60 내지 -95ppm에서 부여되는 Si 및 Li 실리케이트 영역의 최대 피크 강도값 A와, 케미컬 시프트값으로서 -96 내지 -150ppm에서 부여되는 SiO2 영역의 피크 강도값 B가, A>B라고 하는 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.Further, in the negative electrode active material of the present invention, in the silicon compound particles, the maximum peak intensity value A in the Si and Li silicate region provided at -60 to -95 ppm as a chemical shift value obtained from 29 Si-MAS-NMR spectrum, and , it is preferable that the peak intensity value B of the SiO 2 region given at -96 to -150 ppm as a chemical shift value satisfies the relationship A>B.

규소 화합물 입자에 있어서, SiO2 성분을 기준으로 하여 Si 및 Li2SiO3의 양이 보다 많은 것이면, Li의 삽입에 의한 전지 특성의 향상 효과가 충분히 얻어지는 부극 활물질이 된다.In the silicon compound particles, based on the SiO 2 ingredient and as long as more than the amount of Si and Li 2 SiO 3, the negative electrode active material is the effect of improving the battery characteristics is sufficiently obtained by insertion of Li.

또한, 상기 부극 활물질 입자는 메디안 직경이 3㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.In addition, the negative electrode active material particles preferably have a median diameter of 3 µm or more and 15 µm or less.

부극 활물질 입자의 메디안 직경이 3㎛ 이상이면, 질량당 표면적의 증가에 의해 전지 불가역 용량이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 한편, 메디안 직경을 15㎛ 이하로 함으로써, 입자가 깨지기 어려워지기 때문에 새 표면이 생기기 어려워진다.When the median diameter of the negative electrode active material particles is 3 µm or more, it is possible to suppress an increase in the battery irreversible capacity due to an increase in the surface area per mass. On the other hand, when the median diameter is 15 µm or less, since the particles are less likely to be broken, it is difficult to form a new surface.

또한, 상기 부극 활물질 입자는 표층부에 탄소재를 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said negative electrode active material particle contains a carbon material in a surface layer part.

이와 같이, 부극 활물질 입자가 그 표층부에 탄소재를 포함함으로써, 도전성의 향상이 얻어진다.In this way, when the negative electrode active material particles contain a carbon material in the surface layer portion, an improvement in conductivity is obtained.

또한, 상기 탄소재의 평균 두께는 5㎚ 이상 5000㎚ 이하인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the average thickness of the said carbon material is 5 nm or more and 5000 nm or less.

탄소재의 평균 두께가 5㎚ 이상이면 도전성 향상이 얻어진다. 또한, 피복하는 탄소재의 평균 두께가 5000㎚ 이하이면, 이러한 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질을 리튬 이온 이차 전지에 사용함으로써, 규소 화합물 입자를 충분한 양 확보할 수 있으므로, 전지 용량의 저하를 억제할 수 있다.If the average thickness of a carbon material is 5 nm or more, an electroconductive improvement will be acquired. In addition, if the average thickness of the carbon material to be coated is 5000 nm or less, by using the negative electrode active material containing such negative electrode active material particles in a lithium ion secondary battery, a sufficient amount of silicon compound particles can be secured, so that a decrease in battery capacity is suppressed can do.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 상기 부극 활물질과 탄소계 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 부극 활물질 재료를 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a mixed negative electrode active material comprising the negative electrode active material and the carbon-based active material.

이와 같이, 부극 활물질층을 형성하는 재료로서, 본 발명의 부극 활물질(규소계 부극 활물질)과 함께 탄소계 활물질을 포함함으로써, 부극 활물질층의 도전성을 향상시킬 수 있음과 함께, 충전에 수반하는 팽창 응력을 완화하는 것이 가능해진다. 또한, 규소계 부극 활물질을 탄소계 활물질에 혼합함으로써 전지 용량을 증가시킬 수 있다.As described above, by including the carbon-based active material together with the negative electrode active material (silicon-based negative electrode active material) of the present invention as a material for forming the negative electrode active material layer, the conductivity of the negative electrode active material layer can be improved and swelling accompanying charging It becomes possible to relieve stress. In addition, the battery capacity can be increased by mixing the silicon-based negative electrode active material with the carbon-based active material.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 규소 화합물 입자를 함유하는 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질을 제조하는 방법으로서, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 제작하는 공정과, 상기 규소 화합물 입자에 Li를 삽입하여 Li 화합물을 함유시키는 공정에 의해 부극 활물질 입자를 제작하고, 상기 부극 활물질 입자에 Al 원소 및 Na 원소를 상기 Al 원소와 상기 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이 하기 식 1을 만족하도록 포함시키는 공정을 포함하고, 상기 Al 원소 및 상기 Na 원소를 포함한 상기 부극 활물질 입자를 사용하여, 부극 활물질을 제조하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention is a method for producing a negative electrode active material including negative electrode active material particles containing silicon compound particles, silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x : 0.5≤x≤1.6) A negative electrode active material particle is produced by a step of preparing the silicon compound particles and a step of inserting Li into the silicon compound particles to contain the Li compound, and Al and Na elements are added to the negative electrode active material particles, and the mass ratio of the Al element and the Na element A method for producing a negative electrode active material, comprising the step of including M Na /M Al so that it satisfies the following formula (1), and manufacturing the negative electrode active material using the negative electrode active material particles including the Al element and the Na element provides

<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61

부극 활물질 입자에 상기 질량비로 Al 원소와 Na 원소를 포함시켜, 부극 활물질을 제조함으로써, 부극 제작 시에 제작하는 수계 부극 슬러리를 특히 안정화할 수 있으며, 또한 리튬 이온 이차 전지의 부극 활물질로서 사용했을 때 고용량인 것과 함께 양호한 사이클 특성 및 초기 충방전 특성을 갖는 부극 활물질을 제조할 수 있다.When the negative electrode active material is prepared by including the Al element and the Na element in the above mass ratio in the negative electrode active material particles, the aqueous negative electrode slurry produced at the time of the negative electrode production can be particularly stabilized, and when used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery It is possible to prepare a negative electrode active material having a high capacity and good cycle characteristics and initial charge/discharge characteristics.

본 발명의 부극 활물질은, 부극 제작 시에 제작하는 수계 부극 슬러리를 특히 안정화할 수 있으며, 또한 이차 전지의 부극 활물질로서 사용했을 때에, 고용량으로 양호한 사이클 특성 및 초기 충방전 특성을 얻을 수 있다. 또한, 이 부극 활물질을 포함하는 혼합 부극 활물질 재료에 있어서도 마찬가지 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명의 부극 활물질의 제조 방법이면, 부극 제작 시에 제작하는 수계 슬러리를 안정화할 수 있으며, 또한 리튬 이온 이차 전지의 부극 활물질로서 사용했을 때에, 양호한 사이클 특성 및 초기 충방전 특성을 갖는 부극 활물질을 제조할 수 있다.The negative electrode active material of the present invention can particularly stabilize the aqueous negative electrode slurry produced during negative electrode production, and when used as a negative electrode active material for a secondary battery, good cycle characteristics and initial charge/discharge characteristics can be obtained with a high capacity. Moreover, the same effect is acquired also in the mixed negative electrode active material material containing this negative electrode active material. In addition, according to the method for producing a negative electrode active material of the present invention, the aqueous slurry produced during negative electrode production can be stabilized, and when used as a negative electrode active material for a lithium ion secondary battery, a negative electrode having good cycle characteristics and initial charge/discharge characteristics An active material can be prepared.

도 1은 본 발명의 부극 활물질을 포함하는 비수전해질 이차 전지용 부극의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 산화 환원법에 의해 개질을 행한 경우에 규소 화합물 입자로부터 측정되는 29Si-MAS-NMR 스펙트럼의 일례이다.
도 3은 열 도프법에 의해 개질을 행한 경우에 규소 화합물 입자로부터 측정되는 29Si-MAS-NMR 스펙트럼의 일례이다.
도 4는 본 발명의 부극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지의 구성예(라미네이트 필름형)를 나타내는 도면이다.
도 5는 부극 활물질의 총량에 대한 규소계 활물질 입자의 비율과 이차 전지의 전지 용량의 증가율의 관계를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows an example of the structure of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries containing the negative electrode active material of this invention.
Fig. 2 is an example of a 29 Si-MAS-NMR spectrum measured from silicon compound particles when reforming is performed by a redox method.
Fig. 3 is an example of a 29 Si-MAS-NMR spectrum measured from silicon compound particles when modification is performed by the thermal doping method.
4 is a view showing a configuration example (laminate film type) of a lithium secondary battery including the negative electrode active material of the present invention.
5 is a graph showing the relationship between the ratio of silicon-based active material particles to the total amount of the negative electrode active material and the increase rate of the battery capacity of the secondary battery.

이하, 본 발명에 대하여 실시 형태를 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although embodiment is described about this invention, this invention is not limited to this.

전술한 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지의 전지 용량을 증가시키는 하나의 방법으로서, 규소재를 주재로서 사용한 부극을 리튬 이온 이차 전지의 부극으로서 사용하는 것이 검토되고 있다. 특히, Li를 도프한 규소재는 초기 충방전 특성 및 사이클 특성이 양호해지지만, 이러한 규소재를 포함하는 수계 부극 슬러리의 안정성이 저하된다고 하는 문제가 있고, 탄소계 활물질을 사용한 리튬 이온 이차 전지와 동등한 슬러리 안정성, 초기 충방전 특성 및 사이클 특성을 갖는 부극 활물질을 제안하기에 이르지는 못하였다.As mentioned above, as one method of increasing the battery capacity of a lithium ion secondary battery, the use of the negative electrode which used the silicon material as a main material as a negative electrode of a lithium ion secondary battery is examined. In particular, the silicon material doped with Li has good initial charge/discharge characteristics and cycle characteristics, but there is a problem that the stability of an aqueous negative electrode slurry containing such a silicon material decreases, and lithium ion secondary batteries using a carbon-based active material and It has not been possible to propose a negative electrode active material having equivalent slurry stability, initial charge/discharge characteristics, and cycle characteristics.

그래서, 본 발명자들은 이차 전지에 사용한 경우, 고 전지 용량이 됨과 함께, 슬러리 안정성, 사이클 특성, 및 첫회 효율이 양호해지는 부극 활물질을 얻기 위하여 예의 검토를 거듭하여, 본 발명에 이르렀다.Then, the present inventors repeated earnest examination in order to obtain the negative electrode active material which becomes high battery capacity, and slurry stability, cycling characteristics, and the first-time efficiency becomes favorable, when used for a secondary battery, and led to this invention.

본 발명의 부극 활물질은 부극 활물질 입자를 포함한다. 또한, 이 부극 활물질 입자는, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 함유하고 있고, 이 규소 화합물 입자는 Li 화합물을 함유하고 있다. 또한, 본 발명의 부극 활물질은, 부극 활물질 입자의 구성 원소로서, Al 원소 및 Na 원소를 포함함과 함께, Al 원소와 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이, 하기 식 1을 만족한다.The negative electrode active material of the present invention contains negative electrode active material particles. Moreover, this negative electrode active material particle contains the silicon compound particle containing a silicon compound (SiOx: 0.5<=x< =1.6), and this silicon compound particle contains the Li compound. Further, the negative electrode active material of the present invention contains an Al element and a Na element as constituent elements of the negative electrode active material particles, and the mass ratio M Na /M Al of the Al element and the Na element satisfies the following formula (1).

<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61

이러한 부극 활물질은, 규소 화합물 입자를 포함하는 부극 활물질 입자를 포함하기 때문에, 전지 용량을 향상시킬 수 있다. 또한, 규소 화합물 입자가 상기와 같은 Li 화합물을 포함함으로써, 충전 시에 발생되는 불가역 용량을 저감시킬 수 있다. 또한, 상기 식 1의 질량비 MNa/MAl와 같은 밸런스에서 Al 원소 및 Na 원소를 포함함으로써, 수계 용매 중에 부극 활물질 등을 분산시킨 슬러리(수계 부극 슬러리)의 제작 시에, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 억제되고, 수계 부극 슬러리의 안정성이 향상된다. 또한, Al 원소와 Na 원소 중 어느 하나를 포함하는 것만으로는, Li 이온의 용출을 억제하고, 수계 용매에 대한 안정성을 향상시키는 효과가 낮다.Since such a negative electrode active material contains negative electrode active material particles containing silicon compound particles, battery capacity can be improved. In addition, when the silicon compound particles contain the Li compound as described above, the irreversible capacity generated during charging can be reduced. In addition, in the preparation of a slurry (aqueous negative electrode slurry) in which a negative electrode active material or the like is dispersed in an aqueous solvent by including an Al element and a Na element in the same balance as the mass ratio M Na /M Al of Formula 1, Li in the negative electrode active material particles The elution of Li ions from the compound is suppressed, and the stability of the aqueous negative electrode slurry is improved. Moreover, the effect of suppressing the elution of Li ions and improving the stability with respect to an aqueous solvent is low only by including either Al element or Na element.

또한, 부극 활물질 입자에 있어서의 상기 질량비 MNa/MAl이, 하기 식 2를 만족하는 것이 특히 바람직하다. Moreover, it is especially preferable that the said mass ratio M Na /M Al in negative electrode active material particle|grains satisfy|fills following formula (2).

<식 2> 0.36≤MNa/MAl≤3.3<Formula 2> 0.36≤M Na /M Al ≤3.3

질량비 MNa/MAl이 식 2를 만족시키면, 규소 화합물 입자로부터의 Li 이온의 용출을 보다 억제할 수 있어, 수계 용매에 대한 안정성이 특히 향상된다.When the mass ratio M Na /M Al satisfies the formula (2), the elution of Li ions from the silicon compound particles can be further suppressed, and the stability to the aqueous solvent is particularly improved.

또한, 부극 활물질 입자 중의 Al 원소 및 Na 원소의 각각의 질량은 ICP(유도 결합 플라스마)에 의한 측정법으로 측정할 수 있다.In addition, each mass of Al element and Na element in a negative electrode active material particle can be measured by the measuring method by ICP (Inductively Coupled Plasma).

<비수전해질 이차 전지용 부극><Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery>

이어서, 본 발명의 부극 활물질을 포함하는 비수전해질 이차 전지용 부극에 대하여 설명한다. 도 1은 비수전해질 이차 전지용 부극(이하, 「부극」이라고도 호칭한다)의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.Next, the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries containing the negative electrode active material of this invention is demonstrated. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows an example of the structure of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries (henceforth "negative electrode" is also called).

[부극의 구성][Configuration of negative electrode]

도 1에 나타낸 바와 같이, 부극(10)은 부극 집전체(11) 상에 부극 활물질층(12)을 갖는 구성으로 되어 있다. 이 부극 활물질층(12)은 부극 집전체(11)의 양면, 또는 편면에만 설치되어 있어도 된다. 또한, 본 발명의 부극 활물질이 사용된 것이라면, 부극 집전체(11)는 없어도 된다.As shown in FIG. 1 , the negative electrode 10 has a structure including the negative electrode active material layer 12 on the negative electrode current collector 11 . This negative electrode active material layer 12 may be provided only on both surfaces or one surface of the negative electrode current collector 11 . In addition, as long as the negative electrode active material of this invention is used, the negative electrode collector 11 may not be needed.

