KR20150070971A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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히로시 아베
하루키 가미조리
용태 한
아키라 이나바
다쿠마 가와이
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention provides a lithium ion secondary battery having excellent non-aqueous electrolyte injection properties and excellent charging-discharging cycle properties. The lithium ion secondary battery includes: a flat wound electrode body comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator; and non-aqueous electrolyte in an external body. The negative electrode is a negative electrode active material and includes at least graphite A, which has an average diameter of greater than 15 μm and 25 μm or smaller, and graphite B, which has an average diameter of 8-15 μm and has the particle surface covered by amorphous carbon.

Description

리튬 이온 2차 전지{LITHIUM ION SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a lithium ion secondary battery,

본 발명은, 비수전해액의 주입성 및 고온하에서의 충방전 사이클 특성이 우수한 리튬 이온 2차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery having excellent injectability of a non-aqueous electrolyte and excellent charge-discharge cycle characteristics at a high temperature.

전기 화학 소자의 일종인 리튬 이온 2차 전지는, 에너지 밀도가 높다는 특징으로부터, 휴대기기, 자동차, 전동공구, 전동의자나 가정용, 업무용의 전력 저장 시스템에의 적용이 검토되고 있다. 특히 휴대기기로는 휴대전화나 스마트폰, 또는 태블릿형 PC 등의 전원으로서 널리 이용되고 있다. 이들 휴대기기용 리튬 이온 2차 전지는, 기기의 형상 등에 맞추어 편평 각형 형상의 전지가 널리 채용되고 있다.The lithium ion secondary battery, which is a type of electrochemical device, is considered to be applied to a portable electronic device, an automobile, a power tool, a power storage device, a home electric power storage system, and a business electric power storage system because of its high energy density. Particularly, portable devices are widely used as power sources for mobile phones, smart phones, tablet PCs, and the like. In these lithium ion secondary batteries for portable devices, flat-shaped batteries are widely adopted in accordance with the shape of the apparatus and the like.

전지에 요구되는 특성은 다방면에 걸쳐 있어, 용도별로 다양한 대응을 필요로 하고 있다. 예를 들면, 상술한 휴대기기에 이용되는 편평 각형 형상의 리튬 이온 2차 전지는, 전지의 사용 시간을 길게 하기 위한 고용량화가 요구되고 있다. 그 때문에, 전지의 사이즈는 필연적으로 커진다.The characteristics required for a battery are various, and a variety of measures are required for each application. For example, a lithium ion secondary battery of a flat rectangular shape used in the above-described portable equipment is required to have a high capacity for a long time to use the battery. Therefore, the size of the battery necessarily increases.

각형의 리튬 이온 2차 전지는, 비수전해액을 주입하는 주입구의 크기나 수에는 제한이 있다. 전지의 사이즈가 커짐에 따라, 주입하는 비수전해액의 양도 많아지므로, 비수전해액의 주입성을 더욱더 높이는 것이 필요하다. 즉, 비수전해액의 주입성이 낮은 전지에서는, 그 제작시에 있어서, 전극체(양극과 음극을 세퍼레이터를 개재하여 포개고, 소용돌이 형상으로 권회(卷回)하여 구성되는 권회 전극체) 내에 충분히 비수전해액을 침투시키려고 하면, 개개의 전지의 제조에 요하는 시간이 길어지기 때문에 생산성이 낮아지고, 한편, 전지의 생산성을 높이기 위해, 전극체 내로의 비수전해액의 침투가 충분하지 않은 시점에서 다음 공정을 진행하면, 전극체 내의 비수전해액량이 적은 상태로 완성되어버려, 예를 들면 충방전 사이클 특성이 떨어지는 전지의 발생 비율이 커져버린다.The prismatic lithium ion secondary battery has a limitation in the size and number of the injection ports into which the nonaqueous electrolyte solution is injected. As the size of the battery increases, the amount of the non-aqueous electrolyte to be injected also increases, so that it is necessary to further increase the injectability of the non-aqueous electrolyte. That is, in a battery in which the non-aqueous electrolyte has low injectability, the electrode body (the wound electrode body formed by winding the positive electrode and the negative electrode through a separator and wound in a spiral shape) The productivity is lowered because the time required for the manufacture of individual batteries becomes longer. On the other hand, when the penetration of the non-aqueous electrolyte into the electrode body is insufficient, the next step is carried out to increase the productivity of the battery The amount of the nonaqueous electrolyte solution in the electrode body is reduced to a small amount, for example, the generation rate of the battery in which the charge-discharge cycle characteristics are deteriorated becomes large.

그러나, 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 비수전해액의 주입성을 높이는데 있어서는, 전지 자체의 형상을 바꾸어 대응하기에는 전지의 비용을 높이게 되므로, 전극, 세퍼레이터 등의 전지의 구성 부재의 주입성을 개선하여 대응하는 수법이 바람직하다. 그래서, 음극 활물질에 이용되는 흑연에 대하여, 편평 형상 흑연 입자를 집합시킨 괴상(塊狀) 흑연을 이용하여, 음극으로의 비수전해액의 함침성을 향상시키는 제안이 되어 있다(특허문헌 1).However, in order to improve the injectability of the nonaqueous electrolyte in the lithium ion secondary battery, the cost of the battery is increased for changing the shape of the battery itself, so that the injectability of the constituent members of the battery such as the electrode and the separator is improved Corresponding techniques are preferred. Therefore, proposals have been made to improve impregnability of a non-aqueous electrolyte to a negative electrode by using bulk graphite aggregated with flat graphite particles with respect to graphite used for the negative electrode active material (Patent Document 1).

또한, 리튬 이온 2차 전지는, 그 이름대로 2차 전지인 점에서, 충방전을 반복하여도 큰 방전 용량을 장기에 걸쳐 유지할 수 있도록, 우수한 충방전 사이클 특성을 확보하는 것이 요구되고 있다. 또한, 리튬 이온 2차 전지는, 그 용도의 확대에 따라 사용 형태도 다방면에 걸쳐 있고, 그것 때문에, 예를 들면 급속 충전에의 대응 요청도 있어, 이것을 가능하게 하기 위해 높은 충전 수입성(受入性)의 확보도 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하는 기술로서, 음극 활물질에 이용되는 흑연의 표면에 비정질 탄소를 피복한 흑연 재료가 제안되어 있다(특허문헌 2, 3, 4, 5).In addition, the lithium ion secondary battery is required to have excellent charge / discharge cycle characteristics so that a large discharge capacity can be maintained over a long period of time even if charging and discharging are repeated in terms of being a secondary battery as the name suggests. In addition, lithium ion secondary batteries are used in various forms in accordance with the expansion of their applications. For this reason, for example, there is a demand for quick charging, and in order to enable this, ) Is also required. As a technique to meet such a demand, graphite materials coated with amorphous carbon on the surface of graphite used for an anode active material have been proposed (Patent Documents 2, 3, 4 and 5).

또한, 음극 활물질로서 제 1 활물질(탄소 재료)과, 제 2 활물질(탄소 재료)과, 제 3 활물질(실리콘과 산소를 구성 원소에 포함하는 재료)의 각각의 입경·함유량 등을 규정하고, 음극 합제층의 밀도를 1.4g/㎤ 이하로 설정함으로써 제 3 활물질의 팽창 수축을 완화시켜, 전해액의 침투성을 개선하는 음극이 제안되어 있다.(특허문헌 6)The particle size and content of the first active material (carbon material), the second active material (carbon material), and the third active material (material containing silicon and oxygen constituent elements) are specified as the negative electrode active material, A negative electrode for improving the permeability of an electrolyte solution by reducing the expansion and contraction of the third active material by setting the density of the mixed layer to 1.4 g / cm 3 or less has been proposed. (Patent Document 6)

일본국 공개특허 특개2013-20772호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-20772 국제공개 제2010/106984호 공보International Publication No. 2010/106984 국제공개 제2010/113783호 공보International Publication No. 2010/113783 국제공개 제2012/015054호 공보International Publication No. 2012/015054 일본국 공개특허 특개2011-146365호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-146365 국제공개 제2013/098962호 공보International Publication No. 2013/098962

휴대기기류가 사용되는 환경을 고려하면, 그 전원 등으로서 이용되는 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 예를 들면 고온하에서의 충방전 사이클 특성이 양호한 것도 요구된다. 상술한 음극을 이용한 전지에 있어서는, 비수전해액의 높은 주입성을 확보하면서, 고온하에서의 충방전 사이클 특성이나 저온하에서의 충전 수입성의 개선을 도모하는 것에 대해서는 언급되어 있지 않아, 이러한 모든 특성을 겸비한 리튬 이온 2차 전지가 요구되었다.Considering the environment in which portable equipment is used, a lithium ion secondary battery used as the power source or the like is required to have good charge-discharge cycle characteristics at high temperatures, for example. In the battery using the above-described negative electrode, there is no mention of improving the charging / discharging cycle characteristics under high temperature and improving the charge-importing property at low temperature while ensuring high injectability of the non-aqueous electrolyte. Lithium ion 2 A car battery was required.

본 발명은, 상기 사정을 고려하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 비수전해액의 주입성 및 고온하에서의 충방전 사이클 특성이 우수한 리튬 이온 2차 전지를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery excellent in injection properties of a non-aqueous electrolyte and excellent charge-discharge cycle characteristics under a high temperature.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 리튬 이온 2차 전지는, 양극, 음극 및 세퍼레이터로 구성되는 편평형 권회 전극체와, 비수전해액이, 외장체 내에 수용되어 이루어지는 리튬 이온 2차 전지에 있어서, 상기 음극은, 음극 활물질로서, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를, 적어도 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The lithium ion secondary battery of the present invention which can achieve the above object is a lithium ion secondary battery in which a flat wound electrode body composed of a positive electrode, a negative electrode and a separator, and a nonaqueous electrolyte solution are contained in an external body, The negative electrode comprises, as the negative electrode active material, at least an artificial graphite A having an average particle diameter of more than 15 占 퐉 and 25 占 퐉 or less and graphite B having an average particle diameter of 8 占 퐉 or more and 15 占 퐉 or less and a surface of the graphite particle being coated with amorphous carbon .

본 발명에 의하면, 비수전해액의 주입성과 고온(예를 들면 45℃ 이상의 고온)하에서의 충방전 사이클 특성이 우수한 리튬 이온 2차 전지를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a lithium ion secondary battery having excellent non-aqueous electrolyte injection performance and excellent charge / discharge cycle characteristics under a high temperature (for example, at a high temperature of 45 캜 or higher).

도 1은, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 리튬 이온 2차 전지의 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 종단면도이다.
1 is a perspective view schematically showing an example of a lithium ion secondary battery of the present invention.
2 is a side view of the lithium ion secondary battery of FIG.
3 is a partial vertical cross-sectional view schematically showing an example of the lithium ion secondary battery of the present invention.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지는, 양극, 음극 및 세퍼레이터로 구성되는 편평형 권회 전극체와, 비수전해액이, 외장체 내에 수용되어 이루어지는 리튬 이온 2차 전지이고, 상기 음극은, 음극 활물질로서, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연으로 이루어지는 모입자(母粒子)와, 그 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를, 적어도 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.The lithium ion secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery in which a flat wound electrode body composed of a positive electrode, a negative electrode and a separator and a nonaqueous electrolyte solution are contained in an external body, and the negative electrode is an anode active material Artificial graphite A having a particle diameter of more than 15 占 퐉 and 25 占 퐉 or less; mother particles (mother particles) having an average particle diameter of 8 占 퐉 to 15 占 퐉 and made of graphite; , And at least one of them.

대용적의 외장캔(구체적으로는 10㎤ 이상의 내용적을 가지는 외장캔)을 가지는 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 비교적 많은 양의 비수전해액이 그 제조시에 외장체(전지 케이스) 내에 도입되지만, 그에 따라, 편평형 권회 전극체 내로 비수전해액을 충분히 침투시키기 위한 시간이 길어져버린다.In a lithium ion secondary battery having a large external can (specifically, an external can having an internal volume of 10 cm 3 or more), a relatively large amount of non-aqueous electrolyte is introduced into the external body (battery case) at the time of its production, , The time for sufficiently penetrating the non-aqueous electrolyte into the flat-rolled electrode body becomes long.

리튬 이온 2차 전지의 편평형 권회 전극체에 있어서는, 양극(양극 합제층)보다 음극(음극 합제층) 쪽이 비수전해액이 침투하기 어려운 것이 판명되어 있다. 그래서, 본 발명에서는, 음극에 관련되는 음극 활물질로서, 적어도, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를 사용하는 것으로 하였다.In the flat-rolled electrode body of the lithium ion secondary battery, it has been found that the non-aqueous electrolyte solution hardly permeates the negative electrode (negative electrode mixture layer) side than the positive electrode (positive electrode mixture layer). Therefore, in the present invention, as the negative electrode active material related to the negative electrode, at least an artificial graphite A having an average particle diameter of more than 15 占 퐉 and not more than 25 占 퐉, an artificial graphite A having an average particle diameter of not less than 8 占 퐉 and not more than 15 占 퐉, And the graphite B which was formed was used.