[부극 집전체][Negative electrode current collector]

부극 집전체(11)는, 우수한 도전성 재료이며, 또한 기계적인 강도가 우수한 물질로 구성된다. 부극 집전체(11)에 사용할 수 있는 도전성 재료로서, 예를 들어 구리(Cu)이나 니켈(Ni)을 들 수 있다. 이 도전성 재료는, 리튬(Li)과 금속간 화합물을 형성하지 않는 재료인 것이 바람직하다.The negative electrode current collector 11 is made of an excellent conductive material and is made of a material excellent in mechanical strength. Examples of the conductive material that can be used for the negative electrode current collector 11 include copper (Cu) and nickel (Ni). The conductive material is preferably a material that does not form an intermetallic compound with lithium (Li).

부극 집전체(11)는, 주 원소 이외에 탄소(C)나 황(S)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 부극 집전체의 물리적 강도가 향상되기 때문이다. 특히, 충전 시에 팽창되는 활물질층을 갖는 경우, 집전체가 상기 원소를 포함하고 있으면, 집전체를 포함하는 전극 변형을 억제하는 효과가 있기 때문이다. 상기 함유 원소의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도 각각 100 질량ppm 이하인 것이 바람직하다. 더 높은 변형 억제 효과가 얻어지기 때문이다. 이러한 변형 억제 효과에 의해 사이클 특성을 보다 향상시킬 수 있다.The negative electrode current collector 11 preferably contains carbon (C) and sulfur (S) in addition to the main element. This is because the physical strength of the negative electrode current collector is improved. In particular, in the case of having an active material layer that expands during charging, if the current collector contains the element, it is because there is an effect of suppressing deformation of the electrode including the current collector. Although content of the said containing element is not specifically limited, Especially, it is preferable that it is 100 mass ppm or less, respectively, respectively. This is because a higher strain suppression effect is obtained. Cycle characteristics can be further improved by such a deformation|transformation suppression effect.

또한, 부극 집전체(11)의 표면은 조면화되어 있어도 되고, 조면화되어 있지 않아도 된다. 조면화되어 있는 부극 집전체는, 예를 들어 전해 처리, 엠보싱 처리, 또는 화학 에칭 처리된 금속박 등이다. 조면화되지 않은 부극 집전체는, 예를 들어 압연 금속박 등이다.Further, the surface of the negative electrode current collector 11 may or may not be roughened. The roughened negative electrode current collector is, for example, a metal foil subjected to an electrolytic treatment, an embossing treatment, or a chemical etching treatment. The negative electrode current collector that has not been roughened is, for example, a rolled metal foil.

[부극 활물질층][Negative electrode active material layer]

부극 활물질층(12)은, 리튬 이온을 흡장, 방출 가능한 본 발명의 부극 활물질을 포함하고 있고, 전지 설계상의 관점에서, 부극 결착제(결합제)나 도전 보조제 등 다른 재료를 더 포함하고 있어도 된다. 부극 활물질은 부극 활물질 입자를 포함하고, 부극 활물질 입자는 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 함유하는 규소 화합물 입자를 포함한다.The negative electrode active material layer 12 contains the negative electrode active material of the present invention capable of occluding and releasing lithium ions, and may further contain other materials such as a negative electrode binder (binder) and a conductive aid from the viewpoint of battery design. The negative electrode active material includes negative electrode active material particles, and the negative electrode active material particles include silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x: 0.5≦x≦1.6).

또한, 부극 활물질층(12)은, 본 발명의 부극 활물질과 탄소계 활물질을 포함하는 혼합 부극 활물질 재료를 포함하고 있어도 된다. 이에 의해, 부극 활물질층의 전기 저항이 저하됨과 함께, 충전에 수반하는 팽창 응력을 완화하는 것이 가능해진다. 탄소계 활물질로서는, 예를 들어 열 분해 탄소류, 코크스류, 유리상 탄소 섬유, 유기 고분자 화합물 소성체, 카본 블랙류 등을 사용할 수 있다.Moreover, the negative electrode active material layer 12 may contain the mixed negative electrode active material material containing the negative electrode active material of this invention, and a carbon-type active material. Thereby, while the electrical resistance of a negative electrode active material layer falls, it becomes possible to relieve|moderate the expansion stress accompanying charging. As the carbon-based active material, for example, thermally decomposed carbons, cokes, glassy carbon fibers, organic high molecular compound sintered bodies, carbon blacks and the like can be used.

또한, 혼합 부극 활물질 재료는, 본 발명의 부극 활물질(규소계 부극 활물질)과 탄소계 활물질의 질량 합계에 대한, 규소계 부극 활물질의 질량 비율이 6질량% 이상인 것이 바람직하다. 규소계 부극 활물질과 탄소계 활물질의 질량 합계에 대한, 규소계 부극 활물질의 질량 비율이 6질량% 이상이면, 전지 용량을 확실하게 향상시키는 것이 가능해진다.In addition, in the mixed negative electrode active material, it is preferable that the mass ratio of the silicon-based negative electrode active material to the total mass of the negative electrode active material (silicon-based negative electrode active material) and the carbon-based active material of the present invention is 6% by mass or more. When the mass ratio of the silicon-based negative electrode active material to the total mass of the silicon-based negative electrode active material and the carbon-based active material is 6% by mass or more, it is possible to reliably improve the battery capacity.

또한, 상기한 바와 같이 본 발명의 부극 활물질은, 규소 화합물 입자를 포함하고, 규소 화합물 입자는 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 함유하는 산화규소재이지만, 그 조성은 x가 1에 가까운 편이 바람직하다. 왜냐하면, 높은 사이클 특성이 얻어지기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서의 규소 화합물의 조성은 반드시 순도 100%를 의미하고 있는 것은 아니고, 미량의 불순물 원소를 포함하고 있어도 된다.In addition, as described above, the negative electrode active material of the present invention contains silicon compound particles, and the silicon compound particles are a silicon oxide material containing a silicon compound (SiO x : 0.5≤x≤1.6), but the composition thereof is that x is 1 It is preferable to be closer to This is because high cycle characteristics are obtained. In addition, the composition of the silicon compound in this invention does not necessarily mean 100% of purity, and may contain a trace amount of impurity elements.

또한, 본 발명의 부극 활물질에 있어서, 규소 화합물 입자는, Li 화합물로서, Li2Si2O5, Li2SiO3, Li4SiO4 중 적어도 1종 이상을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 것은, 규소 화합물 중의, 전지의 충방전 시의 리튬의 삽입, 탈리 시에 불안정화되는 SiO2 성분부를 미리 별도의 리튬 실리케이트로 개질시킨 것이므로, 충전 시에 발생되는 불가역 용량을 저감할 수 있었다.Further, in the negative electrode active material of the present invention, the silicon compound particles preferably contain at least one or more of Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , and Li 4 SiO 4 as the Li compound. In this case, since the SiO 2 component in the silicon compound, which is destabilized during insertion and desorption of lithium during charging and discharging of the battery, was previously modified with a separate lithium silicate, the irreversible capacity generated during charging could be reduced.

또한, 규소 화합물 입자의 벌크 내부에 Li2Si2O5, Li2SiO3 및 Li4SiO4는 적어도 1종 이상 존재함으로써 전지 특성이 향상되지만, 2종류 이상의 Li 화합물을 공존시키면 전지 특성이 더 향상된다. 또한, 이들의 리튬 실리케이트는, NMR(Nuclear Magnetic Resonance: 핵자기 공명) 또는 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy: X선 광전자 분광)로 정량 가능하다. XPS와 NMR의 측정은, 예를 들어 이하의 조건에 의해 행할 수 있다. In addition, the presence of at least one of Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 and Li 4 SiO 4 in the bulk of the silicon compound particles improves battery characteristics, but coexisting two or more Li compounds results in better battery characteristics. is improved In addition, these lithium silicates can be quantified by NMR (Nuclear Magnetic Resonance) or XPS (X-ray photoelectron spectroscopy: X-ray photoelectron spectroscopy). The measurement of XPS and NMR can be performed under the following conditions, for example.

XPSXPS

·장치: X선 광전자 분광 장치,Apparatus: X-ray photoelectron spectroscopy device,

·X선원: 단색화 Al Kα선,·X-ray source: monochromatic Al Kα rays,

·X선 스폿 직경: 100㎛,·X-ray spot diameter: 100㎛,

·Ar이온 총 스퍼터 조건: 0.5kV/2㎜×2㎜.·Ar ion total sputtering condition: 0.5kV/2mm×2mm.

29Si MAS NMR(매직 각회전 핵자기 공명) 29 Si MAS NMR (Magic Angle Rotation Nuclear Magnetic Resonance)

·장치: Bruker사제 700NMR 분광기,Apparatus: 700 NMR spectrometer manufactured by Bruker,

·프로브: 4㎜HR-MAS 로터 50μL,·Probe: 4mmHR-MAS rotor 50μL,

·시료 회전 속도: 10㎑,·Sample rotation speed: 10 kHz,

·측정 환경 온도: 25℃.·Measured environment temperature: 25℃.

또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 부극 활물질은, 부극 활물질 입자의 구성 원소로서, Al 원소 및 Na 원소를 식 1의 관계를 만족하도록 포함하고 있다. 이때, Al 원소가, 규소 화합물 입자에 대하여, 0.02질량% 이상 1.1질량% 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. Al 원소가, 규소 화합물 입자에 대하여, 0.02질량% 이상 포함되어 있으면, 보다 충분한 슬러리 안정성이 얻어지고, Al 원소가, 규소 화합물 입자에 대하여, 1.1질량% 이하의 범위에 포함되어 있으면, 전지 용량의 저하를 방지할 수 있다.In addition, as described above, the negative electrode active material of the present invention contains, as constituent elements of the negative electrode active material particles, the Al element and the Na element so as to satisfy the relationship of formula (1). At this time, it is preferable that Al element is contained in the range of 0.02 mass % or more and 1.1 mass % or less with respect to a silicon compound particle. When the Al element is contained in 0.02 mass % or more with respect to the silicon compound particles, more sufficient slurry stability is obtained, and when the Al element is contained in the range of 1.1 mass % or less with respect to the silicon compound particles, the battery capacity is deterioration can be prevented.

또한, Na 원소가, 규소 화합물 입자에 대하여, 0.024질량% 이상 1.22질량% 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, Na 원소가, 규소 화합물 입자에 대하여, 0.024질량% 이상 포함되어 있으면, 보다 충분한 슬러리 안정성이 얻어지고, Na 원소가 규소 화합물 입자에 대하여, 1.22질량% 이하의 범위로 포함되어 있으면, 전지 용량의 저하를 방지할 수 있다.Moreover, it is preferable that Na element is contained in the range of 0.024 mass % or more and 1.22 mass % or less with respect to a silicon compound particle. Moreover, when element Na is contained in 0.024 mass % or more with respect to a silicon compound particle, more sufficient slurry stability is obtained, When element Na is contained in the range of 1.22 mass % or less with respect to a silicon compound particle, battery capacity deterioration can be prevented.

또한, 부극 활물질 입자가 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 것이라면, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 보다 억제되기 때문에, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다.Moreover, it is preferable that the negative electrode active material particle|grains contain polyacrylic acid Na. In this case, since the elution of Li ions from the Li compound in the negative electrode active material particles is more suppressed, the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved.

또한, 이 폴리아크릴산Na의 분자량이, 25만 이상 100만 이하의 범위인 것이 바람직하다. 분자량이 상기 범위의 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이면, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다.Moreover, it is preferable that the molecular weight of this polyacrylic acid Na is the range of 250,000 or more and 1 million or less. When the molecular weight includes polyacrylic acid Na in the above range, the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved.

또한, 이 폴리아크릴산Na를, 1% 수용액으로 했을 때 pH가 6 이상 10 이하의 범위가 되는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 폴리아크릴산Na를 포함하는 것이면, 부극 활물질 입자 중의 Li 화합물로부터의 Li 이온의 용출이 보다 억제되기 때문에, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된다. 또한, 폴리아크릴산Na를 1% 수용액으로 했을 때 pH가 7 이상 9 이하인 범위로 하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 약 알칼리성의 폴리아크릴산Na라면, Li 실리케이트로부터 Li가 특히 용출되기 어렵다.Moreover, when this polyacrylic acid Na is made into 1% aqueous solution, it is preferable to set it as what becomes the range whose pH is 6 or more and 10 or less. When such polyacrylic acid Na is included, the elution of Li ions from the Li compound in the negative electrode active material particles is more suppressed, so that the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved. Moreover, when polyacrylic acid Na is made into 1% aqueous solution, it is especially preferable to set it as the range whose pH is 7 or more and 9 or less. In the case of such weakly alkaline polyacrylic acid Na, it is particularly difficult to elute Li from Li silicate.

또한, 규소 화합물 입자는, Cu-Kα선을 사용한 X선 회절에 의해 얻어지는 Si(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값폭(2θ)이 1.2° 이상인 것과 함께, 그 결정면에 대응하는 결정자 크기는 7.5㎚ 이하인 것이 바람직하다. 이 피크는, 결정성이 높을 때(반값폭이 좁을 때) 2θ=28.4±0.5° 부근에 나타난다. 규소 화합물 입자에 있어서의 규소 화합물의 규소 결정성은 낮을수록 좋고, 특히 Si 결정의 존재량이 적으면, 전지 특성을 향상시킬 수 있으며, 나아가, 안정적인 Li 화합물을 생성할 수 있다.In addition, silicon compound particles have a half width (2θ) of a diffraction peak attributable to the Si(111) crystal plane obtained by X-ray diffraction using Cu-Kα rays of 1.2° or more, and the crystallite size corresponding to the crystal plane is It is preferable that it is 7.5 nm or less. This peak appears in the vicinity of 2θ=28.4±0.5° when the crystallinity is high (when the half width is narrow). The lower the silicon crystallinity of the silicon compound in the silicon compound particle, the better. In particular, when there is little Si crystal, the battery characteristics can be improved, and further, a stable Li compound can be produced.

또한, 본 발명의 부극 활물질은, 규소 화합물 입자에 있어서, 29Si-MAS-NMR 스펙트럼으로부터 얻어지는, 케미컬 시프트값으로서 -60 내지 -95ppm에서 부여되는 Si 및 Li 실리케이트 영역의 최대 피크 강도값 A와, 케미컬 시프트값으로서 -96 내지 -150ppm에서 부여되는 SiO2 영역의 피크 강도값 B가, A>B라고 하는 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 규소 화합물 입자에 있어서, SiO2 성분을 기준으로 한 경우에 규소 성분 또는 Li2SiO3의 양이 비교적 많은 것이면, Li의 삽입에 의한 전지 특성의 향상 효과가 충분히 얻어진다. 또한, 29Si-MAS-NMR의 측정 조건은 상기와 동일하면 된다.Further, in the negative electrode active material of the present invention, in the silicon compound particles, the maximum peak intensity value A in the Si and Li silicate region provided at -60 to -95 ppm as a chemical shift value obtained from 29 Si-MAS-NMR spectrum, as a chemical shift values -96 to the peak intensity value of the SiO 2 region B are given in -150ppm, it is preferable to satisfy the relation that a> B. In the silicon compound particle, SiO 2 If the amount of the silicon component or Li 2 SiO 3 is relatively large in the case of the component as a reference, the effect of improving the battery characteristics by the insertion of Li is sufficiently obtained. In addition, the measurement conditions of 29 Si-MAS-NMR should just be the same as the above.

또한, 부극 활물질 입자의 메디안 직경(D50: 누적 부피가 50%가 될 때의 입자 직경)이 3㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 메디안 직경이 상기 범위이면, 충방전 시에 있어서 리튬 이온의 흡장 방출이 되기 쉬워짐과 함께, 입자가 깨지기 어려워지기 때문이다. 메디안 직경이 3㎛ 이상이면, 질량당 표면적을 작게 할 수 있고, 전지 불가역 용량의 증가를 억제할 수 있다. 한편, 메디안 직경을 15㎛ 이하로 함으로써, 입자가 깨지기 어려워지기 때문에 새 표면이 나오기 어려워진다.In addition, the median diameter of the negative electrode active material particles is preferably (D 50 particle size at which the cumulative volume is 50%) or less than the 15 3㎛. This is because, while the median diameter is within the above range, lithium ions are easily occluded and released at the time of charging and discharging, and particles are less likely to be broken. When the median diameter is 3 µm or more, the surface area per mass can be made small, and an increase in the battery irreversible capacity can be suppressed. On the other hand, when the median diameter is 15 µm or less, the particles are less likely to be broken, so that a new surface is less likely to come out.

또한, 본 발명의 부극 활물질에 있어서, 부극 활물질 입자는, 표층부에 탄소재를 포함하는 것이 바람직하다. 부극 활물질 입자가 그 표층부에 탄소재를 포함함으로써, 도전성의 향상이 얻어지기 때문에, 이러한 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질을 이차 전지의 부극 활물질로서 사용했을 때에, 전지 특성을 향상시킬 수 있다.Moreover, in the negative electrode active material of this invention, it is preferable that the negative electrode active material particle|grains contain a carbon material in a surface layer part. When the negative electrode active material particles contain a carbon material in their surface layer portion, since an improvement in conductivity is obtained, when a negative electrode active material containing such negative electrode active material particles is used as a negative electrode active material of a secondary battery, battery characteristics can be improved.

또한, 부극 활물질 입자의 표층부의 탄소재의 평균 두께는, 5㎚ 이상 5000㎚ 이하인 것이 바람직하다. 탄소재의 평균 두께가 5㎚ 이상이면 도전성 향상이 얻어지고, 피복하는 탄소재의 평균 두께가 5000㎚ 이하이면, 이러한 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질을 리튬 이온 이차 전지의 부극 활물질로서 사용했을 때에, 전지 용량의 저하를 억제할 수 있다.Moreover, it is preferable that the average thickness of the carbon material of the surface layer part of negative electrode active material particle|grains are 5 nm or more and 5000 nm or less. When the average thickness of the carbon material is 5 nm or more, conductivity improvement is obtained, and when the average thickness of the carbon material to be coated is 5000 nm or less, a negative electrode active material containing such negative electrode active material particles is used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery , a decrease in battery capacity can be suppressed.

이 탄소재의 평균 두께는, 예를 들어 이하의 수순에 의해 산출할 수 있다. 우선, TEM(투과형 전자 현미경)에 의해 임의의 배율로 부극 활물질 입자를 관찰한다. 이 배율은, 두께를 측정할 수 있도록, 눈으로 탄소재의 두께를 확인할 수 있는 배율이 바람직하다. 계속해서, 임의의 15점에 있어서, 탄소재의 두께를 측정한다. 이 경우, 가능한 한 특정한 장소에 집중하지 않고, 넓게 랜덤으로 측정 위치를 설정하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 상기 15점의 탄소재의 두께 평균값을 산출한다.The average thickness of this carbon material is computable with the following procedure, for example. First, the negative electrode active material particles are observed at an arbitrary magnification with a TEM (transmission electron microscope). As for this magnification, the magnification which can confirm the thickness of a carbon material visually is preferable so that thickness can be measured. Then, 15 arbitrary points WHEREIN: The thickness of a carbon material is measured. In this case, it is preferable to set the measurement positions at random widely, without concentrating on a specific place as much as possible. Finally, the thickness average value of the 15 points|pieces of the carbon material is computed.

탄소재의 피복률은 특별히 한정되지 않지만, 가능한 한 높은 편이 바람직하다. 피복률이 30% 이상이면, 전기 전도성이 더 향상되기 때문에 바람직하다. 탄소재의 피복 방법은 특별히 한정되지 않지만, 당탄화법, 탄화수소 가스의 열 분해법이 바람직하다. 왜냐하면, 피복률을 향상시킬 수 있기 때문이다.Although the coverage of a carbon material is not specifically limited, The one as high as possible is preferable. If the coverage is 30% or more, it is preferable because the electrical conductivity further improves. Although the coating method of a carbon material is not specifically limited, The sugar carbonization method and the thermal decomposition method of hydrocarbon gas are preferable. This is because the coverage can be improved.

또한, 부극 활물질층에 포함되는 부극 결착제로서는, 예를 들어 고분자 재료, 합성 고무 등 중 어느 1종류 이상을 사용할 수 있다. 고분자 재료는, 예를 들어 폴리불화비닐리덴, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 아라미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산리튬, 카르복시메틸셀룰로오스 등이다. 합성 고무는, 예를 들어 스티렌부타디엔계 고무, 불소계 고무, 에틸렌프로필렌디엔 등이다.Moreover, as a negative electrode binder contained in a negative electrode active material layer, any one or more types, such as a polymer material and synthetic rubber, can be used, for example. The polymer material is, for example, polyvinylidene fluoride, polyimide, polyamideimide, aramid, polyacrylic acid, lithium polyacrylate, carboxymethyl cellulose or the like. Synthetic rubber is, for example, a styrene-butadiene-type rubber, a fluorine-type rubber, ethylene propylene diene, etc.

부극 도전 보조제로서는, 예를 들어 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 흑연, 케첸 블랙, 카본 나노 튜브, 카본 나노파이버 등의 탄소 재료 중 어느 1종 이상을 사용할 수 있다.As a negative electrode conductive support agent, any 1 or more types of carbon materials, such as carbon black, acetylene black, graphite, Ketjen black, a carbon nanotube, and a carbon nanofiber, can be used, for example.

부극 활물질층은, 예를 들어 도포법으로 형성된다. 도포법이란, 부극 활물질 입자와 상기 결착제 등, 또한 필요에 따라 도전 보조제, 탄소 재료를 혼합한 후에, 유기 용제나 물 등에 분산시켜 도포하는 방법이다.The negative electrode active material layer is formed, for example, by a coating method. The coating method is a method of dispersing the negative electrode active material particles, the binder, and the like, and, if necessary, a conductive auxiliary agent and a carbon material, and then dispersing them in an organic solvent, water, or the like.

[부극의 제조 방법][Method for manufacturing negative electrode]

부극은, 예를 들어 이하의 수순에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 부극에 사용하는 부극 활물질의 제조 방법을 설명한다. 최초로, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 제조한다. 다음에, 규소 화합물 입자에 Li를 삽입하여 Li 화합물을 함유시킨다. 이와 같이 하여, 부극 활물질 입자를 제조한다. 다음으로, 제조된 부극 활물질 입자에, Al 원소 및 Na 원소를, Al 원소와 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이 하기 식 1을 만족하도록 포함시킨다. 그리고, Al 원소 및 Na 원소를 포함한 부극 활물질 입자를 사용하여, 부극 활물질을 제조한다.A negative electrode can be manufactured by the following procedure, for example. First, the manufacturing method of the negative electrode active material used for a negative electrode is demonstrated. First, silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x : 0.5≤x≤1.6) are prepared. Next, Li is inserted into the silicon compound particles to contain the Li compound. In this way, negative electrode active material particles are produced. Next, an Al element and an Na element are included in the prepared negative electrode active material particles so that a mass ratio M Na /M Al of the Al element and the Na element satisfies the following formula (1). And the negative electrode active material is manufactured using the negative electrode active material particle containing Al element and Na element.

<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61

보다 구체적으로는 이하와 같이 부극 활물질을 제조할 수 있다. 우선, 산화규소 가스를 발생하는 원료를 불활성 가스의 존재 하, 감압 하에서 900℃ 내지 1600℃의 온도 범위에서 가열하고, 산화규소 가스를 발생시킨다. 금속 규소 분말의 표면 산소 및 반응로 중의 미량 산소의 존재를 고려하면, 혼합 몰비가, 0.8<금속 규소 분말/이산화규소 분말<1.3의 범위인 것이 바람직하다.More specifically, the negative electrode active material can be manufactured as follows. First, a raw material for generating silicon oxide gas is heated in a temperature range of 900°C to 1600°C under reduced pressure in the presence of an inert gas to generate silicon oxide gas. Considering the surface oxygen of the metallic silicon powder and the presence of trace oxygen in the reaction furnace, it is preferable that the mixing molar ratio be in the range of 0.8<metal silicon powder/silicon dioxide powder<1.3.

발생된 산화규소 가스는 흡착판 상에서 고체화되어 퇴적된다. 다음에, 반응로 내 온도를 100℃ 이하로 내린 상태에서 산화규소의 퇴적물을 취출하고, 볼 밀, 제트 밀 등을 사용하여 분쇄하고, 분말화를 행한다. 이와 같이 하여 얻어진 분말을 분급해도 된다. 본 발명에서는, 분쇄 공정 및 분급 공정 시에 규소 화합물 입자의 입도 분포를 조정할 수 있다. 이상과 같이 하여, 규소 화합물 입자를 제작할 수 있다. 또한, 규소 화합물 입자 중의 Si 결정자는, 기화 온도의 변경, 또는 생성 후의 열처리로 제어할 수 있다.The generated silicon oxide gas is solidified and deposited on the suction plate. Next, the silicon oxide deposit is taken out in the state which lowered|reduced the internal temperature of a reaction furnace to 100 degrees C or less, and it grind|pulverizes using a ball mill, a jet mill, etc., and performs pulverization. You may classify the powder obtained in this way. In the present invention, the particle size distribution of the silicon compound particles can be adjusted at the time of the pulverization step and the classification step. As described above, silicon compound particles can be produced. In addition, Si crystallites in the silicon compound particles can be controlled by changing the vaporization temperature or heat treatment after generation.

여기서, 규소 화합물 입자의 표층에 탄소재의 층을 생성해도 된다. 탄소재의 층을 생성하는 방법으로는, 열 분해 CVD법이 바람직하다. 열 분해 CVD법으로 탄소재의 층을 생성하는 방법에 대하여 설명한다.Here, you may produce|generate the layer of a carbon material in the surface layer of a silicon compound particle. As a method of producing the carbon material layer, the thermal decomposition CVD method is preferable. A method for producing a carbon material layer by thermal decomposition CVD method will be described.

우선, 규소 화합물 입자를 로 내에 세트한다. 다음으로, 로 내에 탄화수소 가스를 도입하고, 로 내 온도를 승온시킨다. 분해 온도는 특별히 한정하지 않지만, 1200℃ 이하가 바람직하고, 더 바람직한 것은 950℃ 이하이다. 분해 온도를 1200℃ 이하로 함으로써, 활물질 입자의 의도하지 않는 불균화를 억제할 수 있다. 소정의 온도까지 로 내 온도를 승온시킨 후에, 규소 화합물 입자의 표면에 탄소층을 생성한다. 또한, 탄소재의 원료가 되는 탄화수소 가스는, 특별히 한정하지 않지만, CnHm 조성에 있어서 n≤3인 것이 바람직하다. n≤3이면, 제조 비용을 낮출 수 있고, 또한 분해 생성물의 물성을 양호하게 할 수 있다.First, silicon compound particles are set in a furnace. Next, hydrocarbon gas is introduced into the furnace, and the temperature inside the furnace is raised. Although the decomposition temperature is not specifically limited, 1200 degrees C or less is preferable, More preferably, it is 950 degrees C or less. By setting the decomposition temperature to 1200°C or less, unintended disproportionation of the active material particles can be suppressed. After raising the furnace temperature to a predetermined temperature, a carbon layer is formed on the surface of the silicon compound particles. In addition, although the hydrocarbon gas used as a raw material of a carbon material is although it does not specifically limit, It is preferable that n < =3 in C n H m composition. If n≤3, the manufacturing cost can be lowered and the physical properties of the decomposition product can be improved.

다음에, 상기한 바와 같이 제작한 규소 활물질 입자에, Li를 삽입하여 Li 화합물을 함유시킨다. 이때에, Li 화합물로서, Li2Si2O5, Li2SiO3, Li4SiO4 중 적어도 1종 이상을 함유시키는 것이 바람직하다. 이들과 같은 Li 실리케이트를 얻기 위하여, Li의 삽입은 산화 환원법에 의해 행하는 것이 바람직하다.Next, Li is inserted into the silicon active material particles prepared as described above to contain a Li compound. At this time, it is preferable to contain at least 1 or more types of Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , and Li 4 SiO 4 as the Li compound. In order to obtain such Li silicates, the insertion of Li is preferably performed by a redox method.

산화 환원법에 의한 개질에서는, 예를 들어 먼저, 에테르 용매에 리튬을 용해한 용액 A에 규소 활물질 입자를 침지함으로써, 리튬을 삽입할 수 있다. 이 용액 A에 추가로 다환 방향족 화합물 또는 직쇄 폴리페닐렌 화합물을 포함시켜도 된다. 리튬의 삽입 후, 다환 방향족 화합물이나 그의 유도체를 포함하는 용액 B에 규소 활물질 입자를 침지함으로써, 규소 활물질 입자로부터 활성의 리튬을 탈리할 수 있다. 이 용액 B의 용매는 예를 들어, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 알코올계 용매, 아민계 용매, 또는 이들의 혼합 용매를 사용할 수 있다. 또는 용액 A에 침지시킨 후, 얻어진 규소 활물질 입자를 400 내지 800℃ 불활성 가스 하에서 열처리해도 된다. 열처리하는 것에 Li 화합물을 안정화할 수 있다. 그 후, 알코올, 탄산리튬을 용해한 알카리수, 약산, 또는 순수 등으로 세정하는 방법 등으로 세정해도 된다.In the modification by the redox method, lithium can be inserted, for example, by first immersing the silicon active material particles in a solution A in which lithium is dissolved in an ether solvent. The solution A may further contain a polycyclic aromatic compound or a linear polyphenylene compound. After the insertion of lithium, active lithium can be desorbed from the silicon active material particles by immersing the silicon active material particles in a solution B containing a polycyclic aromatic compound or a derivative thereof. As the solvent of the solution B, for example, an ether-based solvent, a ketone-based solvent, an ester-based solvent, an alcohol-based solvent, an amine-based solvent, or a mixed solvent thereof can be used. Alternatively, after being immersed in the solution A, the obtained silicon active material particles may be heat-treated under an inert gas at 400 to 800°C. The Li compound can be stabilized by heat treatment. Then, you may wash|clean by the method of washing|cleaning with alcohol, alkaline water in which lithium carbonate was melt|dissolved, weak acid, pure water, etc.

용액 A에 사용하는 에테르계 용매로서는, 디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 또는 이들의 혼합 용매 등을 사용할 수 있다. 이 중에서도 특히 테트라히드로푸란, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 용매는, 탈수되어 있는 것이 바람직하고, 탈산소되어 있는 것이 바람직하다.Examples of the ether solvent used in the solution A include diethyl ether, tert-butylmethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol. Dimethyl ether or a mixed solvent thereof may be used. Among these, it is particularly preferable to use tetrahydrofuran, dioxane and 1,2-dimethoxyethane. It is preferable that these solvents are dehydrated, and it is preferable that it is deoxygenated.

또한, 용액 A에 포함되는 다환 방향족 화합물로서는, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 나프타센, 펜타센, 피렌, 피센, 트리페닐렌, 코로넨, 크리센 및 이들의 유도체 중 1종류 이상을 사용할 수 있고, 직쇄 폴리페닐렌 화합물로서는, 비페닐, 터페닐 및 이들 유도체 중 1종류 이상을 사용할 수 있다.In addition, as the polycyclic aromatic compound contained in the solution A, one or more of naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene, pentacene, pyrene, picene, triphenylene, coronene, chrysene and derivatives thereof can be used. , As the straight-chain polyphenylene compound, at least one of biphenyl, terphenyl and derivatives thereof can be used.