이유는 확실하지 않으나, 인조 흑연 A와, 인조 흑연 A에 대해 비교적 표면이 단단한 흑연 B를 음극 활물질로서 병용함으로써, 음극 제조시에 프레스 처리를 했을 때에, 음극 합제층 중에 형성되는 공공(空孔)의 크기가 균일화되어, 음극(음극 합제층) 내로의 비수전해액의 침투성을 높일 수 있는 것으로 추측된다. 따라서, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지는 음극 밀도가 1.55g/cc 이상인 때에도 비수전해액의 주입성이 양호한 것이 된다. 또한, 비수전해액의 주입성이 양호해짐으로써, 편평형 권회 전극체 내에 충분한 양의 비수전해액이 용이하게 침투하는 점에서, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지는 보다 짧은 시간에서의 생산이 가능해지는 것으로부터 높은 생산성을 가지고 있고, 또, 전지 특성(특히 상온하 및 고온하에서의 충방전 사이클 특성)도 양호한 것이 된다.The reason for this is not clear. However, when artificial graphite A and graphite B having a comparatively hard surface for artificial graphite A are jointly used as a negative electrode active material, And the permeability of the nonaqueous electrolyte solution into the negative electrode (negative electrode material mixture layer) can be enhanced. Therefore, the lithium ion secondary battery of the present invention has good injectability of the nonaqueous electrolyte even when the density of the negative electrode is 1.55 g / cc or more. In addition, since the filler of the non-aqueous electrolyte is improved, a sufficient amount of the nonaqueous electrolytic solution easily penetrates into the flat wound electrode body, so that the lithium ion secondary battery of the present invention can be produced in a shorter time And the battery characteristics (particularly, charge / discharge cycle characteristics under normal temperature and high temperature) are also good.

또한, 상기 흑연 B는 리튬 이온의 수용성(전체 충전 용량에 대한 정전류(定電流) 충전 용량의 비율)이 높다. 따라서, 인조 흑연 A와 흑연 B를 병용한 본 발명의 리튬 이온 2차 전지는, 상온뿐만 아니라 저온에서의 리튬 이온의 수용성이 양호하고, 저온(예를 들면 0℃ 이하의 저온)하에서의 충전 특성, 및 상온하 및 고온하에서의 충방전 사이클 특성도 양호한 것이 된다.In addition, the graphite B has a high water solubility (ratio of the constant current charging capacity to the total charging capacity) of the lithium ion. Therefore, the lithium ion secondary battery of the present invention, in which artificial graphite A and graphite B are used in combination, is excellent in water solubility at low temperature as well as at room temperature, and is excellent in charge characteristics under a low temperature (for example, And charge / discharge cycle characteristics at room temperature and at high temperature are good.

특히 전체 음극 활물질 중에 있어서의 상기 흑연 B의 함유량을 20∼60질량%로 하면, 충방전 사이클 특성이 보다 양호한 것이 되고, 추가로 전체 음극 활물질 중에 있어서의 상기 인조 흑연 A와 상기 흑연 B의 함유 질량 비율(A/B)을 0.5∼1.5로 조정하면, 충방전 사이클 특성이 보다 양호한 것이 되는 것을 발견하였다. 그 이유는 확실하지 않으나, 전체 음극 활물질 중에 있어서의 흑연 B의 함유량을 20∼60질량%로 하고, A/B를 0.5∼1.5로 조정하면, 리튬 이온의 방출성이 우수한 흑연 A와 리튬 이온의 수용성이 우수한 흑연 B의 밸런스가 양호하게 확보되어, 높은 충방전 사이클 특성이 얻어지는 것이라고 추찰(推察)된다.Particularly, when the content of the graphite B in the entire negative electrode active material is 20 to 60 mass%, the charging / discharging cycle characteristics become better, and further, the total mass of the artificial graphite A and the graphite B It has been found that when the ratio (A / B) is adjusted to 0.5 to 1.5, the charge-discharge cycle characteristics become better. The reason for this is not clear. However, when the content of graphite B in the entire negative electrode active material is adjusted to 20 to 60 mass% and the A / B ratio is adjusted to 0.5 to 1.5, the ratio of graphite A and lithium ion It is presumed that the balance of the graphite B having excellent water solubility is satisfactorily secured and a high charge-discharge cycle characteristic is obtained.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 음극으로는, 예를 들면, 음극 활물질을 함유하는 음극 합제층을 집전체의 편면 또는 양면에 형성한 것을 들 수 있다. 음극 합제층은, 음극 활물질 이외에 결착제나 필요에 따라 도전 조제(助劑)를 함유하고 있고, 예를 들면, 음극 활물질 및 결착제(나아가서는 도전 조제) 등을 포함하는 혼합물(음극합제)에 적당한 용제를 추가하여 충분히 혼련하여 얻어지는 음극합제 함유 조성물(슬러리 등)을 집전체 표면에 도포하여 건조함으로써, 원하는 두께로 하면서 형성할 수 있다. 또, 음극 합제층 형성 후의 음극에는, 필요에 따라 프레스 처리를 실시하여 음극 합제층의 두께나 밀도를 조절할 수도 있다.Examples of the negative electrode relating to the lithium ion secondary battery of the present invention include a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material formed on one surface or both surfaces of the current collector. The negative electrode material mixture layer contains, in addition to the negative electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive auxiliary agent, and is suitably used in a mixture (negative electrode material mixture) containing, for example, a negative electrode active material and a binder (Slurry or the like), which is obtained by adding a solvent and sufficiently kneading it, to the surface of the current collector and drying it, so as to obtain a desired thickness. The negative electrode after the negative electrode mixture layer is formed may be subjected to pressing treatment as necessary to adjust the thickness and density of the negative electrode material mixture layer.

그리고, 상기와 같이, 음극 활물질에는, 적어도, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를 사용한다.As described above, the negative electrode active material includes artificial graphite A having an average particle size of more than 15 占 퐉 and 25 占 퐉 or less, graphite B having an average particle size of 8 占 퐉 or more and 15 占 퐉 or less and the surface of graphite particles being coated with amorphous carbon Lt; / RTI >

인조 흑연 A는 흑연 B 이외의 인조 흑연이다. 본 발명에서 말하는 인조 흑연이란, 예를 들면, 코크스 혹은 유기물을 2800℃ 이상에서 소성한 것, 또는 천연 흑연과 상기 코크스 혹은 유기물을 혼합하고 2800℃ 이상에서 열처리를 실시한 것, 나아가서는 코크스 혹은 유기물을 2800℃ 이상에서 소성한 것을 상기 천연 흑연의 표면에 피복시킨 것 등을 들 수 있고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 1570∼1590cm-1로 나타내어지는 피크 강도에 대한 1340∼1370cm-1로 나타내어지는 피크 강도비인 R값이 0.05∼0.2가 되는 인조 흑연을 사용할 수 있다. 또, 평균 입자경이 상술한 범위에 있으면, 상기 인조 흑연 A에는 2종 이상의 인조 흑연을 병용해도 상관없다.Artificial graphite A is artificial graphite other than graphite B. The artificial graphite in the present invention means, for example, a graphite obtained by calcining a coke or an organic material at 2800 DEG C or higher, or a graphite or a mixture of the above coke or an organic material and subjected to heat treatment at 2800 DEG C or higher, that the baked at more than 2800 ℃ and the like having been coated on the surface of the natural graphite, an argon ion laser Raman spectrum to that of indicated by 1340~1370cm -1 to the peak intensity represented by -1 in 1570~1590cm Artificial graphite having an R value of 0.05 to 0.2 which is a peak intensity ratio can be used. If the average particle size is within the above-mentioned range, two or more kinds of artificial graphite may be used in combination with the artificial graphite A.

흑연 B는, 모입자가 되는 흑연 입자와 그 표면을 피복하는 비정질 탄소로 구성되어 있다. 구체적으로는, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 1570∼1590cm-1로 나타내어지는 피크 강도에 대한 1340∼1370cm-1로 나타내어지는 피크 강도비인 R값이 0.1∼0.7이 되는 흑연이다. R값은, 비정질 탄소의 충분한 피복량을 확보하기 위해 0.3 이상이 보다 바람직하다. 또, R값은 비정질 탄소의 피복량이 너무 많으면 불가역 용량이 증대하므로, 0.6 이하가 바람직하다. 이와 같은 흑연 B는, 예를 들면, d002가 0.338nm 이하인 천연 흑연 또는 인조 흑연을 구 형상으로 부형(賦刑)한 흑연을 모재(모입자)로 하고, 그 표면을 유기 화합물로 피복하여 800∼1500℃에서 소성한 후, 해쇄(解碎)하고 체를 통해 정립(整粒)함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 모재를 피복하는 유기 화합물로는, 방향족 탄화수소; 방향족 탄화수소를 가열 가압하에서 중축합하여 얻어지는 타르 또는 피치류; 방향족 탄화수소의 혼합물을 주성분으로 하는 타르, 피치 또는 아스팔트류; 등을 들 수 있다. 상기 모재를 상기 유기 화합물로 피복하기 위해서는, 상기 유기 화합물에 상기 모재를 함침·혼합 반죽하는 방법을 채용할 수 있다. 또, 프로판이나 아세틸렌 등의 탄화수소가스를 열분해에 의해 탄소화하고, 이것을 d002가 0.338nm 이하인 흑연의 표면에 퇴적시키는 기상법(氣相法)에 의해서도 흑연 B를 제작할 수 있다.The graphite B is composed of graphite particles which become the parent particles and amorphous carbon which covers the surface of the graphite particles. Specifically, the graphite, the peak intensity ratio R value expressed by 1340~1370cm -1 to the peak intensity expressed by 1570~1590cm -1 in the argon ion laser Raman spectrum is 0.1 to 0.7. The R value is more preferably 0.3 or more in order to secure a sufficient covering amount of the amorphous carbon. The R value is preferably 0.6 or less because the irreversible capacity increases when the coverage amount of the amorphous carbon is too large. Such graphite B can be obtained, for example, by using natural graphite having a d 002 of 0.338 nm or less or graphite obtained by embedding artificial graphite in a spherical shape as a base material (parent particle) Firing at ~ 1500 ° C, followed by disintegration and sieving through a sieve. Examples of the organic compound coating the base material include aromatic hydrocarbons; Tar or pitch obtained by polycondensing aromatic hydrocarbons under heating and pressure; Tar, pitch or asphalt mainly containing a mixture of aromatic hydrocarbons; And the like. In order to coat the base material with the organic compound, a method of impregnating and kneading the base material with the base material may be employed. Graphite B can also be produced by a vapor phase method in which a hydrocarbon gas such as propane or acetylene is carbonized by pyrolysis and deposited on the surface of graphite having d 002 of 0.338 nm or less.

인조 흑연 A는 평균 입자경이 25㎛ 이하이고, 흑연 B는 평균 입자경이 15㎛ 이하이다. 이와 같은 사이즈의 인조 흑연 A와 흑연 B를 병용함으로써, 음극(음극 합제층) 내로의 비수전해액의 침투성이 향상한다. 그 이유는 확실하지 않으나, 인조 흑연 A와, 상기와 같이 비교적 작으면서 또한 표면에 비정질 탄소를 가지는 흑연 B를 병용하면, 음극의 제조시에 프레스 처리를 함으로써, 음극 합제층 중에 형성되는 공공의 크기가 균일화되므로, 비수전해액이 침투하기 쉬워진다고 추측된다. 또, 인조 흑연 A와 상기와 같이 비교적 입경이 작은 흑연 B를 사용함으로써, 음극의 리튬 이온 수용성을 높여, 리튬 이온 2차 전지의 고온하에서의 충방전 사이클 특성 및 저온하에서의 충전 특성의 향상을 도모할 수 있다.Artificial graphite A has an average particle size of 25 占 퐉 or less and graphite B has an average particle size of 15 占 퐉 or less. By using artificial graphite A and graphite B of the same size in combination, permeability of the non-aqueous electrolyte solution into the negative electrode (negative electrode mixture layer) improves. When the artificial graphite A and graphite B having a relatively small size and having amorphous carbon on its surface are used in combination with the artificial graphite A, a pressing process is performed at the time of manufacturing the negative electrode, It is presumed that the nonaqueous electrolytic solution is likely to permeate. By using artificial graphite A and graphite B having a relatively small particle size as described above, it is possible to improve the water solubility of lithium ions in the negative electrode and to improve the charging / discharging cycle characteristics under high temperature and the charging characteristics at low temperature of the lithium ion secondary battery have.

또한, 인조 흑연 A는 입경이 너무 작으면 비표면적이 과도하게 커지는(불가역 용량이 증대하는) 점에서, 그 입경이 그다지 작지 않은 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는, 인조 흑연 A로서 평균 입자경이 15㎛ 초과인 것을 사용한다. 또, 흑연 B도 입경이 너무 작으면 표면을 피복하는 비정질 탄소의 피복량 등이 고르지 않아, 흑연 B의 장점이 충분히 발휘될 수 없게 되는 등의 이유가 있는 점에서, 그 입경이 그다지 작지 않은 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는, 흑연 B로서 평균 입자경이 8㎛ 이상인 것을 사용한다.Further, it is preferable that the artificial graphite A has a particle size not too small in that the specific surface area becomes excessively large (the irreversible capacity increases) when the particle size is too small. Therefore, in the present invention, artificial graphite A having an average particle diameter of more than 15 mu m is used. If the particle size of the graphite B is too small, the coating amount of the amorphous carbon covering the surface is uneven and the advantage of the graphite B can not be sufficiently exhibited. Therefore, the particle size is not so small desirable. Therefore, in the present invention, graphite B having an average particle diameter of 8 탆 or more is used.