용액 B에 포함되는 다환 방향족 화합물로서는, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 나프타센, 펜타센, 피렌, 피센, 트리페닐렌, 코로넨, 크리센 및 이들의 유도체 중 1종류 이상을 사용할 수 있다.As the polycyclic aromatic compound contained in the solution B, at least one of naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene, pentacene, pyrene, picene, triphenylene, coronene, chrysene and derivatives thereof can be used.

또한, 용액 B의 에테르계 용매로서는, 디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르 및 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르 등을 사용할 수 있다.Further, examples of the ether solvent for solution B include diethyl ether, tert-butylmethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol. Dimethyl ether and the like can be used.

케톤계 용매로서는, 아세톤, 아세토페논 등을 사용할 수 있다.As a ketone solvent, acetone, acetophenone, etc. can be used.

에스테르계 용매로서는, 포름산메틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산 프로필 및 아세트산이소프로필 등을 사용할 수 있다.As an ester solvent, methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, etc. can be used.

알코올계 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 이소프로필알코올 등을 사용할 수 있다.As an alcohol solvent, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, etc. can be used.

아민계 용매로서는, 메틸아민, 에틸아민 및 에틸렌디아민 등을 사용할 수 있다.As an amine solvent, methylamine, ethylamine, ethylenediamine, etc. can be used.

그 밖에도, 열 도프법에 의해, 규소 활물질 입자에 Li를 삽입해도 된다. 열 도프법에 의한 개질에서는, 예를 들어 규소 활물질 입자를 LiH 분말이나 Li 분말과 혼합하여, 비산화 분위기 하에서 가열을 함으로써 개질 가능하다. 비산화 분위기로서는, 예를 들어 Ar 분위기 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 먼저, Ar 분위기 하에서 LiH 분말 또는 Li 분말과 산화규소 분말을 충분히 섞고, 밀봉을 행하여, 밀봉한 용기마다 교반함으로써 균일화한다. 그 후, 700℃ 내지 750℃의 범위로 가열해 개질을 행한다. 또한 이 경우, Li를 규소 화합물로부터 탈리하기 위해서는, 가열 후의 분말을 충분히 냉각시키고, 그 후 알코올이나 알카리수, 약산이나 순수로 세정해도 된다.In addition, you may insert Li into the silicon active material particle by the thermal doping method. In the modification by the thermal doping method, for example, the silicon active material particles are mixed with LiH powder or Li powder, and the modification is possible by heating in a non-oxidizing atmosphere. As the non-oxidizing atmosphere, for example, an Ar atmosphere or the like can be used. More specifically, first, LiH powder or Li powder and silicon oxide powder are sufficiently mixed in an Ar atmosphere, sealed, and homogenized by stirring for each sealed container. Then, it reforms by heating in the range of 700 degreeC - 750 degreeC. In this case, in order to desorb Li from the silicon compound, the powder after heating may be sufficiently cooled, and then washed with alcohol, alkaline water, weak acid, or pure water.

또한, 열 도프법에 의해 개질을 행한 경우, 규소 화합물 입자로부터 얻어지는 29Si-MAS-NMR 스펙트럼은 산화 환원법을 사용한 경우와는 상이하다. 도 2에 산화 환원법에 의해 개질을 행한 경우에 규소 화합물 입자로부터 측정되는 29Si-MAS-NMR 스펙트럼의 일례를 나타낸다. 도 2에 있어서, -75ppm 부근에 부여되는 피크가 Li2SiO3에서 유래하는 피크이며, -80 내지 -100ppm에 부여되는 피크가 Si에서 유래하는 피크이다. 또한, -80 내지 -100ppm에 걸쳐서, Li2SiO3, Li4SiO4 이외의 Li 실리케이트의 피크를 갖는 경우도 있다.In addition, when reforming is performed by the thermal doping method, the 29 Si-MAS-NMR spectrum obtained from the silicon compound particles is different from the case where the redox method is used. An example of the 29 Si-MAS-NMR spectrum measured from the silicon compound particle when reforming by the redox method in FIG. 2 is shown. In FIG. 2, a peak given near -75 ppm is a peak derived from Li 2 SiO 3 , and a peak given at -80 to -100 ppm is a peak derived from Si. Moreover, it may have a peak of Li silicates other than Li 2 SiO 3 and Li 4 SiO 4 over -80 to -100 ppm.

또한, 도 3에 열 도프법에 의해 개질을 행한 경우에 규소 화합물 입자로부터 측정되는 29Si-MAS-NMR 스펙트럼의 일례를 나타낸다. 도 3에 있어서, -75ppm 부근에 부여되는 피크가 Li2SiO3에서 유래하는 피크이며, -80 내지 -100ppm에 부여되는 피크가 Si에서 유래하는 피크이다. 또한, -80 내지 -100ppm에 걸쳐서, Li2SiO3, Li4SiO4 이외의 Li 실리케이트의 피크를 갖는 경우도 있다. 또한, XPS 스펙트럼으로부터, Li4SiO4의 피크를 확인할 수 있다. In addition, an example of the 29 Si-MAS-NMR spectrum measured from silicon compound particle|grains when modifying by the thermal dope method is shown in FIG. In FIG. 3 , a peak given near -75 ppm is a peak derived from Li 2 SiO 3 , and a peak given at -80 to -100 ppm is a peak derived from Si. Moreover, it may have a peak of Li silicates other than Li 2 SiO 3 and Li 4 SiO 4 over -80 to -100 ppm. In addition, the peak of Li 4 SiO 4 can be confirmed from the XPS spectrum.

다음에, 부극 활물질 입자에, Al 원소 및 Na 원소를, Al 원소와 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이 상기 식 1을 만족하도록 포함시킨다.Next, an Al element and an Na element are included in the negative electrode active material particles so that the mass ratio M Na /M Al of the Al element and the Na element satisfies the above formula (1).

보다 구체적으로는, 폴리아크릴산Na의 수용액에 인산알루미늄을 분산시키고, 이 분산액을 부극 활물질 입자의 표면에 분사해 코팅함으로써, 부극 활물질 입자에 Al 원소 및 Na 원소를 함유시킬 수 있다. 또한, 단위 질량당의 폴리아크릴산Na 분말에 존재하는 Na 원소의 질량이 결정되어 있기 때문에, 수용액에 용해시키는 폴리아크릴산Na 분말량을 조정함으로써, Na 원소의 함유량을 조정할 수 있다. 단위 질량당의 인산 알루미늄에 존재하는 Al 원소의 질량도 결정되어 있기 때문에, 상기한 바와 마찬가지로, 인산 알루미늄의 양에 의해 Al 원소의 함유량을 조정할 수 있다. 즉, 질량비 MNa/MAl은, 폴리아크릴산Na와 인산 알루미늄의 첨가량을 조정함으로써, 식 1의 범위로 할 수 있다.More specifically, by dispersing aluminum phosphate in an aqueous solution of Na polyacrylate, and spraying and coating the dispersion on the surface of the negative electrode active material particles, it is possible to make the negative electrode active material particles contain Al element and Na element. Moreover, since the mass of the Na element which exists in polyacrylic acid Na powder per unit mass is determined, content of Na element can be adjusted by adjusting the amount of polyacrylic acid Na powder dissolved in aqueous solution. Since the mass of the Al element present in the aluminum phosphate per unit mass is also determined, the content of the Al element can be adjusted by the amount of the aluminum phosphate as described above. That is, the mass ratio M Na /M Al can be set as the range of Formula 1 by adjusting the addition amount of polyacrylic acid Na and aluminum phosphate.

예를 들어, 규소 화합물 입자에 대하여 Na 원소를 0.12질량% 넣고 싶은 경우, 먼저, 규소 화합물 입자를 준비한다. 이때에 준비한 규소 화합물 입자의 질량을 측정해 둔다. 다음으로, 폴리아크릴산Na 수용액을 제작할 때에, 폴리아크릴산Na의 농도가, Na 환산으로 규소 화합물 입자의 질량에 대하여 0.12질량%(폴리아크릴산Na 환산으로 규소 화합물 입자에 대하여 0.5질량%)가 되도록 폴리아크릴산Na를 용해시킨다. 다음에, 이 폴리아크릴산Na 수용액에 질량비 MNa/MAl이 식 1을 만족하도록, 인산 알루미늄을 소정량 넣어서 분산액을 제작한다. 이와 같이 하여 제작한 분산액의 전부를 준비한 규소 화합물 입자를 분무하면 된다.For example, when it is desired to put 0.12 mass % of Na element with respect to a silicon compound particle, a silicon compound particle is prepared first. At this time, the mass of the prepared silicon compound particles is measured. Next, when preparing an aqueous polyacrylic acid Na aqueous solution, polyacrylic acid so that the concentration of polyacrylic acid Na is 0.12 mass % with respect to the mass of the silicon compound particles in terms of Na (0.5 mass % with respect to the silicon compound particles in terms of polyacrylic acid Na) Na is dissolved. Next, a predetermined amount of aluminum phosphate is added to the polyacrylic acid Na aqueous solution so that the mass ratio M Na /M Al satisfies Formula 1 to prepare a dispersion. What is necessary is just to spray the silicon compound particle which prepared all the dispersion liquids produced in this way.

이상과 같이 하여 제작한 부극 활물질을, 부극 결착제, 도전 보조제 등의 다른 재료와 혼합하여, 부극 합제로 한 후에, 유기 용제 또는 물 등을 첨가하여 슬러리로 한다. 다음으로 부극 집전체의 표면에, 상기 슬러리를 도포하고, 건조시켜, 부극 활물질층을 형성한다. 이때, 필요에 따라 가열 프레스 등을 행해도 된다. 이상과 같이 하여, 부극을 제작할 수 있다.After mixing the negative electrode active material produced as mentioned above with other materials, such as a negative electrode binder and a conductive support agent, and setting it as a negative electrode mixture, an organic solvent, water, etc. are added and it is set as a slurry. Next, on the surface of the negative electrode current collector, the slurry is applied and dried to form a negative electrode active material layer. At this time, you may perform hot press etc. as needed. As described above, a negative electrode can be produced.

<리튬 이온 이차 전지><Lithium Ion Secondary Battery>

다음에, 본 발명의 부극 활물질을 포함하는 리튬 이온 이차 전지에 대하여 설명한다. 여기에서는 구체예로서, 라미네이트 필름형의 리튬 이온 이차 전지를 예로 든다.Next, the lithium ion secondary battery containing the negative electrode active material of this invention is demonstrated. Here, as a specific example, the lithium ion secondary battery of a laminated film type is mentioned as an example.

[라미네이트 필름형의 리튬 이온 이차 전지의 구성][Configuration of Laminate Film Type Lithium Ion Secondary Battery]

도 4에 나타내는 라미네이트 필름형의 리튬 이온 이차 전지(20)는, 주로 시트상의 외장 부재(25)의 내부에 권회 전극체(21)가 수납된 것이다. 이 권회체는 정극, 부극간에 세퍼레이터를 갖고 권회된 것이다. 또한 정극, 부극간에 세퍼레이터를 갖고 적층체를 수납한 경우도 존재한다. 어느 전극체에 있어서도, 정극에 정극 리드(22)가 장착되고, 부극에 부극 리드(23)가 장착되어 있다. 전극체의 최외주부는 보호 테이프에 의해 보호되어 있다.In the laminate film-type lithium ion secondary battery 20 shown in FIG. 4 , the wound electrode body 21 is mainly housed inside the sheet-shaped exterior member 25 . This wound body is wound with a separator between the positive electrode and the negative electrode. Moreover, there exists a case where a laminated body is accommodated with a separator between a positive electrode and a negative electrode. In any electrode body, the positive electrode lead 22 is attached to the positive electrode, and the negative electrode lead 23 is attached to the negative electrode. The outermost periphery of the electrode body is protected by a protective tape.

정부극 리드는, 예를 들어 외장 부재(25)의 내부로부터 외부를 향하여 일 방향으로 도출되어 있다. 정극 리드(22)는, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 형성되고, 부극 리드(23)는, 예를 들어 니켈, 구리 등의 도전성 재료에 의해 형성된다.The positive and negative electrode leads are led out in one direction from the inside of the exterior member 25 toward the outside, for example. The positive electrode lead 22 is formed of, for example, a conductive material such as aluminum, and the negative electrode lead 23 is formed of, for example, a conductive material such as nickel and copper.

외장 부재(25)는, 예를 들어 융착층, 금속층, 표면 보호층이 이 순서대로 적층된 라미네이트 필름이고, 이 라미네이트 필름은 융착층이 전극체(21)와 대향하도록, 2매의 필름의 융착층에 있어서의 외주연부끼리가 융착, 또는 접착제 등으로 맞대어져 있다. 융착부는, 예를 들어 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 필름이며, 금속부는 알루미늄박 등이다. 보호층은 예를 들어, 나일론 등이다.The exterior member 25 is, for example, a laminate film in which a fusion layer, a metal layer, and a surface protection layer are laminated in this order. The outer periphery portions in the layers are butted against each other by fusion bonding or an adhesive or the like. The fusion-bonded portion is, for example, a film such as polyethylene or polypropylene, and the metal portion is aluminum foil or the like. The protective layer is, for example, nylon or the like.

외장 부재(25)와 정부극 리드 사이에는, 외기 침입 방지를 위해 밀착 필름(24)이 삽입되어 있다. 이 재료는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀 수지이다.An adhesive film 24 is inserted between the exterior member 25 and the positive and negative electrode leads to prevent intrusion of external air. The material is, for example, polyethylene, polypropylene or polyolefin resin.

[정극][Positive pole]

정극은, 예를 들어 도 1의 부극(10)과 동일하게, 정극 집전체의 양면 또는 편면에 정극 활물질층을 갖고 있다.The positive electrode has, for example, a positive electrode active material layer on both surfaces or one side of the positive electrode current collector, similarly to the negative electrode 10 of FIG. 1 .

정극 집전체는, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성재에 의해 형성되어 있다.The positive electrode current collector is made of, for example, a conductive material such as aluminum.

정극 활물질층은, 리튬 이온의 흡장 방출 가능한 정극재 중 어느 1종 또는 2종 이상을 포함하고 있고, 설계에 따라 결착제, 도전 보조제, 분산제 등의 다른 재료를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 결착제, 도전 보조제에 관한 상세는, 예를 들어 이미 기술한 부극 결착제, 부극 도전 보조제와 동일하다.The positive electrode active material layer contains any one or two or more types of positive electrode materials capable of intercalating and releasing lithium ions, and may contain other materials such as a binder, a conductive aid, and a dispersant according to design. In this case, the detail regarding a binder and a conductive support agent is the same as that of the negative electrode binder and negative electrode conductive support agent which were already described, for example.

정극 재료로서는, 리튬 함유 화합물이 바람직하다. 이 리튬 함유 화합물은, 예를 들어 리튬과 전이 금속 원소를 포함하는 복합 산화물, 또는 리튬과 전이 금속 원소를 갖는 인산 화합물을 들 수 있다. 이들 기술되는 정극재 중에서도 니켈, 철, 망간, 코발트 중 적어도 1종 이상을 갖는 화합물이 바람직하다. 이들의 화학식으로서, 예를 들어 LixM1O2 또는 LiyM2PO4로 표시된다. 식 중, M1, M2는 적어도 1종 이상의 전이 금속 원소를 나타낸다. x, y의 값은 전지 충방전 상태에 따라 상이한 값을 나타내지만, 일반적으로 0.05≤x≤1.10, 0.05≤y≤1.10으로 나타낸다.As the positive electrode material, a lithium-containing compound is preferable. Examples of the lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium and a transition metal element, or a phosphoric acid compound containing lithium and a transition metal element. Among these described positive electrode materials, compounds having at least one or more of nickel, iron, manganese and cobalt are preferable. As their chemical formula, for example, Li x M1O 2 or Li y M2PO 4 . In the formula, M1 and M2 represent at least one or more transition metal elements. The values of x and y show different values depending on the battery charge/discharge state, but are generally expressed as 0.05≤x≤1.10 and 0.05≤y≤1.10.

리튬과 전이 금속 원소를 갖는 복합 산화물로서는, 예를 들어 리튬 코발트 복합 산화물(LixCoO2), 리튬 니켈 복합 산화물(LixNiO2) 등을 들 수 있다. 리튬과 전이 금속 원소를 갖는 인산 화합물로서는, 예를 들어 리튬 철 인산화합물(LiFePO4) 또는 리튬 철 망간 인산화합물(LiFe1 - uMnuPO4(0<u<1)) 등을 들 수 있다. 이들의 정극재를 사용하면, 높은 전지 용량이 얻어짐과 함께, 우수한 사이클 특성도 얻어지기 때문이다.Examples of the composite oxide having lithium and a transition metal element include lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel composite oxide (Li x NiO 2 ), and the like. Examples of the phosphate compound having lithium and a transition metal element include lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) or lithium iron manganese phosphate (LiFe 1 - u Mn u PO 4 (0<u<1)). . This is because, when these positive electrode materials are used, high battery capacity is obtained and excellent cycle characteristics are also obtained.

[부극][Negative pole]

부극은, 상기 도 1의 리튬 이온 이차 전지용 부극(10)과 마찬가지의 구성을 갖고, 예를 들어 집전체(11)의 양면에 부극 활물질층(12)을 갖고 있다. 이 부극은, 정극 활물질제로부터 얻어지는 전기 용량(전지로서 충전 용량)에 대하여, 부극 충전 용량이 커지는 것이 바람직하다. 부극 상에서의 리튬 금속의 석출을 억제할 수 있기 때문이다.The negative electrode has a structure similar to that of the negative electrode 10 for a lithium ion secondary battery of FIG. 1 , and includes, for example, negative electrode active material layers 12 on both surfaces of the current collector 11 . It is preferable that this negative electrode has a large negative electrode charging capacity with respect to the electric capacity (charging capacity as a battery) obtained from the positive electrode active material. This is because precipitation of lithium metal on the negative electrode can be suppressed.

정극 활물질층은, 정극 집전체의 양면의 일부에 설치되어 있고, 부극 활물질층도 부극 집전체의 양면의 일부에 설치되어 있다. 이 경우, 예를 들어 부극 집전체 상에 설치된 부극 활물질층은 대향하는 정극 활물질층이 존재하지 않는 영역이 설치되어 있다. 이것은, 안정된 전지 설계를 행하기 위해서이다.The positive electrode active material layer is provided on a part of both surfaces of the positive electrode current collector, and the negative electrode active material layer is also provided on a part of both surfaces of the negative electrode current collector. In this case, for example, in the negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector, a region in which the opposite positive electrode active material layer does not exist is provided. This is for performing stable battery design.

비대향 영역, 즉, 상기 부극 활물질층과 정극 활물질층이 대향하지 않는 영역에서는, 충방전의 영향을 받을 일이 거의 없다. 그 때문에 부극 활물질층의 상태가 형성 직후인 채로 유지된다. 이에 의해 부극 활물질의 조성 등, 충방전의 유무에 의존하지 않고 양호한 재현성으로 조성 등을 정확하게 조사할 수 있다.In a non-opposite region, that is, in a region where the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer do not face each other, it is hardly affected by charging and discharging. Therefore, the state of the negative electrode active material layer is maintained immediately after formation. Thereby, the composition etc. can be accurately investigated with good reproducibility, irrespective of the presence or absence of charging/discharging, such as a composition of a negative electrode active material.

[세퍼레이터][Separator]

세퍼레이터는 정극, 부극을 격리하여, 양극(兩極) 접촉에 수반하는 전류 단락을 방지하면서, 리튬 이온을 통과시키는 것이다. 이 세퍼레이터는, 예를 들어 합성 수지, 또는 세라믹을 포함하는 다공질막에 의해 형성되어 있고, 2종 이상의 다공질막이 적층된 적층 구조를 가져도 된다. 합성 수지로서 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 들 수 있다.A separator separates a positive electrode and a negative electrode, and allows lithium ions to pass while preventing the electric current short circuit accompanying positive electrode contact. This separator is formed of, for example, a porous film containing a synthetic resin or ceramic, and may have a laminated structure in which two or more types of porous films are laminated. As a synthetic resin, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, etc. are mentioned, for example.

[전해액][electrolyte]

활물질층의 적어도 일부, 또는 세퍼레이터에는, 액상의 전해질(전해액)이 함침되어 있다. 이 전해액은, 용매 중에 전해질염이 용해되어 있고, 첨가제 등 다른 재료를 포함하고 있어도 된다.At least a part of the active material layer or the separator is impregnated with a liquid electrolyte (electrolyte solution). In this electrolyte solution, the electrolyte salt is melt|dissolved in the solvent, and it may contain other materials, such as an additive.

용매는, 예를 들어 비수용매를 사용할 수 있다. 비수용매로서는, 예를 들어 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산부틸렌, 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸, 탄산메틸프로필, 1,2-디메톡시에탄 또는 테트라히드로푸란 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸 중 적어도 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 더 좋은 특성이 얻어지기 때문이다. 또한 이 경우, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌 등의 고점도 용매와, 탄산디메틸, 탄산에틸메틸, 탄산디에틸 등의 저점도 용매를 조합함으로써, 보다 우위인 특성을 얻을 수 있다. 전해질염의 해리성이나 이온 이동도가 향상되기 때문이다.As the solvent, for example, a non-aqueous solvent can be used. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane or tetrahydrofuran. Among these, it is preferable to use at least one or more of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. This is because better characteristics are obtained. In this case, by combining a high-viscosity solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate with a low-viscosity solvent such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, or diethyl carbonate, superior characteristics can be obtained. This is because the dissociation properties and ion mobility of the electrolyte salt are improved.

합금계 부극을 사용하는 경우, 특히 용매로서, 할로겐화 쇄상 탄산에스테르, 또는 할로겐화 환상 탄산에스테르 중 적어도 1종을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 충방전시, 특히 충전 시에 있어서, 부극 활물질 표면에 안정된 피막이 형성된다. 여기서, 할로겐화 쇄상 탄산에스테르란, 할로겐을 구성 원소로서 갖는(적어도 하나의 수소가 할로겐에 의해 치환된) 쇄상 탄산에스테르이다. 또한, 할로겐화 환상 탄산에스테르란, 할로겐을 구성 원소로서 갖는(즉, 적어도 하나의 수소가 할로겐에 의해 치환된) 환상 탄산에스테르이다.In the case of using an alloy-based negative electrode, it is particularly preferable to include, as a solvent, at least one of a halogenated chain carbonate and a halogenated cyclic carbonate. Thereby, a stable film is formed on the surface of the negative electrode active material during charging and discharging, particularly during charging. Here, the halogenated chain carbonate ester is a chain carbonate ester having a halogen as a constituent element (at least one hydrogen is substituted with a halogen). In addition, halogenated cyclic carbonate ester is cyclic carbonate ester which has halogen as a structural element (that is, at least 1 hydrogen was substituted by halogen).

할로겐의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 불소가 바람직하다. 이것은, 다른 할로겐보다도 양질인 피막을 형성하기 때문이다. 또한, 할로겐 수는 많을수록 바람직하다. 이것은, 얻어지는 피막이 보다 안정적이어서, 전해액의 분해 반응이 저감되기 때문이다.Although the kind of halogen is not specifically limited, Fluorine is preferable. This is because a film of better quality than other halogens is formed. Moreover, it is so preferable that there are many halogen numbers. This is because the film obtained is more stable, and the decomposition reaction of electrolyte solution is reduced.

할로겐화 쇄상 탄산에스테르는, 예를 들어 탄산플루오로메틸메틸, 탄산디플루오로메틸메틸 등을 들 수 있다. 할로겐화 환상 탄산에스테르로서는, 4-플루오로-1,3-디옥솔란-2-온, 4,5-디플루오로-1,3-디옥솔란-2-온 등을 들 수 있다.Examples of the halogenated chain carbonate ester include fluoromethylmethyl carbonate and difluoromethylmethyl carbonate. Examples of the halogenated cyclic carbonate include 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one.

용매 첨가물로서, 불포화 탄소 결합 환상 탄산에스테르를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 충방전 시에 부극 표면에 안정된 피막이 형성되고, 전해액의 분해 반응을 억제할 수 있기 때문이다. 불포화 탄소 결합 환상 탄산에스테르로서, 예를 들어 탄산비닐렌 또는 탄산비닐에틸렌 등을 들 수 있다.As a solvent additive, it is preferable to contain the unsaturated carbon-bonded cyclic carbonate ester. This is because a stable film is formed on the surface of the negative electrode during charging and discharging, and the decomposition reaction of the electrolyte can be suppressed. As unsaturated carbon-bonded cyclic carbonate ester, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, etc. are mentioned, for example.

또한 용매 첨가물로서, 술톤(환상 술폰산에스테르)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 전지의 화학적 안정성이 향상되기 때문이다. 술톤으로서는, 예를 들어 프로판술톤, 프로펜술톤을 들 수 있다.Moreover, it is preferable to contain sultone (cyclic sulfonic acid ester) as a solvent additive. This is because the chemical stability of the battery is improved. Examples of the sultone include propane sultone and propene sultone.

또한, 용매는, 산 무수물을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 전해액의 화학적 안정성이 향상되기 때문이다. 산 무수물로서는, 예를 들어 프로판디술폰산 무수물을 들 수 있다.Moreover, it is preferable that the solvent contains the acid anhydride. This is because the chemical stability of the electrolyte is improved. As an acid anhydride, propanedisulfonic acid anhydride is mentioned, for example.

전해질염은, 예를 들어 리튬염 등의 경금속염 중 어느 1종류 이상 포함할 수 있다. 리튬염으로서, 예를 들어 육불화인산리튬(LiPF6), 사불화붕산리튬(LiBF4) 등을 들 수 있다.The electrolyte salt may contain, for example, any one or more types of light metal salts such as lithium salt. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ).

전해질염의 함유량은, 용매에 대하여 0.5mol/kg 이상 2.5mol/kg 이하인 것이 바람직하다. 높은 이온 전도성이 얻어지기 때문이다.It is preferable that content of electrolyte salt is 0.5 mol/kg or more and 2.5 mol/kg or less with respect to a solvent. This is because high ionic conductivity is obtained.

[라미네이트 필름형 이차 전지의 제조 방법][Manufacturing method of laminated film type secondary battery]

본 발명에서는, 상기한 본 발명의 부극 활물질의 제조 방법에 의해 제조된 부극 활물질을 사용하여 부극을 제작할 수 있고, 해당 제작된 부극을 사용하여 리튬 이온 이차 전지를 제조할 수 있다.In the present invention, a negative electrode can be produced using the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention described above, and a lithium ion secondary battery can be manufactured using the produced negative electrode.

최초로 상기 정극재를 사용하여 정극 전극을 제작한다. 먼저, 정극 활물질과, 필요에 따라 결착제, 도전 보조제 등을 혼합하여 정극 합제로 한 후, 유기 용제에 분산시켜 정극 합제 슬러리로 한다. 계속해서, 나이프 롤 또는 다이 헤드를 갖는 다이 코터 등의 코팅 장치로 정극 집전체에 합제 슬러리를 도포하고, 열풍 건조시켜 정극 활물질층을 얻는다. 마지막으로, 롤 프레스기 등으로 정극 활물질층을 압축 성형한다. 이때, 가열해도 되고, 또한 가열 또는 압축을 복수회 반복해도 된다.First, a positive electrode is manufactured using the positive electrode material. First, a positive electrode active material and, if necessary, a binder, a conductive auxiliary agent, etc. are mixed to make a positive mixture, and then dispersed in an organic solvent to obtain a positive electrode mixture slurry. Then, the mixture slurry is apply|coated to a positive electrode collector with coating apparatus, such as a die coater which has a knife roll or a die head, and it is made to dry with hot air, and a positive electrode active material layer is obtained. Finally, the positive electrode active material layer is compression-molded with a roll press machine or the like. At this time, you may heat and you may repeat heating or compression in multiple times.

이어서, 상기 리튬 이온 이차 전지용 부극(10)의 제작과 마찬가지의 작업 수순을 사용하여, 부극 집전체에 부극 활물질층을 형성하고 부극을 제작한다.Next, a negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector and a negative electrode is produced using the same operation procedure as in the production of the negative electrode 10 for lithium ion secondary batteries.

정극 및 부극을 제작할 때에, 정극 및 부극 집전체의 양면에 각각의 활물질층을 형성한다. 이때, 어느 전극에 있어서도 양면부의 활물질 도포 길이가 어긋나 있어도 된다(도 1을 참조).When producing the positive electrode and the negative electrode, respective active material layers are formed on both surfaces of the positive electrode and the negative electrode current collector. At this time, also in any electrode, the active material application|coating length of both surfaces may shift|deviate (refer FIG. 1).

계속해서, 전해액을 조정한다. 계속해서, 초음파 용접 등에 의해, 정극 집전체에 정극 리드(22)를 장착함과 함께, 부극 집전체에 부극 리드(23)를 장착한다. 계속해서, 정극과 부극을 세퍼레이터를 통하여 적층, 또는 권회시켜 권회 전극체(21)를 제작하고, 그의 최외주부에 보호 테이프를 접착시킨다. 이어서, 편평한 형상이 되도록 권회체를 성형한다. 계속해서, 접은 필름상의 외장 부재(25) 사이에 권회 전극체를 끼워 넣은 후, 열 융착법에 의해 외장 부재의 절연부끼리를 접착시키고, 한 방향만 해방 상태에서, 권회 전극체를 봉입한다. 정극 리드, 및 부극 리드와 외장 부재 사이에 밀착 필름을 삽입한다. 해방부로부터 상기 조정한 전해액을 소정량 투입하고, 진공 함침을 행한다. 함침 후, 해방부를 진공 열 융착법에 의해 접착시킨다. 이상과 같이 하여, 라미네이트 필름형의 리튬 이온 이차 전지(20)를 제조할 수 있다.Then, the electrolyte is adjusted. Subsequently, the positive electrode lead 22 is attached to the positive electrode current collector and the negative electrode lead 23 is attached to the negative electrode current collector by ultrasonic welding or the like. Then, the positive electrode and the negative electrode are laminated or wound through a separator to produce the wound electrode body 21, and a protective tape is adhered to the outermost periphery thereof. Next, the wound body is molded so as to have a flat shape. Subsequently, after sandwiching the wound electrode body between the folded film-shaped exterior members 25, the insulating parts of the exterior member are adhered to each other by a heat fusion method, and the wound electrode body is sealed in a state of being released in only one direction. An adhesive film is inserted between the positive electrode lead and the negative electrode lead and the exterior member. A predetermined amount of the adjusted electrolytic solution is injected from the release unit, and vacuum impregnation is performed. After impregnation, the release portion is adhered by vacuum heat sealing method. As mentioned above, the lithium ion secondary battery 20 of a laminate film type can be manufactured.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.