본 명세서에서 말하는 흑연(인조 흑연 A, 흑연 B 및 이들 이외의 흑연)의 평균 입자경은, 예를 들면, 레이저 산란 입도 분포계(예를 들면, 니키소 주식회사제 마이크로 트랙 입도 분포 측정 장치 「HRA9320」)를 이용하고, 흑연을 용해하거나 팽윤하지 않는 매체에 흑연을 분산시켜 측정한 입도 분포가 작은 입자로부터 적분 체적을 구하는 경우의 체적 기준의 적산분율에 있어서의 50% 직경의 값(D50%) 메디안 직경이다.The average particle diameter of graphite (artificial graphite A, graphite B and graphite other than the above) referred to in the present specification can be measured by a laser scattering particle size distribution analyzer (for example, Microtrack particle size distribution measuring apparatus "HRA9320" manufactured by Nikkiso Co., ) And a value of 50% diameter (D50%) in the integrated fraction based on volume when the integral volume is obtained from particles having a small particle size distribution measured by dispersing graphite in a medium which does not dissolve or swell the graphite, Diameter.

인조 흑연 A 및 흑연 B의 비표면적(BET법에 따른다. 장치예는 니폰벨사제 「BELSORP-mini」 등)은 1.0㎡/g 이상인 것이 바람직하고, 또, 5.0㎡/g 이하인 것이 바람직하다.The specific surface area of artificial graphite A and graphite B (according to the BET method, for example, "BELSORP-mini" manufactured by Nippon-Belle) is preferably 1.0 m 2 / g or more and more preferably 5.0 m 2 / g or less.

또한, 음극 활물질에는, 인조 흑연 A 및 흑연 B 이외의 음극 활물질(예를 들면, 인조 흑연 A와 동종의 것이고, 평균 입자경이 15㎛ 미만이거나, 또는 25㎛를 초과하는 흑연과 같이, 인조 흑연 A 및 흑연 B에 해당하지 않는 흑연 등)을 인조 흑연 A 및 흑연 B와 함께 사용할 수도 있다.The negative electrode active material may be a negative electrode active material other than the artificial graphite A and the graphite B (for example, the same kind as the artificial graphite A and having an average particle size of less than 15 占 퐉 or a graphite exceeding 25 占 퐉) And graphite not corresponding to graphite B) may be used together with artificial graphite A and graphite B.

전지에 있어서의 비수전해액의 주입성, 고온하에서의 충방전 사이클 특성 및 저온하에서의 충전 특성을 보다 높이는 관점에서는, 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 흑연 B의 함유량이 20질량% 이상인 것이 바람직하고, 30질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 흑연의 표면에 비정질 탄소를 피복한 흑연 B는 표면이 비교적 단단하므로, 과도하게 첨가하여 프레스 처리를 하면, 인조 흑연 A의 입자를 파괴해버리는 등의 문제가 생길 우려가 있다. 따라서, 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 흑연 B의 함유량은 60질량% 이하인 것이 바람직하고, 50질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the content of graphite B in the entire negative electrode active material contained in the negative electrode is 20% by mass or more from the viewpoint of the filling ability of the non-aqueous electrolyte in the battery, the charging / discharging cycle characteristics under high temperature, And more preferably 30 mass% or more. In addition, graphite B coated with amorphous carbon on the surface of graphite is relatively hard on the surface, and when it is excessively added and subjected to press treatment, there is a possibility that problems such as destruction of particles of artificial graphite A may occur. Therefore, the content of graphite B in the entire negative electrode active material contained in the negative electrode is preferably 60 mass% or less, and more preferably 50 mass% or less.

또한, 음극 활물질에 인조 흑연 A 및 흑연 B 이외의 음극 활물질을 사용하는 경우에는, 인조 흑연 A 및 흑연 B를 사용함에 따른 상기의 효과를 양호하게 확보하는 관점에서, 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 인조 흑연 A 및 흑연 B의 합계 함유량은 50질량% 이상인 것이 바람직하다(즉, 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 흑연 A 및 흑연 B 이외의 음극 활물질의 함유량은 50질량% 이하인 것이 바람직하다).When the negative electrode active material other than artificial graphite A and graphite B is used for the negative electrode active material, from the viewpoint of satisfactorily securing the above effect of using artificial graphite A and graphite B, (That is, the content of the negative electrode active material other than graphite A and graphite B in the entire negative electrode active material contained in the negative electrode is preferably 50 mass% or less), and the total content of artificial graphite A and graphite B in the negative electrode is preferably 50 mass% Do).

음극에 관련되는 결착제로는, 예를 들면, 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등의 불소수지나, 셀룰로오스에테르 화합물, 고무계 바인더 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 셀룰로오스에테르 화합물의 구체예로는, 예를 들면 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 그들의 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 암모늄염 등을 들 수 있다. 고무계 바인더의 구체예로는, 예를 들면 스티렌·부타디엔 공중합체 고무(SBR) 등의 스티렌·공액디엔 공중합체; 니트릴·부타디엔 공중합체 고무(NBR) 등의 니트릴·공액디엔 공중합체 고무; 폴리오르가노실록산 등의 실리콘고무; 아크릴산 알킬에스테르의 중합체; 아크릴산 알킬에스테르와, 에틸렌성 불포화카르본산 및/또는 기타 에틸렌성 불포화 단량체와의 공중합에 의해 얻어지는 아크릴고무; 비닐리덴플루오라이드 공중합체 고무 등의 불소고무; 등을 들 수 있다.Examples of the binder relating to the negative electrode include, but are not limited to, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), cellulose ether compounds, and rubber binders. Specific examples of the cellulose ether compound include, for example, carboxymethyl cellulose (CMC), carboxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, alkali metal salts such as lithium salt, sodium salt and potassium salt thereof, and ammonium salt. Specific examples of the rubber-based binder include styrene / conjugated diene copolymers such as styrene / butadiene copolymer rubber (SBR); Nitrile-conjugated diene copolymer rubbers such as nitrile-butadiene copolymer rubber (NBR); Silicone rubbers such as polyorganosiloxane; Polymers of alkyl acrylate esters; An acrylic rubber obtained by copolymerization of an alkyl acrylate with an ethylenically unsaturated carboxylic acid and / or other ethylenically unsaturated monomer; Fluorine rubber such as vinylidene fluoride copolymer rubber; And the like.

음극에 관련되는 도전 조제는, 전자 전도성 재료라면 특별히 한정되지 않으며, 사용하지 않아도 상관없다. 도전 조제의 구체예로는, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널블랙, 퍼니스블랙, 램프블랙, 서멀블랙 등의 카본블랙류; 탄소 섬유; 등의 탄소 재료 이외에, 금속 섬유 등의 도전성 섬유류; 불화카본; 구리, 니켈 등의 금속 분말류; 폴리페닐렌 유도체 등의 유기 도전성 재료; 등을 들 수 있고, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되며, 2종 이상을 병용해도 상관없다. 이들 중에서도, 아세틸렌블랙, 케첸블랙이나 탄소 섬유가 특히 바람직하다.The conductive auxiliary agent related to the negative electrode is not particularly limited as long as it is an electron conductive material and may not be used. Specific examples of the conductive auxiliary agent include carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Carbon fiber; And conductive fibers such as metal fibers; Carbon fluoride; Metal powders such as copper and nickel; Organic conductive materials such as polyphenylene derivatives; These may be used singly or in combination of two or more. Of these, acetylene black, Ketjen black and carbon fiber are particularly preferable.

음극 집전체로는 구리제나 니켈제의 박(箔), 펀칭 메탈, 망, 익스팬드 메탈 등을 이용할 수 있으나, 통상 구리박이 이용된다. 이 음극 집전체는, 고에너지 밀도의 리튬 이온 2차 전지를 얻기 위해 음극 전체의 두께를 얇게 하는 경우, 두께의 상한은 30㎛인 것이 바람직하고, 하한은 5㎛인 것이 바람직하다.As the negative electrode current collector, copper foil, nickel foil, punching metal, net, expanded metal, or the like can be used, but copper foil is usually used. In order to obtain a lithium ion secondary battery having a high energy density, the cathode current collector preferably has an upper limit of thickness of 30 占 퐉 and a lower limit of 5 占 퐉 when the thickness of the entire cathode is reduced.

음극측의 리드부는, 통상, 음극 제작시에 집전체의 일부에 음극 합제층을 형성하지 않고 집전체의 노출부를 남겨, 그곳을 리드부로 함으로써 설치된다. 단, 리드부는 반드시 당초부터 집전체와 일체화된 것일 것은 요구되지 않고, 집전체에 구리제의 박 등을 나중에 접속함으로써 설치해도 된다.The lead portion on the cathode side is usually formed by leaving the exposed portion of the current collector without forming the negative electrode mixture layer on a part of the current collector when the negative electrode is manufactured and making the lead portion as the exposed portion. However, it is not always required that the lead portion is integrated with the current collector from the beginning, and a copper foil or the like may be connected later to the current collector.

음극 합제층의 두께(집전체의 양면에 형성되어 있는 경우에는, 편면당 두께)는 50∼150㎛인 것이 바람직하다. 또, 음극 합제층의 조성으로는, 음극 활물질의 함유량이 90∼99질량%인 것이 바람직하고, 결착제의 함유량이 1∼10질량%인 것이 바람직하다. 또한, 음극 합제층에 도전 조제를 함유시키는 경우에는, 음극 합제층에 있어서의 도전 조제의 함유량은, 고용량화의 관점에서 10질량% 이하인 것이 바람직하다. 음극 합제층의 밀도는, 너무 낮으면 전지의 용량을 높일 수 없고, 또, 충분한 고온하에서의 충방전 사이클 특성이나 저온하에서의 충전 특성이 얻어지지 않게 되며, 너무 높으면 비수전해액의 함침량이 적어지는 등의 이유로부터, 1.55g/㎤ 이상이고, 더 바람직하게는 1.58g/㎤ 이상이다. 또, 1.8g/㎤ 이하이며, 더 바람직하게는 1.7g/㎤이다. 또한, 여기에서 규정한 음극 합제층의 밀도는, 집전체의 양면에 음극 합제층이 형성되어 있는 부분의 밀도이다. 음극 합제층의 밀도는, 임의의 크기(예를 들면 5×5cm 사방)로 잘라낸 음극의 질량과 두께를 천칭이나 마이크로미터 등으로 측정하고, 그러한 수치로부터 집전체의 질량과 두께를 뺌으로써 구해지는, 음극 합제층의 단위 면적당 질량(예를 들면 g/㎠, g/㎟ 등)을 음극 합제층의 두께(집전체의 양면당 두께)로 나누어 산출된다.It is preferable that the thickness of the negative electrode material mixture layer (the thickness per side surface when formed on both sides of the current collector) is 50 to 150 mu m. The composition of the negative electrode mixture layer is preferably 90 to 99% by mass, and the content of the binder is preferably 1 to 10% by mass. When the conductive additive is contained in the negative mix material layer, the content of the conductive additive in the negative mix material layer is preferably 10 mass% or less from the viewpoint of high capacity. If the density of the negative electrode material mixture layer is too low, the capacity of the battery can not be increased, and the charging / discharging cycle characteristics at a sufficient high temperature and the charging property at low temperature can not be obtained. If the density is too high, Cm3 or more, and more preferably 1.58 g / cm3 or more. It is 1.8 g / cm 3 or less, and more preferably 1.7 g / cm 3. The density of the negative electrode material mixture layer defined here is the density of the portion where the negative electrode material mixture layer is formed on both surfaces of the current collector. The density of the negative electrode material mixture layer is determined by measuring the mass and thickness of the negative electrode cut out to an arbitrary size (for example, 5 x 5 cm square) with a balance or a micrometer, and subtracting the mass and thickness of the collector from the measured values (G / cm 2, g / mm 2, etc.) of the negative electrode mixture layer by the thickness of the negative electrode mixture layer (the thickness per side of the collector).

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 세퍼레이터에 대해서는 특별히 제한은 없고, 공지의 리튬 이온 2차 전지에 사용되고 있는 것을 적용할 수 있다. 예를 들면, 두께가 5∼30㎛이고, 개공률이 30∼70%인 미다공성 폴리에틸렌 필름(폴리에틸렌 미다공막) 또는 미다공성 폴리프로필렌 필름(폴리프로필렌 미다공막), 폴리에틸렌 폴리프로필렌 복합 필름(폴리에틸렌 폴리프로필렌 복합 미다공막) 등이 적합하게 이용된다.The separator related to the lithium ion secondary battery of the present invention is not particularly limited, and those used in a known lithium ion secondary battery can be applied. For example, a microporous polyethylene film (polyethylene microporous membrane) or a microporous polypropylene film (polypropylene microporous membrane) having a thickness of 5 to 30 μm and an opening ratio of 30 to 70%, a polyethylene polypropylene composite film Propylene-based microporous membrane) and the like are suitably used.