(실시예 1-1)(Example 1-1)

이하의 수순에 의해, 도 4에 나타낸 라미네이트 필름형의 리튬 이온 이차 전지(20)를 제작했다.With the following procedure, the lithium ion secondary battery 20 of the laminate film type shown in FIG. 4 was produced.

최초로 정극을 제작했다. 정극 활물질은 리튬니켈코발트 복합 산화물인 LiNi0.7Co0.25Al0.05O를 95질량%와, 정극 도전 보조제 2.5질량%와, 정극 결착제(폴리불화비닐리덴: PVDF) 2.5질량%를 혼합하여, 정극 합제로 했다. 계속하여 정극 합제를 유기 용제(N-메틸-2-피롤리돈: NMP)에 분산시켜 페이스트상의 슬러리로 했다. 계속하여 다이헤드를 갖는 코팅 장치로 정극 집전체의 양면에 슬러리를 도포하고, 열풍식 건조 장치로 건조했다. 이때 정극 집전체는 두께 15㎛인 것을 사용했다. 마지막으로 롤 프레스로 압축 성형을 행했다.The first positive electrode was produced. The positive electrode active material is lithium nickel cobalt composite oxide LiNi 0.7 Co 0.25 Al 0.05 O 95 mass%, positive electrode conductive auxiliary agent 2.5 mass%, positive electrode binder (polyvinylidene fluoride: PVDF) 2.5 mass% mixed, positive mix did with Subsequently, the positive mix was dispersed in an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone: NMP) to obtain a paste-like slurry. Then, the slurry was apply|coated to both surfaces of the positive electrode collector with the coating apparatus which has a die head, and it dried with the hot air drying apparatus. At this time, a positive electrode current collector having a thickness of 15 µm was used. Finally, compression molding was performed with a roll press.

다음으로 부극을 제작했다. 먼저, 부극 활물질을 이하와 같이 하여 제작했다. 금속 규소와 이산화규소를 혼합한 원료를 반응로에 도입하고, 10Pa의 진공도의 분위기 중에서 기화시킨 것을 흡착판 상에 퇴적시켜, 충분히 냉각한 후, 퇴적물을 취출하여 볼 밀로 분쇄했다. 이와 같이 하여 얻은 규소 화합물 입자의 SiOx의 x의 값은 0.5였다. 계속해서, 규소 화합물 입자의 입경을 분급에 의해 조정했다. 그 후, 열 분해 CVD를 행함으로써, 규소 화합물 입자의 표면에 탄소재를 피복했다.Next, a negative electrode was produced. First, the negative electrode active material was produced as follows. A raw material in which metallic silicon and silicon dioxide were mixed was introduced into a reaction furnace, and the vaporized material was deposited on a suction plate in an atmosphere of a vacuum degree of 10 Pa. After cooling sufficiently, the deposit was taken out and pulverized with a ball mill. As such a silicon compound SiO x value of x of the particles obtained was 0.5. Then, the particle size of the silicon compound particle was adjusted by classification. Then, the carbon material was coat|covered on the surface of the silicon compound particle by performing thermal decomposition CVD.

계속해서, 탄소 피막을 피복한 규소 화합물 입자(부극 활물질 입자)에 대하여 산화 환원법에 의해 리튬을 삽입해 개질을 행했다. 먼저, 부극 활물질 입자를, 리튬편과, 방향족 화합물인 나프탈렌을 테트라히드로푸란(이하, THF라고 호칭한다)에 용해시킨 용액(용액 C)에 침지했다. 이 용액 C는 THF 용매에 나프탈렌을 0.2mol/L의 농도로 용해시킨 후에, 이 THF와 나프탈렌의 혼합액에 대하여 10질량%의 질량 분의 리튬편을 가함으로써 제작했다. 또한, 부극 활물질 입자를 침지할 때의 용액 온도는 20℃에서, 침지 시간은 20시간으로 했다. 그 후, 부극 활물질 입자를 여과 취출했다. 이상의 처리에 의해 부극 활물질 입자에 리튬을 삽입했다.Subsequently, the silicon compound particles (negative electrode active material particles) coated with the carbon film were reformed by inserting lithium by the oxidation-reduction method. First, the negative electrode active material particles were immersed in a solution (solution C) in which lithium pieces and naphthalene, which is an aromatic compound, were dissolved in tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF). This solution C was prepared by dissolving naphthalene in a THF solvent at a concentration of 0.2 mol/L, and then adding a lithium piece for a mass of 10% by mass to the mixed solution of THF and naphthalene. In addition, the solution temperature at the time of immersing negative electrode active material particle|grains was 20 degreeC, and immersion time was 20 hours. Thereafter, the negative electrode active material particles were taken out by filtration. Lithium was inserted into the negative electrode active material particles by the above treatment.

계속해서, 얻어진 부극 활물질 입자를 아르곤 분위기 하 600℃에서 24시간 열처리를 행하여 Li 화합물의 안정화를 행했다.Then, the obtained negative electrode active material particle|grains were heat-processed at 600 degreeC in argon atmosphere for 24 hours, and Li compound was stabilized.

다음으로, 부극 활물질 입자를 세정 처리하고, 세정 처리 후의 부극 활물질 입자를 감압 하에서 건조 처리했다. 이와 같이 하여, 부극 활물질 입자의 개질을 행했다. 이상의 처리에 의해, 부극 활물질 입자를 제작했다.Next, the negative electrode active material particles were washed, and the washed negative electrode active material particles were dried under reduced pressure. In this way, the negative electrode active material particles were modified. By the above process, negative electrode active material particle|grains were produced.

다음에, 부극 활물질 입자에, 인산 알루미늄을 분산시킨 폴리아크릴산Na 수용액을 분무하고, Al 원소를 0.44질량%, Na 원소를 0.49질량% 함유시켰다. 즉, 질량비 MNa/MAl은 1.1이며, 식 1 및 식 2를 만족하고 있었다. 또한, 여기서 사용한 폴리아크릴산Na의 분자량은 60만, 1% 수용액으로 했을 때의 pH는 8.8이었다.Next, the polyacrylic acid Na aqueous solution which disperse|distributed aluminum phosphate was sprayed to the negative electrode active material particle|grains, and 0.44 mass % of Al elements and 0.49 mass % of Na elements were made to contain. That is, mass ratio M Na /M Al was 1.1, and was satisfy|filling Formula 1 and Formula 2. In addition, the molecular weight of polyacrylic acid Na used here was 600, and pH when it was set as 1% aqueous solution was 8.8.

다음으로, 부극 제작용의 부극 활물질 입자(규소계 부극 활물질)와, 탄소계 활물질을 2:8의 질량비로 배합하고, 부극 활물질을 제작했다. 여기서, 탄소계 활물질로서는, 피치층으로 피복한 천연 흑연 및 인조 흑연을 5:5의 질량비로 혼합한 것을 사용했다. 또한, 탄소계 활물질의 메디안 직경은 20㎛였다.Next, the negative electrode active material particles for negative electrode production (silicon-based negative electrode active material) and the carbon-based active material were mixed in a mass ratio of 2:8 to prepare a negative electrode active material. Here, as the carbon-based active material, a mixture of natural graphite and artificial graphite coated with a pitch layer in a mass ratio of 5:5 was used. In addition, the median diameter of the carbon-based active material was 20 µm.

다음에, 제작한 부극 활물질, 도전 보조제 1(카본 나노 튜브, CNT), 도전 보조제 2(메디안 직경이 약 50㎚인 탄소 미립자), 스티렌부타디엔 고무(스티렌부타디엔 공중합체, 이하, SBR이라고 칭한다), 카르복시메틸셀룰로오스(이하, CMC라고 칭한다)를 92.5:1:1:2.5:3의 건조 질량비로 혼합한 후, 순수로 희석하여 부극 합제 슬러리로 했다. 또한, 상기 SBR, CMC는 부극 결합제(부극 결착제)이다.Next, the prepared negative electrode active material, conductive auxiliary agent 1 (carbon nanotube, CNT), conductive auxiliary agent 2 (carbon fine particles having a median diameter of about 50 nm), styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene copolymer, hereinafter referred to as SBR), Carboxymethylcellulose (hereinafter referred to as CMC) was mixed in a dry mass ratio of 92.5:1:1:2.5:3, and then diluted with pure water to obtain a negative electrode mixture slurry. In addition, the SBR and CMC are negative electrode binders (negative electrode binders).

여기서, 부극 활물질 입자를 포함하는 수계 슬러리의 안정성을 평가하기 위해서, 제작한 부극 합제 슬러리의 일부를 이차 전지의 제작용의 것과는 별도로 30g 취출하고, 20℃에서 보존하여, 부극 합제 슬러리 제작 후로부터 가스 발생까지의 시간을 측정했다.Here, in order to evaluate the stability of the aqueous slurry containing negative electrode active material particles, 30 g of a part of the prepared negative electrode mixture slurry is taken out separately from that for secondary battery production, stored at 20° C., and gas from after negative electrode mixture slurry production The time to occurrence was measured.

또한, 부극 집전체로서는, 두께 15㎛의 전해 구리박을 사용했다. 이 전해 구리박에는, 탄소 및 황이 각각 70 질량ppm의 농도로 포함되어 있었다. 마지막으로, 부극 합제 슬러리를 부극 집전체에 도포해 진공 분위기 중에서 100℃×1시간의 건조를 행했다. 건조 후의, 부극의 편면에 있어서의 단위 면적당 부극 활물질층의 퇴적량(면적 밀도라고도 칭한다)은 5㎎/㎠였다.In addition, as the negative electrode current collector, an electrolytic copper foil having a thickness of 15 µm was used. In this electrolytic copper foil, carbon and sulfur were each contained in the density|concentration of 70 mass ppm. Finally, the negative electrode mixture slurry was applied to the negative electrode current collector and dried at 100°C for 1 hour in a vacuum atmosphere. The deposition amount (also referred to as an areal density) of the negative electrode active material layer per unit area on one side of the negative electrode after drying was 5 mg/cm 2 .

이어서, 용매(4-플루오로-1,3-디옥솔란-2-온(FEC), 에틸렌카르보네이트(EC) 및 디메틸카르보네이트(DMC))를 혼합한 후, 전해질염(육불화인산리튬: LiPF6)을 용해시켜 전해액을 제조했다. 이 경우에는, 용매의 조성을 부피비로 FEC:EC:DMC=10:20:70으로 하여 전해질염의 함유량을 용매에 대하여 1.2mol/kg로 했다.Then, after mixing the solvent (4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC), ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC)), an electrolyte salt (hexafluorophosphoric acid) Lithium: LiPF 6 ) was dissolved to prepare an electrolyte solution. In this case, the composition of the solvent was set to FEC:EC:DMC=10:20:70 by volume ratio, and the content of the electrolyte salt was 1.2 mol/kg with respect to the solvent.

이어서, 이하와 같이 하여 이차 전지를 조립했다. 최초로, 정극 집전체의 일단부에 알루미늄 리드를 초음파 용접하고, 부극 집전체의 일단부에는 니켈 리드를 용접했다. 계속해서, 정극, 세퍼레이터, 부극, 세퍼레이터를 이 순서대로 적층하고, 길이 방향으로 권취시켜 권회 전극체를 얻었다. 그 감음 종료 부분을 PET 보호 테이프로 고정했다. 세퍼레이터는 다공성 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 필름에 의해 다공성 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 필름에 끼워진 적층 필름(두께12㎛)을 사용했다. 계속해서, 외장 부재간에 전극체를 끼운 후, 1변을 제외한 외주연부끼리를 열 융착하고, 내부에 전극체를 수납했다. 외장 부재는 나일론 필름, 알루미늄박 및 폴리프로필렌 필름이 적층된 알루미늄 적층 필름을 사용했다. 계속해서, 개구부로부터 조제한 전해액을 주입하고, 진공 분위기 하에서 함침한 후, 열 융착하여, 밀봉했다.Next, the secondary battery was assembled as follows. First, an aluminum lead was ultrasonically welded to one end of the positive electrode current collector, and a nickel lead was welded to one end of the negative electrode current collector. Then, the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator were laminated in this order and wound in the longitudinal direction to obtain a wound electrode body. The winding end part was fixed with PET masking tape. For the separator, a laminated film (thickness of 12 mu m) sandwiched by a film containing porous polyethylene as a main component with a film containing porous polypropylene as a main component was used. Then, after sandwiching the electrode body between the exterior members, the outer peripheral portions except for one side were thermally fused to each other, and the electrode body was housed therein. As the exterior member, an aluminum laminate film in which a nylon film, an aluminum foil and a polypropylene film were laminated was used. Then, the prepared electrolyte solution was poured from the opening part, and after impregnating in a vacuum atmosphere, it heat-sealed and sealed.

이상과 같이 하여 제작한 이차 전지의 사이클 특성 및 첫회 충방전 특성을 평가했다.The cycle characteristics and first time charge/discharge characteristics of the secondary battery produced as mentioned above were evaluated.

사이클 특성에 대해서는, 이하와 같이 하여 조사했다. 최초로, 전지 안정화 때문에 25℃의 분위기 하에서, 0.2C로 2사이클 충방전을 행하고, 2사이클째의 방전 용량을 측정했다. 계속해서, 총사이클수가 499사이클이 될 때까지 충방전을 행하고, 그 때마다 방전 용량을 측정했다. 마지막으로, 0.2C 충방전으로 얻어진 500사이클째의 방전 용량을 2사이클째의 방전 용량으로 나누고, 용량 유지율(이하, 단순히 유지율이라고도 한다)을 산출하였다. 통상 사이클, 즉 3사이클째로부터 499사이클째까지는, 충전 0.7C, 방전 0.5C로 충방전을 행했다. Cycle characteristics were investigated as follows. First, 2 cycles of charging and discharging were performed at 0.2C in an atmosphere of 25 degreeC for battery stabilization, and the discharge capacity of the 2nd cycle was measured. Then, charging and discharging were performed until the total number of cycles became 499 cycles, and the discharge capacity was measured each time. Finally, the discharge capacity at the 500th cycle obtained by 0.2C charging and discharging was divided by the discharge capacity at the second cycle to calculate the capacity retention ratio (hereinafter, simply referred to as retention ratio). In the normal cycle, that is, from the 3rd cycle to the 499th cycle, charging and discharging were performed at 0.7C of charge and 0.5C of discharge.

첫회 충방전 특성을 조사하는 경우에는, 첫회 효율(이하에서는 초기 효율이라고 칭하는 경우도 있음)을 산출하였다. 첫회 효율은, 첫회 효율(%)=(첫회 방전 용량/첫회 충전 용량)×100으로 표시되는 식으로부터 산출하였다. 분위기 온도는, 사이클 특성을 조사한 경우와 동일하게 했다.When examining the first time charging/discharging characteristics, the first time efficiency (it may be called initial stage efficiency below) was computed. First time efficiency was computed from the formula represented by first time efficiency (%) = (first time discharge capacity/first time charge capacity) *100. Atmospheric temperature was made similar to the case where cycling characteristics were investigated.

(실시예 1-2 내지 실시예 1-3, 비교예 1-1, 1-2)(Examples 1-2 to Examples 1-3, Comparative Examples 1-1, 1-2)

규소 화합물의 벌크 내 산소량을 조정한 것을 제외하고, 실시예 1-1과 동일하게, 이차 전지의 제조를 행했다. 이 경우, 규소 화합물의 원료 중의 금속 규소와 이산화규소와의 비율이나 가열 온도를 변화시킴으로써, 산소량을 조정했다. 실시예 1-1 내지 1-3, 비교예 1-1, 1-2에 있어서의, SiOx로 표시되는 규소 화합물의 x의 값을 표 1 중에 나타냈다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of oxygen in the bulk of the silicon compound was adjusted. In this case, the oxygen amount was adjusted by changing the ratio and heating temperature of the metallic silicon and silicon dioxide in the raw material of a silicon compound. Embodiments shown in the Examples 1-1 to 1-3, Comparative Examples 1-1, the x value of the silicon compound represented by a, a SiO x in Table 1. 1-2.

이때, 실시예 1-1 내지 1-3 및 비교예 1-1, 1-2의 규소계 활물질 입자는 이하와 같은 성질을 갖고 있었다. 부극 활물질 입자 중의 규소계 활물질 입자의 메디안 직경은 8㎛였다. 규소 화합물 입자의 내부에는, Li2Si2O5 및 Li2SiO3이 포함되어 있었다. 또한, 규소 화합물은, X선 회절에 의해 얻어지는 Si(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값폭(2θ)이 2.257°이며, Si(111) 결정면에 기인하는 결정자 크기는 3.77㎚였다. 또한, 표면에 피복된 탄소재의 평균 두께는 50㎚였다.At this time, the silicon-based active material particles of Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 1-1 and 1-2 had the following properties. The median diameter of the silicon-based active material particles in the negative electrode active material particles was 8 µm. Li 2 Si 2 O 5 and Li 2 SiO 3 were contained inside the silicon compound particles. Further, in the silicon compound, the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Si(111) crystal plane obtained by X-ray diffraction was 2.257°, and the crystallite size resulting from the Si(111) crystal plane was 3.77 nm. In addition, the average thickness of the carbon material coat|covered on the surface was 50 nm.

또한, 상기 모든 실시예 및 비교예에 있어서, 29Si-MAS-NMR 스펙트럼으로부터 얻어지는 케미컬 시프트값으로서 -60 내지 -95ppm에서 부여되는 Si 및 Li 실리케이트 영역의 피크가 발현했다. 또한, 상기 모든 실시예, 비교예에서, 29Si-MAS-NMR 스펙트럼으로부터 얻어지는 케미컬 시프트값으로서 -60 내지 -95ppm에서 부여되는 Si 및 Li 실리케이트 영역의 최대 피크 강도값 A와, -96 내지 -150ppm에서 부여되는 SiO2 영역의 피크 강도값 B와의 관계가 A>B이었다.Moreover, in all the said Examples and comparative examples, the peak of Si and Li silicate area|region given at -60 to -95 ppm as a chemical shift value obtained from 29 Si-MAS-NMR spectrum expressed. In addition, in all the above Examples and Comparative Examples, the maximum peak intensity value A of the Si and Li silicate regions given at -60 to -95 ppm as a chemical shift value obtained from 29 Si-MAS-NMR spectrum, and -96 to -150 ppm The relationship with the peak intensity value B of the SiO 2 region given in was A>B.

실시예 1-1 내지 1-3, 비교예 1-1, 1-2의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.Table 1 shows the evaluation results of Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 1-1 and 1-2.

Figure 112019008511144-pct00001
Figure 112019008511144-pct00001

표 1에 나타낸 바와 같이, SiOx로 표시되는 규소 화합물에 있어서, x의 값이, 0.5≤x≤1.6의 범위 외인 경우, 전지 특성이 악화되었다. 예를 들어, 비교예 1-1에 나타내는 바와 같이, 산소가 충분히 없는 경우(x=0.3), 첫회 효율이 향상되지만, 용량 유지율이 현저하게 악화된다. 한편, 비교예 1-2에 나타내는 바와 같이, 산소량이 많은 경우(x=1.8)는 도전성의 저하가 생겨 실질적으로 규소 산화물의 용량이 발현되지 않기 때문에, 평가를 정지했다. 또한, 실시예 1-1 내지 1-3에서는 가스 발생까지의 시간이 3일 이상이 되고, 비교예 1-1에 비하여 수계 부극 슬러리 안정성이 향상된 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 1-2에서는 가스 발생까지의 시간 측정은 행하지 않았다.As shown in Table 1, in the silicon compound represented by SiO x , when the value of x was outside the range of 0.5≤x≤1.6, the battery characteristics deteriorated. For example, as shown in Comparative Example 1-1, when oxygen is insufficient (x=0.3), the initial efficiency is improved, but the capacity retention rate is remarkably deteriorated. On the other hand, as shown in Comparative Example 1-2, when there is a large amount of oxygen (x=1.8), since the electroconductivity fall and the capacity|capacitance of a silicon oxide did not express substantially, evaluation was stopped. In addition, in Examples 1-1 to 1-3, the time until gas generation was 3 days or more, and it was found that the aqueous negative electrode slurry stability was improved as compared to Comparative Example 1-1. In addition, in Comparative Example 1-2, the measurement of the time until gas generation was not performed.

(실시예 2-1 내지 실시예 2-2)(Examples 2-1 to 2-2)

규소 화합물 입자의 내부에 포함시키는 리튬 실리케이트의 종류를 표 2와 같이 변경한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.In addition to changing the type of lithium silicate included in the silicon compound particles as shown in Table 2, a secondary battery was manufactured under the same conditions as in Example 1-2, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of aqueous negative electrode slurry were evaluated. did.

(비교예 2-1)(Comparative Example 2-1)

규소 화합물 입자에 Li를 삽입하지 않은 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.A secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2 except that Li was not inserted into the silicon compound particles, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated.

실시예 2-1 내지 실시예 2-2, 비교예 2-1의 결과를 표 2에 나타낸다.Table 2 shows the results of Examples 2-1 to 2-2 and Comparative Example 2-1.

Figure 112019008511144-pct00002
Figure 112019008511144-pct00002

규소 화합물 입자가 Li2SiO3, Li4SiO4와 같은 안정된 리튬 실리케이트를 포함함으로써, 용량 유지율, 초기 효율이 향상되었다. 특히, 2종류의 리튬 실리케이트를 포함하는 경우에, 용량 유지율, 초기 효율이 더 향상되었다. 또한, 가스 발생까지의 시간이 2일 이상이 되고, 충분한 수계 부극 슬러리의 안정성이 얻어졌다. 한편, 비교예 2-1과 같이, 규소 화합물 입자가 Li 화합물을 함유하고 있지 않은 경우, 가스 발생은 없지만, 초기 효율이 현저하게 저하되어 버렸다.Since the silicon compound particles contain stable lithium silicate such as Li 2 SiO 3 and Li 4 SiO 4 , capacity retention rate and initial efficiency are improved. In particular, in the case of including two types of lithium silicate, the capacity retention rate and initial efficiency were further improved. Moreover, the time until gas generation became 2 days or more, and sufficient stability of the aqueous|water-based negative electrode slurry was obtained. On the other hand, as in Comparative Example 2-1, when the silicon compound particles did not contain the Li compound, there was no gas generation, but the initial efficiency was remarkably reduced.

(실시예 3-1 내지 실시예 3-35, 비교예 3-1 내지 비교예 3-8)(Example 3-1 to Example 3-35, Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-8)

규소 화합물 입자에 함유시키는 Al 원소와 Na 원소의 질량 농도를 변경함으로써, 질량비 MNa/MAl의 값을 표 3과 같이 변경한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.By changing the mass concentrations of the Al element and the Na element contained in the silicon compound particles, in addition to changing the value of the mass ratio M Na /M Al as shown in Table 3, a secondary battery was prepared under the same conditions as in Example 1-2, , cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated.

실시예 3-1 내지 실시예 3-35, 비교예 3-1 내지 비교예 3-8의 결과를 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the results of Examples 3-1 to 3-35 and Comparative Examples 3-1 to 3-8.

Figure 112019008511144-pct00003
Figure 112019008511144-pct00003

표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 질량비 MNa/MAl의 값이 식 1 0.022≤MNa/MAl≤61을 만족하는 경우, 가스 발생까지의 시간은 식 1을 만족하지 않는 비교예 3-4 내지 3-8보다도 길어졌다. 또한, Al 원소와 Na 원소 중 적어도 한쪽을 포함하지 않는 비교예 3-1 내지 3-3에서는, 가스 발생까지의 시간이 한층 더 짧아졌다. 따라서, 본 발명과 같이, 부극 활물질 입자가, 그 구성 원소로서 Al 원소 및 Na 원소를 포함함과 함께, 이들 원소의 질량비 MNa/MAl이 식 1을 만족하는 경우에, 수계 부극 슬러리의 안정성이 향상되는 것이 확인되었다.As can be seen from Table 3, when the value of the mass ratio M Na / M satisfying the formula Al 1 0.022≤M Na / Al ≤61 M, compared to the time of gas generation does not satisfy the formula (1) Example 3 It became longer than 4 to 3-8. Further, in Comparative Examples 3-1 to 3-3 in which at least one of the Al element and the Na element was not included, the time until gas generation was further shortened. Therefore, as in the present invention, when the negative electrode active material particles contain Al and Na elements as constituent elements, and the mass ratio M Na /M Al of these elements satisfies Formula 1, the stability of the aqueous negative electrode slurry This improvement was confirmed.

(실시예 4-1 내지 실시예 4-5)(Examples 4-1 to 4-5)

폴리아크릴산Na의 분자량을 표 4와 같이 변경한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.In addition to changing the molecular weight of polyacrylic acid Na as shown in Table 4, a secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated.

실시예 4-1 내지 실시예 4-5의 결과를 표 4에 나타낸다.Table 4 shows the results of Examples 4-1 to 4-5.

Figure 112019008511144-pct00004
Figure 112019008511144-pct00004

표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리아크릴산Na의 분자량에 따라 가스 발생까지의 시간이 변화한다. 이 중에서도 특히, 실시예 1-2, 4-2 내지 4-4와 같이, 폴리아크릴산Na의 분자량이 25만 이상 100만 이하인 경우에 가스 발생까지의 시간이 보다 길어져, 수계 부극 슬러리의 안정성이 더 향상된 것을 알 수 있었다.As Table 4 shows, the time until gas generation changes according to the molecular weight of polyacrylic acid Na. Among these, as in Examples 1-2 and 4-2 to 4-4, when the molecular weight of Na polyacrylate is 250,000 or more and 1 million or less, the time to gas generation becomes longer, and the stability of the aqueous negative electrode slurry is further improved. improvement was found.

(실시예 5-1 내지 실시예 5-4)(Examples 5-1 to 5-4)

1% 수용액으로 했을 때 pH가 표 5와 같이 되는 폴리아크릴산Na를 사용한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.A secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2, except that polyacrylic acid Na having a pH as shown in Table 5 was used as a 1% aqueous solution, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated. .

실시예 5-1 내지 실시예 5-4의 결과를 표 5에 나타낸다.Table 5 shows the results of Examples 5-1 to 5-4.

Figure 112019008511144-pct00005
Figure 112019008511144-pct00005

표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, pH가 6 내지 10이면, 가스 발생까지의 시간이 길고, 수계 부극 슬러리의 안정성이 높은 것을 알 수 있었다. 특히, pH가 7 내지 9이면, 수계 부극 슬러리의 안정성이 보다 높아졌다.As can be seen from Table 5, it was found that when the pH was 6 to 10, the time until gas generation was long and the stability of the aqueous negative electrode slurry was high. In particular, when the pH was 7 to 9, the stability of the aqueous negative electrode slurry became higher.

(실시예 6-1 내지 6-9)(Examples 6-1 to 6-9)

규소 화합물 입자의 결정성을 표 6과 같이 변화시킨 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다. 또한, 규소 화합물 입자 중의 결정성은, 원료의 기화 온도의 변경, 또는 규소 화합물 입자의 생성 후의 열처리로 제어할 수 있다. 또한, 실시예 6-9에서는 반값폭을 20° 이상으로 산출하고 있지만, 해석 소프트웨어를 사용하여 피팅한 결과이며, 실질적으로 피크는 얻어지지 않는다. 따라서 실시예 6-9의 규소 화합물은, 실질적으로 비정질이라고 할 수 있다.In addition to changing the crystallinity of the silicon compound particles as shown in Table 6, a secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated. In addition, the crystallinity in a silicon compound particle can be controlled by changing the vaporization temperature of a raw material, or heat processing after generation|generation of a silicon compound particle. In addition, in Example 6-9, although the half value width was computed as 20 degrees or more, it is a result of fitting using analysis software, and a peak is not obtained substantially. Therefore, it can be said that the silicon compound of Example 6-9 is substantially amorphous.

Figure 112019008511144-pct00006
Figure 112019008511144-pct00006

특히 반값폭이 1.2° 이상이고, 그 위에 또한 Si(111)면에 기인하는 결정자 크기가 7.5㎚ 이하인 저결정성 재료에서 높은 용량 유지율이 얻어졌다.In particular, a high capacity retention rate was obtained in a low-crystalline material having a half width of not less than 1.2 DEG , and also having a crystallite size of 7.5 nm or less due to the Si(111) plane thereon.

(실시예 7-1)(Example 7-1)

규소 화합물을 Si 및 Li 실리케이트 영역의 최대 피크 강도값 A와 상기 SiO2 영역에서 유래하는 피크 강도값 B와의 관계가 A<B로 한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다. 이 경우, 개질 시에 리튬의 삽입량을 저감시킴으로써, Li2SiO3의 양을 저감시켜, Li2SiO3에서 유래하는 피크의 강도 A를 작게 했다.A secondary battery was manufactured under the same conditions as in Example 1-2, except that the relationship between the maximum peak intensity value A of the Si and Li silicate regions and the peak intensity value B derived from the SiO 2 region was A<B for the silicon compound. Then, cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated. In this case, by reducing the amount of insertion of the lithium at the time of modification, by reducing the amount of Li 2 SiO 3, it was reduced the intensity A of a peak derived from the Li 2 SiO 3.

Figure 112019008511144-pct00007
Figure 112019008511144-pct00007

표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 피크 강도의 관계가 A>B인 경우의 편이, 전지 특성이 향상되었다.As can be seen from Table 7, the case where the relationship between the peak intensities was A>B improved the battery characteristics.

(실시예 8-1 내지 8-6)(Examples 8-1 to 8-6)

규소 화합물 입자의 메디안 직경을 표 8과 같이 변화시킨 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다.In addition to changing the median diameter of the silicon compound particles as shown in Table 8, a secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated.

Figure 112019008511144-pct00008
Figure 112019008511144-pct00008

규소 화합물의 메디안 직경이 3㎛ 이상이면, 유지율 및 초기 효율이 더 향상되었다. 이것은, 규소 화합물의 질량당의 표면적이 지나치게 크지 않아, 부반응이 일어나는 면적을 작게 할 수 있었기 때문으로 생각된다. 한편, 메디안 직경이 15㎛ 이하이면 충전 시에 입자가 깨지기 어렵고, 충방전 시에 신생면에 의한 SEI(고체 전해질 계면)가 생성되기 어렵기 때문에, 가역 Li의 손실을 억제할 수 있다. 또한, 규소계 활물질 입자의 메디안 직경이 15㎛ 이하이면 충전 시의 규소 화합물 입자의 팽창량이 커지지 않기 때문에, 팽창에 의한 부극 활물질층의 물리적, 전기적 파괴를 방지할 수 있다.When the median diameter of the silicon compound was 3 µm or more, the retention rate and initial efficiency were further improved. This is considered to be because the surface area per mass of the silicon compound was not too large and the area in which a side reaction occurred was able to be made small. On the other hand, if the median diameter is 15 µm or less, the particles are less likely to break during charging, and SEI (solid electrolyte interface) due to the new surface is unlikely to be generated during charging and discharging, so that the loss of reversible Li can be suppressed. In addition, if the median diameter of the silicon-based active material particles is 15 µm or less, the amount of expansion of the silicon compound particles during charging does not increase, so that physical and electrical destruction of the negative electrode active material layer due to expansion can be prevented.