또한, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 세퍼레이터에는, 열가소성 수지를 주체로 하는 미다공막으로 이루어지는 다공질층 (I)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질의 다공질층 (Ⅱ)를 가지는 적층형의 세퍼레이터를 이용할 수 있다. 이와 같은 세퍼레이터를 사용함으로써, 리튬 이온 2차 전지의 안전성(고온 환경하에서의 안전성)을 높일 수 있고, 또한, 그 세퍼레이터의 배치의 조정에 의해, 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 비수전해액의 주입성을 더 높일 수 있다.In the separator relating to the lithium ion secondary battery of the present invention, a porous layer (I) composed of a microporous membrane composed mainly of a thermoplastic resin and a porous porous layer containing a filler having a heat resistance temperature of 150 deg. II) can be used as the separator. By using such a separator, the safety (safety in a high-temperature environment) of the lithium ion secondary battery can be enhanced and the injectability of the non-aqueous electrolyte in the lithium ion secondary battery can be improved by adjusting the arrangement of the separator. Can be increased.

상기 적층형 세퍼레이터에 관련되는 다공질층 (I)은 주로 셧다운 기능을 확보하기 위한 것이다. 리튬 이온 2차 전지의 온도가 다공질층 (I)의 주체가 되는 성분인 열가소성 수지〔이하, 「수지 (A)」라고 한다〕의 융점 이상에 도달했을 때에는, 다공질층 (I)에 관련되는 수지 (A)가 용융하여 세퍼레이터의 공공을 막아, 전기 화학 반응의 진행을 억제하는 셧다운을 발생시킨다.The porous layer (I) related to the laminated separator is mainly intended to secure a shutdown function. When the temperature of the lithium ion secondary battery reaches the melting point or higher of a thermoplastic resin (hereinafter referred to as " resin (A) ") which is a main component of the porous layer (I) (A) melts and blocks the pores of the separator, thereby causing shutdown which suppresses the progress of the electrochemical reaction.

또한, 상기 적층형의 세퍼레이터에 관련되는 다공질층 (Ⅱ)는, 전지의 내부 온도가 상승했을 때에도 양극과 음극의 직접 접촉에 의한 단락을 방지하는 기능을 구비한 것이고, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러에 의해 그 기능을 확보하고 있다. 즉, 전지가 고온이 된 경우에는, 비록 다공질층 (I)이 수축되어도, 수축되기 어려운 다공질층 (Ⅱ)에 의해, 세퍼레이터가 열수축한 경우에 발생할 수 있는 양음극의 직접 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있다. 또, 후술하는 바와 같이 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)가 일체화된 구성의 경우에는, 이 내열성의 다공질층 (Ⅱ)가 세퍼레이터의 골격으로서 작용하여, 다공질층 (I)의 열수축, 즉 세퍼레이터 전체의 열수축을 억제한다.The porous layer (II) relating to the laminate-type separator has a function of preventing a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode even when the internal temperature of the battery rises. The filler having a heat- And the function is secured by this. That is, when the battery becomes hot, the porous layer (II), which is difficult to shrink even if the porous layer (I) is shrunk, is prevented from being short-circuited by direct contact between the positive and negative electrodes can do. In the case of a structure in which the porous layer (I) and the porous layer (II) are integrated as described later, the heat resistant porous layer (II) acts as a skeleton of the separator, The heat shrinkage of the entire separator is suppressed.

세퍼레이터의 다공질층 (I)에 관련되는 수지 (A)는, 전기 절연성을 가지고 있고, 전기 화학적으로 안정적이며, 더 나중에 상술하는 전지가 가지는 비수전해액이나 세퍼레이터 제조시에 사용하는 용매(상세는 후술함)에 안정적인 열가소성 수지라면 특별히 제한은 없으나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트나 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르; 등이 바람직하다.The resin (A) related to the porous layer (I) of the separator has electrical insulation, is electrochemically stable, and is used later in a nonaqueous electrolyte solution of a battery or a solvent used in the production of a separator (PE), polypropylene (PP), and ethylene-propylene copolymer; polyolefins such as ethylene-propylene copolymer; Polyesters such as polyethylene terephthalate and copolymerized polyesters; .

또한, 세퍼레이터는 80℃ 이상 150℃ 이하(더 바람직하게는 100℃ 이상)에 있어서, 그 구멍이 폐색되는 성질(즉 셧다운 기능)을 가지고 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 다공질막 (I)은, 융점, 즉 JIS K 7121의 규정에 준하여, 시차 주사 열량계(DSC)를 이용해 측정되는 융해 온도가 80℃ 이상 150℃ 이하(더 바람직하게는 100℃ 이상)인 열가소성 수지를 그 구성 성분으로 하는 것이 보다 바람직하고, PE를 주성분으로 하는 단층의 미다공막이거나, PE와 PP를 2∼5층 적층한 적층 미다공막 등인 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the separator has a property that the hole is closed (that is, a shutdown function) at 80 ° C or more and 150 ° C or less (more preferably 100 ° C or more). Therefore, the porous film (I) has a melting temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of 80 ° C or more and 150 ° C or less (more preferably 100 ° C or more) according to JIS K 7121 It is more preferable to use a thermoplastic resin as a constituent component, and it is preferably a single-layered microporous membrane containing PE as a main component, or a laminated microporous membrane in which 2 to 5 layers of PE and PP are laminated.

상기와 같은 미다공막으로는, 예를 들면, 종래 공지된 리튬 이온 2차 전지 등에서 사용되고 있는 상기 예시의 열가소성 수지로 구성된 미다공막, 즉, 용제 추출법, 건식 또는 습식 연신법 등에 의해 제작된 이온 투과성의 미다공막을 이용할 수 있다.Examples of the microporous membrane include a microporous membrane composed of the thermoplastic resin of the above-described example used in a conventionally known lithium ion secondary battery or the like, that is, a microporous membrane made of an ion permeable membrane produced by solvent extraction, dry or wet drawing Microporous membrane can be used.

다공질층 (I)에 있어서의 수지 (A)의 함유량은, 셧다운의 효과를 보다 얻기 쉽게 하기 위해, 예를 들면, 하기와 같은 것이 바람직하다. 다공질층 (I)의 전체 구성 성분 중(공공 부분을 제외한 전체 체적 중. 세퍼레이터의 각 층에 있어서의 각 성분의 함유량에 관하여 이하 동일.)에 있어서 주체가 되는 수지 (A)의 체적은 50체적% 이상이고, 70체적% 이상인 것이 보다 바람직하며, 100체적%여도 된다. 또한, 후기하는 방법에 의해 구해지는 다공질층 (Ⅱ)의 공공률이 20∼60%이면서 또한 수지 (A)의 체적이 다공질층 (Ⅱ)의 공공 체적의 50% 이상인 것이 바람직하다.The content of the resin (A) in the porous layer (I) is preferably, for example, as follows in order to make it easier to obtain an effect of shutdown. The volume of the resin (A) as the main component in the entire constituent components of the porous layer (I in the following description with respect to the content of each component in each layer of the separator among the entire volume excluding the vacant portion) is 50 volumes Or more, more preferably 70 vol% or more, and even more preferably 100 vol%. It is also preferable that the porosity of the porous layer (II) obtained by the later method is 20 to 60% and the volume of the resin (A) is 50% or more of the void volume of the porous layer (II).

다공질층 (Ⅱ)에 관련되는 필러는, 내열 온도가 150℃ 이상이고, 전지가 가지는 비수전해액에 대하여 안정적이며, 또한 전지의 작동 전압 범위에 있어서 산화 환원되기 어려운 전기 화학적으로 안정적인 것이라면, 유기 입자여도 무기 입자여도 되나, 분산 등의 점에서 미립자인 것이 바람직하고, 안정성(특히 내산화성) 등의 점에서 무기 미립자가 보다 바람직하게 이용된다. 또한, 후기하는 다공질 기체(基體)를 제외하고 본 명세서에서 말하는 「내열 온도가 150℃ 이상」이란, 적어도 150℃에 있어서 연화 등의 변형이 보이지 않는 것을 의미한다.The filler relating to the porous layer (II) has a heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher and is stable to a non-aqueous electrolyte contained in the battery, and if it is electrochemically stable which is difficult to be oxidized and reduced in an operating voltage range of a battery, The inorganic fine particles may be fine particles in terms of dispersion and the like, and more preferably, inorganic fine particles are used in terms of stability (particularly, oxidation resistance). The term "heat-resistant temperature of not lower than 150 ° C" in this specification means that no deformation such as softening is observed at least at 150 ° C, except for the later-described porous substrate.

내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 구체예로는, 산화철, 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), TiO2, BaTiO2 등의 무기 산화물 미립자를 들 수 있다. 상기의 무기 산화물 미립자는 베마이트, 제올라이트, 아파타이트, 카올린, 멀라이트, 스피넬, 올리빈, 마이카 등의 광물 자원 유래 물질 또는 이들의 인조물 등의 미립자여도 된다. 다공질층 (Ⅱ)에는, 상기 예시의 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 상기 예시의 내열 온도가 150℃ 이상인 필러 중에서도 알루미나, 실리카, 베마이트가 바람직하다.Specific examples of the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher include inorganic oxide fine particles such as iron oxide, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), TiO 2 and BaTiO 2 . The inorganic oxide fine particles may be fine particles of mineral resources such as boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, mica and the like or artificial organics thereof. As the porous layer (II), one filler having a heat resistance temperature of 150 deg. C or higher may be used alone, or two or more fillers may be used in combination. Of the fillers having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher in the above example, alumina, silica and boehmite are preferable.

내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 입경은, 평균 입자경으로 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이상이며, 바람직하게는 15㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하이다. 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 평균 입자경은, 예를 들면, 레이저 산란 입도 분포계(예를 들면, HORIBA사제 「LA-920」)를 이용하여, 상기 필러를 용해하지 않는 매체에 분산시켜 측정한 수평균 입자경으로서 규정할 수 있다.The particle diameter of the filler having a heat-resistant temperature of 150 占 폚 or higher is preferably 0.001 占 퐉 or larger, more preferably 0.1 占 퐉 or larger, preferably 15 占 퐉 or smaller, and more preferably 1 占 퐉 or smaller. The average particle diameter of the filler having a heat-resistant temperature of 150 占 폚 or higher can be measured by dispersing the filler in a medium which does not dissolve the filler by using a laser scattering particle size distribution analyzer (for example, "LA-920" Can be defined as the number average particle diameter.

또한, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 형태로는, 예를 들면, 구 형상에 가까운 형상을 가지고 있어도 되고, 판 형상의 형상을 가지고 있어도 된다.In the form of a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher, for example, it may have a shape close to a sphere or a plate-like shape.

판 형상 입자의 형태로는, 애스펙트비가 5 이상, 보다 바람직하게는 10 이상이며, 100 이하, 보다 바람직하게는 50 이하인 것이 바람직하다. 판 형상 입자에 있어서의 애스펙트비는, 예를 들면, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 촬영한 화상을 화상 해석함으로써 구할 수 있다.The aspect ratio of the plate-like particles is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and 100 or less, more preferably 50 or less. The aspect ratio of the plate-like particles can be obtained, for example, by image analysis of an image taken by a scanning electron microscope (SEM).

다공질층 (Ⅱ)에 있어서의 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 양은, 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 전체 체적 중〔단, 후기하는 다공질 기체를 사용하는 경우에는, 다공질 기체를 제외한 구성 성분의 전체 체적 중. 다공질층 (Ⅱ)의 각 구성 성분의 함유량에 대하여 이하 동일.〕 50체적% 이상이고, 70체적% 이상인 것이 바람직하며, 80체적% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90체적% 이상인 것이 더 바람직하다. 다공질층 (Ⅱ) 중의 필러를 상기와 같이 고함유량으로 함으로써, 리튬 이온 2차 전지가 고온이 되었을 때의 양극과 음극의 직접 접촉에 의한 단락의 발생을 보다 양호하게 억제할 수 있고, 또, 특히 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)를 일체화한 구성의 세퍼레이터의 경우에는, 세퍼레이터 전체의 열수축을 양호하게 억제할 수 있다.The amount of the filler having a heat-resistant temperature of not lower than 150 占 폚 in the porous layer (II) is not particularly limited as long as the total volume of the constituent components of the porous layer (II) Of the total volume. Is 50 vol% or more, preferably 70 vol% or more, more preferably 80 vol% or more, and further preferably 90 vol% or more, with respect to the content of each component of the porous layer (II). By setting the filler in the porous layer (II) to have a high content as described above, occurrence of a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode when the lithium ion secondary battery has reached a high temperature can be suppressed more preferably, In the case of a separator having a structure in which the porous layer (I) and the porous layer (II) are integrated, the heat shrinkage of the entire separator can be satisfactorily suppressed.

또한, 다공질층 (Ⅱ)에는, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러끼리를 결착하거나, 필요에 따라 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)를 결착하기 위해 유기 바인더를 함유시키는 것이 바람직하고, 이와 같은 관점에서, 다공질층 (Ⅱ)에 있어서의 내열 온도가 150℃ 이상인 필러양의 적절한 상한값은, 예를 들면, 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 전체 체적 중 99.5체적%이다. 또한, 다공질층 (Ⅱ)에 있어서의 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 양을 70체적% 미만으로 하면, 예를 들면, 다공질층 (Ⅱ) 중의 유기 바인더량을 많게 할 필요가 생기지만, 그 경우에는 다공질층 (Ⅱ)의 공공이 유기 바인더에 의해 채워지기 쉬워, 세퍼레이터로서의 기능이 저하될 우려가 있고, 또, 개공제(開孔劑) 등을 이용하여 다공질화한 경우에는, 상기 필러끼리의 간격이 너무 커져 열수축을 억제하는 효과가 저하될 우려가 있다.It is preferable that an organic binder is contained in the porous layer (II) in order to bond the pellets having a heat-resistant temperature of not lower than 150 ° C or bind the porous layer (I) and the porous layer (II) , The upper limit value of the amount of the filler having a heat-resistant temperature of not less than 150 ° C in the porous layer (II) is, for example, 99.5% by volume of the total volume of the constituent components of the porous layer (II). If the amount of the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher in the porous layer (II) is less than 70% by volume, for example, it is necessary to increase the amount of the organic binder in the porous layer (II) , The pores of the porous layer (II) are liable to be filled with the organic binder, and the function as the separator may be deteriorated. In the case where the porous layer (II) is made porous by using a pore former or the like, There is a possibility that the effect of suppressing heat shrinkage is lowered.

다공질층 (Ⅱ)에는, 세퍼레이터의 형상 안정성의 확보나 다공질층 (Ⅱ)와 다공질층 (I)의 일체화 등을 위해, 유기 바인더를 함유시키는 것이 바람직하다. 유기 바인더로는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA, 아세트산비닐 유래의 구조 단위가 20∼35몰%인 것), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 등의 에틸렌-아크릴산 공중합체, 불소계 고무, 스티렌부타디엔고무(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 가교 아크릴 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등을 들 수 있으나, 특히, 150℃ 이상의 내열 온도를 가지는 내열성의 바인더가 바람직하게 이용된다. 유기 바인더는 상기 예시의 것을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.The porous layer (II) preferably contains an organic binder for securing the shape stability of the separator and integrating the porous layer (II) and the porous layer (I). Examples of the organic binder include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA, 20 to 35 mol% of structural unit derived from vinyl acetate), ethylene-acrylic acid copolymer such as ethylene-ethyl acrylate copolymer, fluorine rubber, styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethylcellulose (CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), crosslinked acrylic resin, polyurethane, Epoxy resins and the like. Among them, a heat-resistant binder having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher is preferably used. As the organic binder, one of the above-mentioned examples may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

상기 예시의 유기 바인더 중에서도 EVA, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 불소계 고무, SBR 등의 유연성이 높은 바인더가 바람직하다. 이와 같은 유연성이 높은 유기 바인더의 구체예로는, 미츠이듀폰 폴리케미칼사의 「에바플렉스 시리즈(EVA)」, 니폰유니카사의 EVA, 미츠이듀폰 폴리케미칼사의 「에바플렉스-EEA시리즈(에틸렌-아크릴산 공중합체)」, 니폰유니카사의 EEA, 다이킨공업사의 「다이에르 라텍스 시리즈(불소고무)」, JSR사의 「TRD-2001(SBR)」, 니폰제온사의 「BM-400B(SBR)」 등이 있다.Of the organic binders exemplified above, a highly flexible binder such as EVA, an ethylene-acrylic acid copolymer, a fluorine-based rubber, or SBR is preferable. Specific examples of such flexible organic binders include EVA Flex series (EVA) manufactured by Mitsui DuPont Polychemical, EVA manufactured by Nippon Unicar Co., EVA Flex-EEE series (ethylene-acrylic acid copolymer) manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., (EBR) of Nippon Unicar Co., Ltd., "Daier Latex Series" (fluororubber) of Daikin Industries, "TRD-2001 (SBR)" of JSR Corporation and "BM-400B (SBR)" of Nippon Zeon Corporation.

또한, 상기의 유기 바인더를 다공질층 (Ⅱ)에 사용하는 경우에는, 후술하는 다공질층 (Ⅱ) 형성용의 조성물의 용매에 용해시키거나, 또는 분산시킨 에멀젼의 형태로 이용하면 된다.When the organic binder is used for the porous layer (II), it may be used in the form of an emulsion dissolved or dispersed in a solvent of a composition for forming a porous layer (II) described below.

또한, 세퍼레이터의 형상 안정성이나 유연성을 확보하기 위해, 다공질층 (Ⅱ)에 있어서, 섬유 형상 물질 등을 상기 필러와 혼재시켜도 된다. 섬유 형상 물질로는, 내열 온도가 150℃ 이상이며, 전기 절연성을 가지고 있고, 전기 화학적으로 안정적이며, 하기에 더 상술하는 전해액이나, 세퍼레이터의 제조시에 사용하는 용매에 안정적이라면, 특별히 재질에 제한은 없다.In order to secure the shape stability and flexibility of the separator, a fibrous material or the like may be mixed with the filler in the porous layer (II). The fibrous material is preferably a material having a heat-resistant temperature of not less than 150 ° C, having electrical insulation, being electrochemically stable, stable to a solvent used in the production of the electrolytic solution described above and a separator, There is no.

또한, 섬유 형상 물질로 구성된 다공질 기체(내열 온도가 150℃ 이상인 다공질 기체)를 다공질층 (Ⅱ)에 사용할 수도 있다. 또한, 다공질 기체의 「내열성」은, 연화 등에 의한 실질적인 치수 변화가 생기지 않는 것을 의미하고, 대상물의 길이의 변화, 즉 다공질 기체에 있어서는, 실온에서의 길이에 대한 수축의 비율(수축률)이 5% 이하를 유지할 수 있는 상한 온도(내열 온도)가, 세퍼레이터의 셧다운 온도보다 충분히 높은지의 여부로 내열성을 평가한다. 셧다운 후의 전지의 안전성을 높이기 위해, 다공질 기체는 셧다운 온도보다 20℃ 이상 높은 내열 온도를 가지는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 다공질 기체의 내열 온도는 150℃ 이상인 것이 바람직하며, 180℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.Further, a porous substrate made of a fibrous substance (a porous substrate having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher) may be used for the porous layer (II). The " heat resistance " of the porous substrate means that no substantial dimensional change occurs due to softening or the like, and a change in length of the object, that is, a ratio of shrinkage (shrinkage ratio) (Heat-resistant temperature) which is capable of maintaining the heat-resistance of the separator is sufficiently higher than the shutdown temperature of the separator. In order to enhance the safety of the battery after shutdown, it is preferable that the porous substrate has a heat-resistant temperature higher than the shutdown temperature by 20 ° C or higher. More specifically, the heat resistant temperature of the porous substrate is preferably 150 ° C or higher, desirable.

다공질 기체를 이용하여 다공질층 (Ⅱ)를 구성하는 경우에는, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 전부 또는 일부가 다공질 기체의 공극 내에 존재하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태로 함으로써, 상기 필러의 작용을 보다 유효하게 발휘시킬 수 있다.When the porous layer (II) is constituted by using a porous substrate, it is preferable that all or part of the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher is present in the pores of the porous substrate. By adopting such a configuration, the action of the filler can be more effectively exerted.

세퍼레이터(상기 적층형의 세퍼레이터 및 그 이외의 세퍼레이터)의 두께는 10∼30㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the separator (the separator of the laminate type and the other separator) is 10 to 30 占 퐉.

상기 적층형의 세퍼레이터에 있어서는, 다공질층 (Ⅱ)의 두께〔세퍼레이터가 다공질층 (Ⅱ)를 복수 가지는 경우에는 그 총두께〕는, 다공질층 (Ⅱ)에 의한 상기의 각 작용을 보다 유효하게 발휘시키는 관점에서, 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 단, 다공질층 (Ⅱ)가 너무 두꺼우면, 전지의 에너지 밀도의 저하를 야기하는 등의 우려가 있는 점에서, 다공질층 (Ⅱ)의 두께는 8㎛ 이하인 것이 바람직하다.In the laminate type separator, the thickness of the porous layer (II) (the total thickness when the separator has a plurality of porous layers (II)) is set so that the above-mentioned actions by the porous layer (II) , It is preferable that the thickness is 3 mu m or more. However, if the thickness of the porous layer (II) is too thick, it is preferable that the thickness of the porous layer (II) is 8 占 퐉 or less because there is a possibility that the energy density of the battery is lowered.

또한, 다공질층 (I)의 두께〔세퍼레이터가 다공질층 (I)을 복수 가지는 경우에는 그 총두께. 이하 동일.〕는, 다공질층 (I)의 사용에 의한 상기 작용(특히 셧다운 작용)을 보다 유효하게 발휘시키는 관점에서, 6㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 단, 다공질층 (I)이 너무 두꺼우면, 전지의 에너지 밀도의 저하를 야기할 우려가 있는 것에 추가로, 다공질층 (I)이 열수축하려는 힘이 커져, 예를 들면, 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)가 일체화된 구성에서는 세퍼레이터 전체의 열수축을 억제하는 작용이 작아질 우려가 있다. 그 때문에, 다공질층 (I)의 두께는 25㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 14㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.The thickness of the porous layer (the total thickness when the separator has a plurality of porous layers (I). The same shall apply hereinafter) is preferably 6 占 퐉 or more and more preferably 10 占 퐉 or more from the viewpoint of more effectively exhibiting the action (in particular, the shutdown action) by use of the porous layer (I). However, if the porous layer (I) is too thick, there is a possibility that the energy density of the battery is lowered. In addition, the porous layer (I) In the structure in which the porous layer (II) is integrated, the action of suppressing the heat shrinkage of the whole separator may be reduced. Therefore, the thickness of the porous layer (I) is preferably 25 占 퐉 or less, more preferably 20 占 퐉 or less, and even more preferably 14 占 퐉 or less.

세퍼레이터 전체의 공공률로서는, 전해액의 보액량을 확보하여 이온 투과성을 양호하게 하기 위해, 건조한 상태에서 30% 이상인 것이 바람직하다. 한편, 세퍼레이터 강도의 확보와 내부 단락의 방지의 관점에서, 세퍼레이터의 공공률은 건조한 상태에서 70% 이하인 것이 바람직하다. 또, 세퍼레이터의 공공률:P(%)는 세퍼레이터의 두께, 면적당 질량, 구성 성분의 밀도로부터, 하기 (2)식을 이용하여 각 성분 i에 대한 총합을 구함으로써 계산할 수 있다.The porosity of the entire separator is preferably 30% or more in a dried state in order to secure the amount of electrolytic solution to maintain a sufficient ion permeability. On the other hand, from the viewpoints of securing the strength of the separator and preventing the internal short circuit, the porosity of the separator is preferably 70% or less in a dried state. The porosity P (%) of the separator can be calculated from the thickness of the separator, the mass per unit area, and the density of the constituent components, by calculating the sum for each component i using the following expression (2).

P={1-(m/t)/(Σai·ρi)}×100 (2)P = {1- (m / t) / (? I i ? I )} 100 (2)

여기에서, 상기 (2)식 중, ai:전체의 질량을 1로 하였을 때의 성분 i의 비율, ρi:성분 i의 밀도(g/㎤), m:세퍼레이터의 단위 면적당 질량(g/㎠), t:세퍼레이터의 두께(㎝)이다. 세퍼레이터의 단위 면적당 질량(m)은, 20cm 사방으로 잘라낸 세퍼레이터를 전자 천칭으로 질량을 측정하여, 1㎠당 질량으로 산출한 것이고, 세퍼레이터의 두께(t)는, 마이크로미터로 랜덤으로 10군데의 측정점의 두께를 측정하여 평균화한 것이다.Here, the above-mentioned (2) wherein, a i: ratio, ρ i of component i at the time when the total mass of a 1: density of component i (g / ㎤), m: mass per unit area of the separator (g / Lt; 2 >), and t: thickness (cm) of the separator. The mass per unit area (m) of the separator is calculated by mass per 1 cm 2 of the separator cut out in 20 cm square and the mass is measured with an electronic balance. The thickness t of the separator is 10 points And the average thickness was measured.

또한, 상기 적층형의 세퍼레이터에 있어서는, 상기 (2)식에 있어서, m을 다공질층 (I)의 단위 면적당 질량(g/㎠)으로 하고, t를 다공질층 (I)의 두께(㎝)로 함으로써, 상기 (2)식을 이용하여 다공질층 (I)의 공공률:P(%)를 구할 수도 있다. 이 방법에 의해 구해지는 다공질층 (I)의 공공률은 30∼70%인 것이 바람직하다.In the above-mentioned laminated separator, it is preferable that m is a mass per unit area (g / cm 2) of the porous layer (I) and t is a thickness (cm) of the porous layer (I) , The porosity P (%) of the porous layer (I) can be obtained by using the above-mentioned formula (2). The porosity of the porous layer (I) obtained by this method is preferably 30 to 70%.

또한, 상기 적층형의 세퍼레이터에 있어서는, 상기 (1)식에 있어서, m을 다공질층 (Ⅱ)의 단위 면적당 질량(g/㎠)으로 하고, t를 다공질층 (Ⅱ)의 두께(㎝)로 함으로써, 상기 (2)식을 이용하여 다공질층 (Ⅱ)의 공공률:P(%)를 구할 수도 있다. 이 방법에 의해 구해지는 다공질층 (Ⅱ)의 공공률은 20∼60%인 것이 바람직하다.In the above laminated separator, it is preferable that m is a mass per unit area (g / cm 2) of the porous layer (II) and t is a thickness (cm) of the porous layer (II) , The porosity P (%) of the porous layer (II) can be obtained by using the above formula (2). The porosity of the porous layer (II) obtained by this method is preferably 20 to 60%.

또한, 본 발명에 관련되는 세퍼레이터는, JIS P 8117에 준거한 방법으로 측정되고, 0.879g/㎟의 압력하에서 100㎖의 공기가 막을 투과하는 초수로 나타내어지는 걸리값이 10∼300sec인 것이 바람직하다. 투기도가 너무 크면 이온 투과성이 작아지고, 한편, 너무 작으면 세퍼레이터의 강도가 작아지는 경우가 있다. 상기의 구성을 채용함으로써, 상기의 투기도를 가지는 세퍼레이터로 할 수 있다.The separator according to the present invention is measured by a method in accordance with JIS P 8117, and preferably has a Gurley value of 10 to 300 sec as expressed by a supernatant of 100 ml of air permeable to air under a pressure of 0.879 g / . If the air permeability is too large, the ion permeability becomes small. On the other hand, if the air permeability is too small, the strength of the separator may be small. By employing the above-described configuration, a separator having the above described degree of permeability can be obtained.

세퍼레이터(상기 적층형 세퍼레이터 및 그 이외의 세퍼레이터)의 평균 공경은 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 더 바람직하게는 0.05㎛ 이상이며, 바람직하게는 1㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다. 또, 상기 적층형 세퍼레이터의 경우, 다공질층 (I)의 평균 공경은 0.01∼0.5㎛인 것이 바람직하고, 다공질층 (Ⅱ)의 평균 공경은 0.05∼1㎛인 것이 바람직하다.The average pore diameter of the separator (the above-described laminated separator and the other separator) is preferably 0.01 占 퐉 or more, more preferably 0.05 占 퐉 or more, preferably 1 占 퐉 or less, more preferably 0.5 占 퐉 or less. In the case of the laminated separator, the average pore diameter of the porous layer (I) is preferably 0.01 to 0.5 mu m, and the average pore diameter of the porous layer (II) is preferably 0.05 to 1 mu m.

또한, 본 발명에 관련되는 세퍼레이터는, 150℃에서의 열수축률을 5% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 특성의 세퍼레이터라면, 전지 내부가 150℃ 정도가 되어도, 세퍼레이터의 수축이 거의 생기지 않기 때문에, 양음극의 접촉에 의한 단락을 보다 확실하게 방지할 수 있어, 고온에서의 전지의 안전성을 보다 높일 수 있다. 적층형의 세퍼레이터에 대하여, 앞에 나타낸 구성을 채용함으로써, 상기와 같은 열수축률을 가지는 세퍼레이터로 할 수 있다.The separator according to the present invention preferably has a heat shrinkage at 150 캜 of 5% or less. With such a separator having such characteristics, it is possible to more reliably prevent a short circuit due to contact between the positive and negative electrodes because the separator hardly shrinks even when the inside of the cell becomes about 150 DEG C, . The separator having the above-described heat shrinkage ratio can be made by employing the above-described structure for the laminate separator.

여기에서 말하는 열수축률은, 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)가 일체화되어 있는 경우에는, 그 일체화된 세퍼레이터 전체의 수축률을 가리키고, 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)가 독립되어 있는 경우에는, 각각의 수축률의 작은 쪽의 값을 가리킨다. 또, 후술하는 바와 같이, 다공질층 (I) 및/또는 다공질층 (Ⅱ)는, 전극과 일체화되는 구성으로 할 수도 있으나, 그 경우에는, 전극과 일체화된 상태에서 측정한 열수축률을 가리킨다.Here, the heat shrinkage rate refers to the shrinkage percentage of the whole of the integral separator when the porous layer (I) and the porous layer (II) are integrated, and when the porous layer (I) and the porous layer , It indicates the smaller value of each shrinkage ratio. As described later, the porous layer (I) and / or porous layer (II) may be integrated with the electrode, but in this case, it indicates the heat shrinkage ratio measured in a state integrated with the electrode.

또한, 상기의 「150℃의 열수축률」이란, 세퍼레이터 또는 다공질층 (I) 및 다공질층 (Ⅱ)(전극과 일체화된 경우에는 전극과 일체화된 상태로)를 항온조(恒溫槽)에 넣고, 온도를 150℃까지 상승시켜 3시간 방치한 후에 꺼내어, 항온조에 넣기 전의 세퍼레이터 또는 다공질층 (I) 및 다공질층 (Ⅱ)의 치수와 비교함으로써 구해지는 치수의 감소 비율을 백분율로 나타낸 것이다.The term " heat shrinkage rate at 150 占 폚 " as used herein means a ratio of the heat shrinkage rate at 150 占 폚 when the separator or the porous layer I and the porous layer II (integrated with the electrode when integrated with the electrode) are placed in a thermostatic chamber, Is raised to 150 DEG C, left for 3 hours, taken out, and compared with the dimensions of the separator or the porous layer (I) and the porous layer (II) before being placed in the thermostatic chamber.

또한, 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)는, 각각 1층씩일 필요는 없고, 복수의 층이 세퍼레이터 중에 있어도 된다. 예를 들면, 다공질층 (Ⅱ)의 양면에 다공질층 (I)을 배치한 구성으로 하거나, 다공질층 (I)의 양면에 다공질층 (Ⅱ)를 배치한 구성으로 해도 된다. 단, 층수를 늘림으로써, 세퍼레이터의 두께를 늘려 리튬 이온 2차 전지의 내부 저항의 증가나 에너지 밀도의 저하를 초래할 우려가 있기 때문에, 층수를 너무 많게 하는 것은 바람직하지 않으며, 세퍼레이터 중의 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)의 합계 층수는 5층 이하인 것이 바람직하다.The porous layer (I) and the porous layer (II) need not be one layer each, and a plurality of layers may be contained in the separator. For example, the porous layer (I) may be disposed on both surfaces of the porous layer (II), or the porous layer (II) may be disposed on both surfaces of the porous layer (I). However, increasing the number of layers may increase the thickness of the separator to increase the internal resistance of the lithium ion secondary battery or lower the energy density. Therefore, it is not desirable to increase the number of layers too much, and the number of layers of the porous layer I ) And the porous layer (II) is preferably 5 layers or less.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 양극으로는, 예를 들면, 양극 활물질을 함유하는 양극 합제층을 집전체의 편면 또는 양면에 형성한 것을 들 수 있다. 양극 합제층은, 양극 활물질 이외에 결착제나 필요에 따라 도전 조제를 함유하고 있고, 예를 들면, 양극 활물질 및 결착제(나아가서는 도전 조제) 등을 포함하는 혼합물(양극합제)에 적당한 용제를 추가하여 충분히 혼련하여 얻어지는 양극합제 함유 조성물(슬러리 등)을 집전체 표면에 도포하여 건조시킴으로써, 원하는 두께로 하면서 형성할 수 있다. 또, 양극 합제층 형성 후의 음극에는, 필요에 따라 프레스 처리를 실시하여 양극 합제층의 두께나 밀도를 조절할 수도 있다.Examples of the positive electrode relating to the lithium ion secondary battery of the present invention include a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material formed on one surface or both surfaces of the current collector. The positive electrode material mixture layer contains, in addition to the positive electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive auxiliary agent, and a suitable solvent is added to a mixture (positive electrode material mixture) containing, for example, a positive electrode active material and a binder (A slurry or the like) obtained by sufficiently kneading a composition of the positive electrode material mixture is applied to the surface of the current collector and dried to form a desired thickness. The thickness and density of the positive electrode material mixture layer may be adjusted by subjecting the negative electrode after the positive electrode material mixture layer is formed to a pressing treatment as necessary.

양극 활물질에는, 종래부터 알려져 있는 리튬 이온 2차 전지용의 양극 활물질로서 사용되고 있는 것, 예를 들면, 리튬 이온을 흡장·방출할 수 있는 활물질이 사용된다. 이와 같은 양극 활물질의 구체예로는, 예를 들면, Li1 +xMO2(-0.1<x<0.1, M:Co, Ni, Mn, Al, Mg 등)로 나타내어지는 층상 구조의 리튬 함유 천이금속 산화물, LiMn2O4나 그 원소의 일부를 다른 원소로 치환한 스피넬 구조의 리튬망간 산화물, LiMPO4(M:Co, Ni, Mn, Fe 등)로 나타내어지는 올리빈형 화합물 등을 들 수 있다. 상기 층상 구조의 리튬 함유 천이금속 산화물의 구체예로는, LiCoO2 등 외에, 적어도 Co, Ni 및 Mn을 포함하는 산화물(LiMn1 /3Ni1 /3Co1 /3O2, LiMn5 /12Ni5 /12Co1 /6O2, LiNi3/5Mn1/5Co1/5O2 등) 등을 예시할 수 있다. 특히, 리튬 이온 2차 전지를, 그 사용에 앞서, 통상보다 높은 종지 전압으로 충전하는 경우에는, 고전압으로 충전된 상태에서의 양극 활물질의 안정성을 높이기 위해, 상기 예시의 각종 활물질이 안정화 원소를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 안정화 원소로는, 예를 들면 Mg, Ak, Ti, Zr, Mo, Sn 등을 들 수 있다.As the cathode active material, there is used a conventionally known cathode active material for a lithium ion secondary battery, for example, an active material capable of absorbing and desorbing lithium ions. Specific examples of such a cathode active material include a layered lithium containing transition represented by Li 1 + x MO 2 (-0.1 <x <0.1, M: Co, Ni, Mn, Al, A metal oxide, a lithium manganese oxide having a spinel structure in which LiMn 2 O 4 or a part of the element is replaced with another element, and an olivine-type compound represented by LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe and the like) . Specific examples of the lithium-containing transition metal oxide of the layer structure example, LiCoO 2, in addition, an oxide containing at least Co, Ni and Mn (LiMn 1/3 Ni 1 /3 Co 1/3 O 2, LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2, LiNi 3/5 Mn 1/5 Co 1/5 O 2 , etc.) and the like can be given. In particular, when the lithium ion secondary battery is charged with a higher end voltage than usual before use, in order to enhance the stability of the positive electrode active material in a state of being filled with a high voltage, various kinds of active materials in the above- . Examples of such a stabilizing element include Mg, Ak, Ti, Zr, Mo, Sn and the like.

양극 합제층의 결착제에는, 종래부터 알려져 있는 양극용의 결착제로서 사용되고 있는 것이 적합하게 채용된다. 예를 들면, 아크릴로니트릴, 아크릴산 에스테르(아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산2에틸헥실 등) 및 메타크릴산에스테르(메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸 등)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 모노머를 포함하는 2종 이상의 모노머에 의해 형성되는 코폴리머; 수소화 니트릴고무; 폴리불화비닐리덴(PVDF); 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌코폴리머(VDF-CTFE); 불화비닐리덴-테트라플루오로에틸렌코폴리머(VDF-TFE); 불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌코폴리머(VDF-HFP-TFE); 등을 들 수 있다.As the binder for the positive electrode mixture layer, those conventionally known as used for a positive electrode binder are suitably employed. (Methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate and the like), acrylonitrile, acrylic esters (such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate) A copolymer formed by two or more kinds of monomers including at least one kind of monomer selected from the group consisting of Hydrogenated nitrile rubber; Polyvinylidene fluoride (PVDF); Vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer (VDF-CTFE); Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (VDF-TFE); Vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer (VDF-HFP-TFE); And the like.

도전 조제에는, 예를 들면, 천연 흑연(인편상(鱗片狀) 흑연 등), 인조 흑연 등의 그라파이트류; 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널블랙, 퍼니스블랙, 램프블랙, 서멀블랙 등의 카본블랙류; 탄소 섬유; 등의 탄소 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 또, 금속 섬유 등의 도전성 섬유류; 불화카본; 알루미늄 등의 금속 분말류; 산화아연; 티탄산칼륨 등의 도전성 위스커류; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 유기 도전성 재료; 등을 이용할 수도 있다.Examples of the conductive additive include graphite such as natural graphite (flake graphite and the like), artificial graphite and the like; Carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Carbon fiber; , And conductive fibers such as metal fibers; Carbon fluoride; Metal powders such as aluminum; Zinc oxide; Conductive whiskers such as potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Organic conductive materials such as polyphenylene derivatives; May be used.

또한, 양극의 집전체로는, 알루미늄 등의 금속의 박, 펀칭 메탈, 망, 익스팬드 메탈 등을 이용할 수 있으나, 통상 두께가 10∼30㎛의 알루미늄박이 적합하게 이용된다.As the collector of the positive electrode, a metal foil such as aluminum, a punching metal, a mesh, or an expanded metal may be used, but an aluminum foil with a thickness of 10 to 30 m is preferably used.

양극측의 리드부도 음극의 리드부와 마찬가지로, 통상, 양극 제작시에 집전체의 일부에 양극 합제층을 형성하지 않고 집전체의 노출부를 남겨, 그곳을 리드부로 함으로써 설치된다. 단, 리드부는 반드시 당초부터 집전체와 일체화된 것일 것은 요구되지 않고, 집전체에 알루미늄제의 박 등을 나중에 접속함으로써 설치해도 된다.Similarly to the lead portion of the negative electrode, the lead portion on the positive electrode side is usually formed by leaving the exposed portion of the current collector without forming the positive electrode mixture layer on a part of the current collector in the production of the positive electrode, However, the lead portion is not necessarily one integrated with the current collector from the outset, and may be provided by connecting a foil or the like made of aluminum later to the current collector.

양극 합제층의 두께(집전체의 양면에 형성되어 있는 경우에는, 편면당 두께)는 50∼150㎛인 것이 바람직하다. 또, 양극 합제층의 조성으로는, 양극 활물질의 함유량이 90∼98질량%인 것이 바람직하고, 결착제의 함유량이 1∼7질량%인 것이 바람직하며, 도전 조제의 함유량이 1∼8질량%인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the positive electrode material mixture layer (the thickness per side surface when formed on both sides of the current collector) is 50 to 150 mu m. The content of the positive electrode active material is preferably 90 to 98 mass%, the content of the binder is preferably 1 to 7 mass%, the content of the conductive auxiliary is 1 to 8 mass% .

또한, 상기와 같은 양극 합제층을 가지는 양극이나 음극 합제층을 가지는 음극은, 상기와 같이, 양극합제를 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 용매에 분산시켜 이루어지는 양극 합제층 형성용 조성물(슬러리 등)이나, 음극합제를 NMP나 물 등의 용매에 분산시켜 이루어지는 음극 합제층 형성용 조성물(슬러리 등)을 집전체 표면에 도포하고 건조함으로써 제작된다. 이 경우, 예를 들면, 양극 합제층 형성용 조성물을 집전체 표면에 도포하고, 이 조성물이 건조되기 전에 다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물을 도포하여 제작한 양극과 다공질층 (Ⅱ)의 일체화물이나, 음극 합제층 형성용 조성물을 집전체 표면에 도포하고, 이 조성물이 건조되기 전에 다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물을 도포하여 제작한 음극과 다공질층 (Ⅱ)의 일체화물을 이용하여, 리튬 이온 2차 전지를 구성할 수도 있다.In addition, the negative electrode having the positive electrode mixture layer and the positive electrode mixture layer as described above can be obtained by forming the positive electrode mixture layer formed by dispersing the positive electrode mixture in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (Slurry or the like) for forming a negative electrode mixture layer in which a negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as NMP or water is applied to the surface of the collector and then dried. In this case, for example, a positive electrode mixture layer forming composition is applied onto the surface of the current collector, and the positive electrode prepared by applying the composition for forming the porous layer (II) before the composition is dried, Alternatively, it is also possible to use a composite of the negative electrode and the porous layer (II) prepared by applying the composition for forming the negative electrode mixture layer onto the surface of the current collector and coating the composition for forming the porous layer (II) before the composition is dried, Ion secondary battery may be constructed.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 상기의 양극과 상기의 음극은, 세퍼레이터를 개재시키면서 포개어 소용돌이 형상으로 권회하고, 추가로 횡단면이 편평 형상이 되도록 성형한 편평형 권회 전극체의 형태로 사용한다.In the lithium ion secondary battery of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are used in the form of a flat-shaped wound electrode body formed by being rolled in a spiral shape while being interposed with a separator interposed therebetween and further shaping the cross- .

또한, 세퍼레이터에 상기 적층형의 세퍼레이터를 사용하는 경우에는, 그 다공질층 (Ⅱ)가 양극과 대향하도록 배치하여, 편평형 권회 전극체를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 적층형의 세퍼레이터에 있어서, 다공질층 (Ⅱ)는, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 것이기 때문에, 눈금이 거칠어 비수전해액이 침투하기 쉽다. 양극에 관련되는 양극 합제층은, 그 구성 재료의 종류 등에서, 일반적으로 음극에 관련되는 음극 합제층보다 비수전해액이 침투하기 쉬우나, 이 양극(양극 합제층)과 다공질층 (Ⅱ)를 대향하게 함으로써, 이러한 지점이 비수전해액의 유로가 되기 때문에, 내용적이 큰 외장캔에 사용하기 위해 사이즈를 크게 한 편평형 권회 전극체의 전체에 비수전해액이 침투하는 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 있어서, 상기 적층형의 세퍼레이터를 채용하여, 그 다공질층 (Ⅱ)가 양극과 대향하도록 편평형 권회 전극체를 형성한 경우에는, 상기 작용과, 음극 활물질로서 인조 흑연 A와 흑연 B를 병용하는 것에 의한 음극(음극 합제층 내)으로의 비수전해액의 침투성의 향상 작용이 맞물려, 그 비수전해액의 주입성을 고도로 높이는 것이 가능해진다.When the above-mentioned laminated separator is used for the separator, it is preferable that the porous layer (II) is arranged so as to face the anode, and the flat wound electrode body is formed. In the above-mentioned laminated separator, since the porous layer (II) contains a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or more as a main component, the scale is rough and the nonaqueous electrolyte solution tends to permeate. In the positive electrode material mixture layer related to the positive electrode, the nonaqueous electrolyte solution is more likely to permeate than the negative electrode material mixture layer generally associated with the negative electrode in the kind of the constituent material or the like. By making the positive electrode (positive electrode material mixture layer) and the porous layer , This point serves as the flow path of the non-aqueous electrolyte, so that the time during which the non-aqueous electrolyte penetrates into the entire flat-rolled electrode body having a larger size for use in an external can having a large content can be further shortened. Therefore, in the lithium ion secondary battery of the present invention, when the laminated separator is used and the flat wound electrode body is formed so that the porous layer (II) faces the positive electrode, The action of improving the permeability of the non-aqueous electrolyte to the negative electrode (in the negative electrode mixture layer) by using the graphite A and the graphite B in combination is combined, and the injectability of the non-aqueous electrolyte can be enhanced to a high degree.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 비수전해액에는, 리튬염을 유기 용매에 용해한 용액이 이용된다. 리튬염으로는, 용매 중에서 해리하여 Li+ 이온을 형성하고, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키기 어려운 것이라면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6 등의 무기 리튬염, LiCF3SO3, LiCF3CO2, Li2C2F4(SO3)2, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiCnF2n+1SO3(n≥2), LiN(RfOSO2)2〔여기에서 Rf는 플루오로알킬기〕 등의 유기 리튬염 등을 이용할 수 있다.As the non-aqueous electrolyte relating to the lithium ion secondary battery of the present invention, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. The lithium salt is not particularly limited as long as it is dissociated in a solvent to form Li + ions and it is difficult to cause side reactions such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, inorganic lithium salts such as LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3) 2, LiN (CF 3 An organic lithium salt such as SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n? 2), LiN (RfOSO 2 ) 2 (wherein Rf is a fluoroalkyl group) Can be used.

비수전해액에 이용하는 유기 용매로는, 상기 리튬염을 용해하고, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등의 고리 형상 카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트 등의 사슬 형상 카보네이트; 프로피온산메틸 등의 사슬 형상 에스테르; γ-부티로락톤 등의 고리 형상 에스테르; 디메톡시에탄, 디에틸에테르, 1,3-디옥소란, 디글라임, 트리글라임, 테트라글라임 등의 사슬 형상 에테르; 디옥산, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 고리 형상 에테르; 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 메톡시프로피오니트릴 등의 니트릴류; 에틸렌글리콜설파이트 등의 아황산 에스테르류; 등을 들 수 있고, 이들은 2종 이상 혼합하여 이용할 수도 있다. 또한, 보다 양호한 특성의 전지로 하기 위해서는, 에틸렌카보네이트와 사슬 형상 카보네이트의 혼합 용매 등, 높은 도전율을 얻을 수 있는 조합으로 이용하는 것이 바람직하다. 또, 이러한 전해액에 충방전 사이클 특성의 개선, 고온 저장성이나 과충전 방지 등의 안전성을 향상시키는 목적으로, 무수산, 술폰산 에스테르, 디니트릴, 비닐렌카보네이트류, 1,3-프로판설톤, 디페닐디설파이드, 시클로헥실벤젠, 비페닐, 플루오로벤젠, t-부틸벤젠 등의 첨가제(이러한 유도체도 포함)를 적절히 추가할 수도 있다.The organic solvent used in the nonaqueous electrolyte solution is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause side reactions such as decomposition in a voltage range used as a battery. Examples thereof include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate; Chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as? -butyrolactone; Chain ethers such as dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme and tetraglyme; Cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile and methoxypropionitrile; Sulfurous acid esters such as ethylene glycol sulfite; These may be used in combination of two or more. In addition, in order to obtain a cell having better characteristics, it is preferable to use a combination such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate in which a high conductivity can be obtained. For the purpose of improving the charge-discharge cycle characteristics of such electrolytic solution and improving safety such as high-temperature storability and prevention of overcharging, anhydrous acid, sulfonic acid ester, dinitrile, vinylene carbonates, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide , Cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, t-butylbenzene and the like (including these derivatives) may be suitably added.

이 리튬염의 전해액 중의 농도로는 0.5∼1.5㏖/ℓ로 하는 것이 바람직하고, 0.9∼1.25㏖/ℓ로 하는 것이 보다 바람직하다.The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is preferably 0.5 to 1.5 mol / l, more preferably 0.9 to 1.25 mol / l.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 있어서, 전지의 충전 상한 전압을 4.35V 이상, 특히 4.4V 이상으로 설정한 경우, LiBF4(사불화붕산리튬) 및 시아노기를 하나 이상 포함하는 니트릴 화합물을 함유하는 비수전해액을 사용하는 것이 바람직하다.In the lithium ion secondary battery of the present invention, when the charging upper limit voltage is set to 4.35 V or more, particularly 4.4 V or more, a nitrile compound containing at least one of LiBF 4 (lithium tetrafluoroborate) and a cyano group It is preferable to use a non-aqueous electrolyte solution.

니트릴 화합물의 구체예로는, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 발레로니트릴, 벤조니트릴, 아크릴로니트릴, 라우릴로니트릴 등의 모노니트릴; 말로노니트릴, 하기 일반식(1)Specific examples of the nitrile compound include mononitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, acrylonitrile, and lairylonitrile; Malononitrile, represented by the following general formula (1)

NC-(CH2)n-CN (1)NC- (CH 2 ) n -CN (1)

〔상기 일반식(1) 중, n은 2∼4의 정수이다〕[In the general formula (1), n is an integer of 2 to 4)

로 나타내어지는 화합물, 1,4-디시아노헵탄, 1,5-디시아노펜탄, 1,6-디시아노헥산, 1,7-디시아노헵탄, 2,6-디시아노헵탄, 1,8-디시아노옥탄, 2,7-디시아노옥탄, 1,9-디시아노노난, 2,8-디시아노노난, 1,10-디시아노데칸, 1,6-디시아노데칸, 2,4-디메틸글루타로니트릴 등의 디니트릴; 벤조니트릴 등의 고리 형상 니트릴; 메톡시아세토니트릴 등의 알콕시 치환 니트릴; 등을 들 수 있고, 이들 중의 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다., 1,4-dicyanoheptane, 1,5-dicyanopentane, 1,6-dicyanohexane, 1,7-dicyanoheptane, 2,6-dicyanoheptane, 1,8- Dicyanononane, 1,10-dicyanodecane, 1,6-dicyanodecane, 2,4-dimethyl Dinitriles such as glutaronitrile; Cyclic nitriles such as benzonitrile; Alkoxy substituted nitriles such as methoxy acetonitrile; , And the like. Any one of them may be used, or two or more of them may be used in combination.

상기 예시의 니트릴 화합물 중에서도, 디니트릴이 바람직하고, 상기 일반식(1)로 나타내어지는 화합물(숙시노니트릴, 글루타로니트릴, 아디포니트릴)이 보다 바람직하며, 다른 첨가제와의 병용에 의한 전지의 충방전 사이클 특성의 향상 효과가 보다 양호해지는 점에서, 상기 일반식(1)로 나타내어지면서 또한 상기 일반식(1)에 있어서의 n이 3 또는 4인 화합물(글루타로니트릴, 아디포니트릴)이 더 바람직하다.Among the above-mentioned nitrile compounds, dinitrile is preferable, and the compounds represented by the above general formula (1) (succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile) are more preferable, (Glutaronitrile, adiponitrile) represented by the above-mentioned general formula (1) and having n of 3 or 4 in the general formula (1) from the viewpoint that the effect of improving the charge- More preferable.

상기 니트릴 화합물을 추가함으로써, 고온 저장성이나 안전성을 향상시킬 수 있는 반면, 사이클 특성이 악화되는 문제(특히 충전 상한 전압이 높은 경우)가 있었다. 그래서, 상기 LiBF4를 추가함으로써, 높은 고온 저장성이나 안전성을 확보하면서, 사이클 특성이 우수한 리튬 이온 2차 전지를 제공할 수 있는 것을 발견하였다. 특히, 상술한 적어도, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를 음극에 관련되는 음극 활물질로서 포함하는 본 발명의 리튬 이온 2차 전지와 병용함으로써 보다 현저한 효과가 인정되는 것을 발견하였다.By adding the nitrile compound, there is a problem that the cycle characteristics are deteriorated (in particular, the charge upper limit voltage is high), while high temperature storability and safety can be improved. Thus, by adding the above-mentioned LiBF 4 , it has been found that a lithium ion secondary battery excellent in cycle characteristics can be provided while ensuring high-temperature storage stability and safety. Particularly, the artificial graphite A having an average particle size of more than 15 占 퐉 and not more than 25 占 퐉 and the graphite B having an average particle diameter of not less than 8 占 퐉 and not more than 15 占 퐉 and the surface of the graphite particles being coated with amorphous carbon, It has been found that a remarkable effect can be recognized by using the lithium ion secondary battery of the present invention as an active material.

상기와 같은 효과가 얻어지기에 바람직한 범위는, 비수전해액 중의 니트릴 화합물의 함유량은 0.05wt% 이상 5.0wt% 이하이다. 또, 비수전해액 중의 LiBF4의 함유량은 0.05wt% 이상 2.5wt% 이하이다.A preferable range for achieving the above effect is that the content of the nitrile compound in the non-aqueous electrolyte is 0.05 wt% or more and 5.0 wt% or less. The content of LiBF 4 in the non-aqueous electrolyte is 0.05 wt% or more and 2.5 wt% or less.

그리고, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 사용하는 외장체는, 편평형 권회 전극체를 사용하는 점에서, 예를 들면, 전지의 박형화를 가능하게 할 수 있는 각형(각통형)의 외장캔을 사용할 수 있다.The external body used in the lithium ion secondary battery of the present invention uses a square-shaped wound electrode body, for example, a square-shaped external can that can make the battery thinner .

도 1에, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지의 일례의 외관을 모식적으로 나타내는 사시도를 나타낸다. 도 1에 나타내는 리튬 이온 2차 전지(1)는, 기둥 형상(각통형)의 전지 케이스(10)를 가지고 있고, 전지 케이스(10)는 중공(中空)이며, 내부에 양극, 음극 및 세퍼레이터로 구성되는 편평형 권회 전극체, 및 비수전해액 등을 수용하고 있다.1 is a perspective view schematically showing an appearance of an example of a lithium ion secondary battery of the present invention. The lithium ion secondary battery 1 shown in Fig. 1 has a columnar (square-shaped) battery case 10, and the battery case 10 is hollow and has an anode, a cathode, and a separator A flat wound electrode body constituted by the non-aqueous electrolyte, and the like.

전지 케이스(10)는 외장캔(11)과 덮개체(20)로 구성되고, 외장캔(11)은 바닥이 있는 통형(각통형)의 형태를 가지고 있으며, 그 개구 단부(端部)에 덮개체(20)가 씌여져 용접에 의해 덮개체(20)와 일체화되어 있다. 외장캔(11) 및 덮개체(20)는, 예를 들면 알루미늄 합금 등에 의해 구성된다.The battery case 10 is composed of an outer can 11 and a lid 20. The outer can 11 has a bottomed cylindrical shape and has an opening at its end, Body 20 is written and integrated with the lid body 20 by welding. The outer can 11 and the cover 20 are made of, for example, an aluminum alloy.

덮개체(20)로부터는 스테인리스강 등으로 구성된 단자(21)가 돌출하고 있고, 단자(21)와 덮개체(20)의 사이에는, PP 등으로 구성된 절연 패킹(22)이 개재되어 있다. 단자(21)는 전지 케이스(10) 내에서, 예를 들면 음극과 접속하고 있고, 그 경우, 단자(21)가 음극 단자로서 기능하며, 외장캔(11) 및 덮개체(20)가 양극 단자로서 기능한다. 단, 전지 케이스(10)의 재질 등에 따라서는, 단자(21)가 전지 케이스(10) 내에서 양극과 접속하여 양극 단자로서 기능하고, 외장캔(11) 및 덮개체(20)가 음극 단자로서 기능하는 경우도 있다. 또, 덮개체(20)에는 비수전해액 주입구가 설치되어 있고, 전지 케이스(10) 내에 비수전해액을 주입한 후에, 밀봉 부재(23)를 이용하여 밀봉되어 있다.A terminal 21 made of stainless steel or the like protrudes from the lid body 20 and an insulating packing 22 made of PP or the like is interposed between the terminal 21 and the lid body 20. The terminal 21 functions as a negative terminal and the case 11 and the cover 20 are connected to the positive terminal 21. The terminal 21 is connected to the negative electrode, for example, in the battery case 10. In this case, . However, depending on the material of the battery case 10, the terminal 21 is connected to the anode in the battery case 10 to function as a positive terminal, and the external can 11 and the lid 20 function as negative terminals Sometimes it works. In addition, a non-aqueous electrolyte injection port is provided in the lid body 20, and after the non-aqueous electrolyte is injected into the battery case 10, it is sealed with the sealing member 23.

전지 케이스(10)의 측면부, 즉 외장캔(11)의 측면부는, 서로 대향하고, 측면에서 보아 다른 면(도면 중의 면 112, 112)보다 폭이 넓은 2매의 폭광면(幅廣面)(111, 111)을 가지고 있다. 그리고, 폭광면(111, 111)의 적어도 일방(도 1에서는, 도면 중 전면(前面)의 폭광면(111))에, 전지 케이스(10) 내의 압력이 문턱값보다 커진 경우에 개열(開裂)하기 위한 개열홈(12)이 설치되어 있다.The side surface portion of the battery case 10, that is, the side surface portion of the external can 11, faces two mutually opposed light-shielding surfaces (width-wise surfaces) 111, and 111, respectively. When the pressure in the battery case 10 is greater than the threshold value at least one of the light-absorbing surfaces 111 and 111 (the light-absorbing surface 111 on the front surface in FIG. 1) A cleavage groove 12 is formed.

도 2에, 도 1에 나타내는 리튬 이온 2차 전지의 전지 케이스(10)를, 폭광면(111)측으로부터 본 측면도를 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 개열홈(12)은, 폭광면(111)측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선(도면 중 일점쇄선으로 나타내고 있음)과 교차하도록 설치되어 있다. 상기 대각선은, 전지 케이스(10)의 측면부를, 폭광면(111)측으로부터 측면에서 관찰했을 때에 인식되는 형상을 2차원의 형상으로 간주하여, 그 단부에서부터 그어진 것이다.Fig. 2 shows a side view of the battery case 10 of the lithium ion secondary battery shown in Fig. 1 viewed from the side of the light-incoming surface 111. Fig. 2, the cleavage grooves 12 are provided so as to intersect with diagonal lines (indicated by a dot-and-dash line in the figure) as viewed from the side from the light-incoming surface 111 side. The diagonal line is drawn from the end of the battery case 10 when the side surface portion of the battery case 10 is recognized as a two-dimensional shape recognized when viewed from the side of the light-incoming surface 111 side.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 전지 케이스(외장캔)는, 그 측면부에, 서로 대향하는 2매의 폭광면을 가지고 있고, 상기 전지 케이스의 측면부에는, 상기 전지 케이스 내의 압력이 문턱값보다 커진 경우에 개열하는 개열홈이, 폭광면측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선에 교차하도록 설치되어 있는 것이 바람직하다.As shown in Figs. 1 and 2, a battery case (outer can) related to the lithium ion secondary battery of the present invention has two side surfaces of mutually opposing light-exposing planes, It is preferable that the cleansing grooves opened when the pressure in the battery case is larger than the threshold value are provided so as to intersect the diagonal line when viewed from the side from the side of the collapsing surface.

종래의 리튬 이온 2차 전지에서는, 통상 덮개체에 개열 벤트를 설치하여, 전지가 과도한 고온하에 놓여지는 등 내압이 상승했을 때에, 개열 벤트를 개열시켜 내부의 가스를 외부에 배출하고, 내압을 낮춰 전지의 파열 등을 방지함으로써 안전성을 확보하고 있다. 그런데, Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 양극 활물질에 사용한 경우나 4.30V를 초과하는 전압으로 충전하여 사용함으로써 고용량화를 도모한 리튬 이온 2차 전지에서는, 과도한 고온하에 놓이면, 상기 리튬 함유 복합 산화물의 반응성이 높은 점에서, 급격히 전지 내압이 상승하여, 덮개체에 설치한 개열 벤트의 작동 전에 파열에 이르는 등의 우려가 있다.In the conventional lithium ion secondary battery, a heat-releasing vent is usually provided in the lid, and when the internal pressure is increased, for example, the battery is placed at an excessively high temperature, the heat-releasing vent is opened to discharge the internal gas to the outside, The battery is prevented from being ruptured and the safety is ensured. By the way, in a lithium ion secondary battery in which a lithium-containing complex oxide containing Ni is used for a positive electrode active material or a lithium ion secondary battery which is charged at a voltage exceeding 4.30 V and used at a high capacity, if the lithium- There is a concern that the internal pressure of the battery rises sharply due to high reactivity and tears may occur before the operation of the heat shielding vent provided on the lid body.

그래서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 전지 케이스의 측면부에, 상기 전지 케이스 내의 압력이 문턱값보다 커진 경우에 개열하는 개열홈을, 폭광면측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선에 교차하도록 형성함으로써, 급격한 전지 내압의 상승이 생겨도 신속하게 개열홈이 개열하므로, 전지의 파열 등을 보다 미연에 방지할 수 있다. 특히, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 바람직하게 사용되는 외장캔과 같이, 내용적이 큰 대형 외장캔을 가지는 전지에 있어서는, 전지 케이스의 측면부에 상기의 개열홈을 설치하는 것에 의한 안전성 향상 효과가, 이것보다 작은 사이즈의 전지 케이스를 가지는 전지보다 현저하게 발현된다.Therefore, as shown in Figs. 1 and 2, the heat-releasing groove, which is opened when the pressure in the battery case is larger than the threshold value, intersects the diagonal line when viewed from the side from the light-incoming surface side It is possible to prevent the battery from being ruptured and the like due to the rapid opening of the cleavage grooves even if a sudden rise in the cell internal pressure occurs. Particularly, in a battery having a large external can having a large content, such as an outer can which is preferably used in the lithium ion secondary battery of the present invention, the safety improvement effect by providing the above- , And is significantly more expressed than a battery having a battery case smaller than this.

또한, 본 발명의 전지에는, 상기 외장캔 이외에, 금속층의 편면 또는 양면에 수지층을 형성한 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체를 사용할 수도 있다.In the battery of the present invention, an external body made of a laminated film in which a resin layer is formed on one side or both sides of a metal layer in addition to the external can can be used.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지에 관련되는 외장체에 있어서는, 그 내용적이 10㎤ 이상인 것이 바람직하며, 이 경우에는, 본 발명에 의한 효과가 현저하게 발현된다. 또, 본 발명에 관련되는 외장체의 구체적인 외형으로는, 폭(W)이 50mm 이상이며, 높이(H)가 55mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 외장체의 폭(W)은 300mm 이하인 것이 바람직하고, 80mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 외장체의 높이(H)는 500mm 이하인 것이 바람직하고, 100mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 외장체의 두께(T)는, 예를 들면 폭(W)과 동일한 값 이하로 하면 된다.In the case of the outer body relating to the lithium ion secondary battery of the present invention, the content thereof is preferably 10 cm 3 or more, and in this case, the effect of the present invention is remarkably manifested. The external shape of the outer body according to the present invention preferably has a width W of 50 mm or more and a height H of 55 mm or more. Further, the width W of the outer body is preferably 300 mm or less, more preferably 80 mm or less. The height (H) of the external body is preferably 500 mm or less, more preferably 100 mm or less. Further, the thickness T of the external body may be set to a value equal to or less than the width W, for example.

본 발명의 리튬 이온 2차 전지는, 고온하에서의 충방전 사이클 특성 및 저온하에서의 충전 특성이 우수하다는 점에서, 폭넓은 온도 환경에서 사용되는 기기의 전원 용도를 비롯하여, 종래 공지된 리튬 이온 2차 전지가 적용되어 있는 각종 용도와 동일한 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.Since the lithium ion secondary battery of the present invention is excellent in charge / discharge cycle characteristics at a high temperature and charging characteristics at a low temperature, the conventional lithium ion secondary battery as well as the power source for equipment used in a wide temperature environment It can be suitably used for various applications and applications.

또한, 본 발명의 리튬 이온 2차 전지는, 충전의 상한 전압을 4.3V 이상으로 하여 사용되는 것이고, 이와 같이 충전의 상한 전압을 통상보다 높게 설정하는 것에 의해 고용량화를 도모하면서, 장기에 걸쳐 반복 사용해도 안정적으로 우수한 특성을 발휘하는 것이 가능하다. 또한, 리튬 이온 2차 전지의 충전의 상한 전압은 4.5V 이하인 것이 바람직하다.Further, the lithium ion secondary battery of the present invention is used with the upper limit voltage of the charge of 4.3 V or higher. By setting the upper limit voltage of the charge higher than usual in this way, It is possible to stably exhibit excellent characteristics. The upper limit of the charging of the lithium ion secondary battery is preferably 4.5 V or less.

(실시예)(Example)

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 서술한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

실시예 1Example 1

<음극의 제작><Fabrication of negative electrode>

평균 입자경(D50%)이 22㎛, d002가 0.338nm, BET법에 의한 비표면적이 3.8㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.12인 흑연 A1(표면을 비정질 탄소로 피복하고 있지 않은 인조 흑연)과, 평균 입자경(D50%)이 10㎛, d002가 0.336nm, BET법에 의한 비표면적이 3.9㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.40인 흑연 B1(흑연으로 이루어지는 모입자의 표면을, 피치를 탄소원으로 한 비정질 탄소로 피복한 흑연)을 50:50의 질량비로 혼합한 혼합물:98질량부, CMC:1.0질량부, 및 SBR:1.0질량