(실시예 9-1 내지 9-4)(Examples 9-1 to 9-4)

규소계 활물질 입자의 표면에 피복된 탄소재의 평균 두께를 변경한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 사이클 특성, 첫회 효율 및 수계 부극 슬러리의 안정성을 평가했다. 탄소재의 평균 두께는, CVD 조건을 변경함으로써 조정할 수 있다.In addition to changing the average thickness of the carbon material coated on the surface of the silicon-based active material particles, a secondary battery was prepared under the same conditions as in Example 1-2, and cycle characteristics, initial efficiency, and stability of the aqueous negative electrode slurry were evaluated. The average thickness of the carbon material can be adjusted by changing the CVD conditions.

Figure 112019008511144-pct00009
Figure 112019008511144-pct00009

표 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄소층의 막 두께가 5㎚ 이상으로 도전성이 향상되기 때문에, 용량 유지율 및 초기 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 탄소층의 막 두께가 5000㎚ 이하이면 전지 설계상, 규소 화합물 입자의 양을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 전지 용량이 저하될 일이 없다.As can be seen from Table 9, when the thickness of the carbon layer is 5 nm or more, the conductivity is improved, so that the capacity retention rate and the initial efficiency can be improved. On the other hand, when the film thickness of the carbon layer is 5000 nm or less, the amount of silicon compound particles can be sufficiently secured in terms of battery design, so that the battery capacity is not reduced.

(실시예 10-1)(Example 10-1)

부극 활물질 중의 규소계 활물질 입자의 질량 비율을 변경한 것 이외에도, 실시예 1-2와 동일 조건으로 이차 전지를 제작하고, 전지 용량의 증가율을 평가했다.A secondary battery was produced under the same conditions as in Example 1-2, except that the mass ratio of the silicon-based active material particles in the negative electrode active material was changed, and the increase rate of the battery capacity was evaluated.

도 5에, 부극 활물질의 총량에 대한 규소계 활물질 입자의 비율과 이차 전지의 전지 용량의 증가율의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다. 도 5 중의 A로 나타내는 그래프는, 본 발명의 부극의 부극 활물질에 있어서, 규소 화합물 입자의 비율을 증가시킨 경우의 전지 용량의 증가율을 나타내고 있다. 한편, 도 5 중의 B로 나타내는 그래프는, Li를 도프하고 있지 않은 규소 화합물 입자의 비율을 증가시킨 경우의 전지 용량의 증가율을 나타내고 있다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 규소 화합물의 비율이 6질량% 이상이 되면, 전지 용량의 증가율은 종래에 비하여 커지고, 체적 에너지 밀도가 특히 현저하게 증가한다.5 is a graph showing the relationship between the ratio of the silicon-based active material particles to the total amount of the negative electrode active material and the increase rate of the battery capacity of the secondary battery. The graph indicated by A in FIG. 5 shows the increase rate of the battery capacity when the ratio of the silicon compound particles is increased in the negative electrode active material of the negative electrode of the present invention. On the other hand, the graph shown by B in FIG. 5 has shown the increase rate of the battery capacity at the time of increasing the ratio of the silicon compound particle which is not doped with Li. When the ratio of the silicon compound becomes 6 mass % or more so that FIG. 5 may show, the increase rate of a battery capacity becomes large compared with the past, and a volume energy density increases especially remarkably.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은 어느 것이든 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment. The above-mentioned embodiment is an illustration, and any thing which has substantially the same structure as the technical idea described in the claim of this invention, and exhibits the same effect is included in the technical scope of this invention.

Claims (15)

부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질로서,
상기 부극 활물질 입자는, 규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 함유하고,
상기 규소 화합물 입자는, Li 화합물을 함유하고,
상기 부극 활물질 입자의 표면에 있어서의 구성 원소로서, Al 원소 및 Na 원소를 포함함과 함께, 상기 부극 활물질 입자의 표면에 있어서의 상기 Al 원소와 상기 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.
<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61
A negative electrode active material comprising negative electrode active material particles, comprising:
The negative electrode active material particles contain silicon compound particles containing a silicon compound (SiOx: 0.5≤x≤1.6),
The silicon compound particles contain a Li compound,
As constituent elements on the surface of the negative electrode active material particle, the Al element and Na element are included, and the mass ratio M Na /M Al of the Al element and the Na element on the surface of the negative electrode active material particle is the following formula 1, the negative electrode active material characterized in that it satisfies.
<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61
제1항에 있어서, 상기 질량비 MNa/MAl이 하기 식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.
<식 2> 0.36≤MNa/MAl≤3.3
The negative electrode active material according to claim 1, wherein the mass ratio M Na /M Al satisfies Equation 2 below.
<Formula 2> 0.36≤M Na /M Al ≤3.3
제1항에 있어서, 상기 Al 원소가, 상기 규소 화합물 입자에 대하여, 0.02질량% 이상 1.1질량% 이하의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the Al element is contained in an amount of 0.02 mass% or more and 1.1 mass% or less with respect to the silicon compound particles. 제1항에 있어서, 상기 Na 원소가, 상기 규소 화합물 입자에 대하여, 0.024질량% 이상 1.22질량% 이하의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the Na element is contained in a range of 0.024 mass% or more and 1.22 mass% or less with respect to the silicon compound particles. 제1항에 있어서, 상기 부극 활물질 입자가 폴리아크릴산Na를 포함하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the negative electrode active material particles contain polyacrylic acid Na. 제5항에 있어서, 상기 폴리아크릴산Na의 분자량이 25만 이상 100만 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 5, wherein the molecular weight of the polyacrylic acid Na is in the range of 250,000 or more and 1,000,000 or less. 제5항에 있어서, 상기 폴리아크릴산Na를 1% 수용액으로 했을 때 pH가 6 이상 10 이하의 범위가 되는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 5, wherein the pH is in the range of 6 or more and 10 or less when the polyacrylic acid Na is used as a 1% aqueous solution. 제1항에 있어서, 상기 부극 활물질 입자가 Li 화합물로서, Li2Si2O5, Li2SiO3, Li4SiO4 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the negative electrode active material particles include at least one of Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , and Li 4 SiO 4 as a Li compound. 제1항에 있어서, 상기 규소 화합물 입자는, Cu-Kα선을 사용한 X선 회절에 의해 얻어지는 Si(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값폭(2θ)이 1.2° 이상임과 함께, 그 결정면에 대응하는 결정자 크기는 7.5㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The silicon compound particle according to claim 1, wherein the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Si(111) crystal plane obtained by X-ray diffraction using Cu-Kα ray is 1.2° or more, and The corresponding crystallite size is 7.5 nm or less. 제1항에 있어서, 상기 규소 화합물 입자에 있어서, 29Si-MAS-NMR 스펙트럼으로부터 얻어지는, 케미컬 시프트값으로서 -60 내지 -95ppm에서 부여되는 Si 및 Li 실리케이트 영역의 최대 피크 강도값 A와, 케미컬 시프트값으로서 -96 내지 -150ppm에서 부여되는 SiO2 영역의 피크 강도값 B가, A>B라고 하는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The silicon compound particle according to claim 1, obtained from 29 Si-MAS-NMR spectrum, the maximum peak intensity value A of Si and Li silicate region given at -60 to -95 ppm as a chemical shift value, and the chemical shift A negative electrode active material characterized in that the peak intensity value B of the SiO 2 region given at -96 to -150 ppm as a value satisfies the relationship A>B. 제1항에 있어서, 상기 부극 활물질 입자는 메디안 직경이 3㎛ 이상 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the negative electrode active material particles have a median diameter of 3 µm or more and 15 µm or less. 제1항에 있어서, 상기 부극 활물질 입자는 표층부에 탄소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the negative electrode active material particles include a carbon material in the surface layer portion. 제12항에 있어서, 상기 탄소재의 평균 두께는 5㎚ 이상 5000㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 부극 활물질.The negative electrode active material according to claim 12, wherein the carbon material has an average thickness of 5 nm or more and 5000 nm or less. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 부극 활물질과 탄소계 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 부극 활물질 재료.A mixed negative electrode active material comprising the negative electrode active material according to any one of claims 1 to 13 and a carbon-based active material. 규소 화합물 입자를 함유하는 부극 활물질 입자를 포함하는 부극 활물질을 제조하는 방법으로서,
규소 화합물(SiOx: 0.5≤x≤1.6)을 포함하는 규소 화합물 입자를 제작하는 공정과,
상기 규소 화합물 입자에 Li를 삽입하여 Li 화합물을 함유시키는 공정
에 의해 부극 활물질 입자를 제작하고,
상기 부극 활물질 입자의 표면에 Al 원소 및 Na 원소를 함유하는 액체를 분무하여, 상기 Al 원소 및 상기 Na 원소를, 상기 부극 활물질 입자의 표면에 있어서의 상기 Al 원소와 상기 Na 원소의 질량비 MNa/MAl이 하기 식 1을 만족하도록 포함시키는 공정을 포함하고,
상기 Al 원소 및 상기 Na 원소를 포함한 상기 부극 활물질 입자를 사용하여, 부극 활물질을 제조하는 것을 특징으로 하는 부극 활물질의 제조 방법.
<식 1> 0.022≤MNa/MAl≤61
A method for producing a negative electrode active material comprising negative electrode active material particles containing silicon compound particles, the method comprising:
A step of producing silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x: 0.5≤x≤1.6);
A step of inserting Li into the silicon compound particles to contain the Li compound
to produce negative electrode active material particles by
A liquid containing an Al element and a Na element is sprayed on the surface of the negative electrode active material particle, and the Al element and the Na element are mixed with the Al element and the Na element in a mass ratio M Na / Including the step of including M Al so that it satisfies the following formula 1,
A method for producing a negative electrode active material, characterized in that the negative electrode active material is manufactured by using the negative electrode active material particles containing the Al element and the Na element.
<Formula 1> 0.022≤M Na /M Al ≤61
KR1020197002336A 2016-09-16 2017-08-16 Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material KR102335474B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016181916 2016-09-16
JPJP-P-2016-181916 2016-09-16
JP2017076131A JP6861565B2 (en) 2016-09-16 2017-04-06 Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, and method for manufacturing negative electrode active material
JPJP-P-2017-076131 2017-04-06
PCT/JP2017/029426 WO2018051710A1 (en) 2016-09-16 2017-08-16 Negative electrode active substance, mixed negative electrode active substance material and method for producing negative electrode active substance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190049683A KR20190049683A (en) 2019-05-09
KR102335474B1 true KR102335474B1 (en) 2021-12-07

Family

ID=61619582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197002336A KR102335474B1 (en) 2016-09-16 2017-08-16 Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102335474B1 (en)
CN (1) CN109155405B (en)
WO (1) WO2018051710A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6797739B2 (en) * 2016-09-30 2020-12-09 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, and method for manufacturing negative electrode active material
JP7186099B2 (en) * 2019-01-15 2022-12-08 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013008587A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Sony Corp Lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric power tool, and electronic device
JP2015156328A (en) * 2014-01-16 2015-08-27 信越化学工業株式会社 Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method of producing negative electrode active material particles

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2997741B2 (en) 1992-07-29 2000-01-11 セイコーインスツルメンツ株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
JP2001185127A (en) 1999-12-24 2001-07-06 Fdk Corp Lithium secondary battery
JP2002042806A (en) 2000-07-19 2002-02-08 Japan Storage Battery Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2005190953A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Ngk Insulators Ltd Lithium secondary battery
JP4367311B2 (en) 2004-10-18 2009-11-18 ソニー株式会社 battery
JP4994634B2 (en) 2004-11-11 2012-08-08 パナソニック株式会社 Negative electrode for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery using the same
JP4911990B2 (en) 2006-02-27 2012-04-04 三洋電機株式会社 Negative electrode for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
JP2008177346A (en) 2007-01-18 2008-07-31 Sanyo Electric Co Ltd Energy storage device
JP5108355B2 (en) 2007-03-30 2012-12-26 パナソニック株式会社 Negative electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery including the same, and method for producing negative electrode for lithium secondary battery
KR100913177B1 (en) 2007-09-17 2009-08-19 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for lithium secondary battery, and method of preparing same
JP5196149B2 (en) 2008-02-07 2013-05-15 信越化学工業株式会社 Anode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, lithium ion secondary battery and electrochemical capacitor
JP5555978B2 (en) 2008-02-28 2014-07-23 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5329858B2 (en) 2008-07-10 2013-10-30 株式会社東芝 Method for producing negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active material for nonaqueous electrolyte battery obtained thereby
CN102347473B (en) * 2010-08-02 2014-03-26 清华大学 Anode composite material particle of lithium ion battery and preparation method thereof
KR102171605B1 (en) * 2013-08-21 2020-10-29 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Negative-electrode active substance, negative electrode active substance material, negative electrode, lithium ion secondary battery, negative electrode active substance manufacturing method, and lithium ion secondary battery manufacturing method
JP6756268B2 (en) * 2014-10-24 2020-09-16 日本電気株式会社 Secondary battery
JP6548959B2 (en) * 2015-06-02 2019-07-24 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing negative electrode active material particles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013008587A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Sony Corp Lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, electric power tool, and electronic device
JP2015156328A (en) * 2014-01-16 2015-08-27 信越化学工業株式会社 Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method of producing negative electrode active material particles

Also Published As

Publication number Publication date
CN109155405B (en) 2022-02-15
WO2018051710A1 (en) 2018-03-22
CN109155405A (en) 2019-01-04
KR20190049683A (en) 2019-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102590747B1 (en) Negative electrode material, method for manufacturing the negative electrode material, and mixed negative electrode material
JP7265668B2 (en) Lithium-ion secondary batteries, mobile terminals, automobiles and power storage systems
KR102277198B1 (en) Negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, production method therefor, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102314600B1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material
KR102593158B1 (en) Method for producing negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102297486B1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material
KR102335477B1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material
CN108292746B (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, negative electrode, and secondary battery
JP6797739B2 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, and method for manufacturing negative electrode active material
JP6861565B2 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, and method for manufacturing negative electrode active material
JP7084849B2 (en) Method for manufacturing negative electrode active material, mixed negative electrode active material, aqueous negative electrode slurry composition, and negative electrode active material
KR20210110609A (en) A negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a method for manufacturing a negative electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20210110606A (en) Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
KR102292181B1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, and method for producing negative electrode active material
WO2017141661A1 (en) Anode active material, mixed anode active material ingredient, anode for nonaqueous electrolytic secondary battery, lithium ion secondary battery, and method for manufacturing anode active material
WO2017183286A1 (en) Negative electrode active substance, mixed negative electrode active substance material, and method for producing negative electrode active substance
WO2017085908A1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium ion secondary battery, method for producing negative electrode active material, and method for producing lithium ion secondary battery
KR20220066052A (en) Negative electrode active material, negative electrode and manufacturing method thereof
KR102335474B1 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material material, and manufacturing method of negative electrode active material
KR20220075218A (en) Negative electrode active material, negative electrode and manufacturing method of negative electrode active material
JP7285991B2 (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP7175254B2 (en) Additive for Negative Electrode of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery and Aqueous Negative Electrode Slurry Composition for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery
US11961997B2 (en) Negative electrode active material, mixed negative electrode active material, aqueous negative electrode slurry composition, and method for producing negative electrode active material

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant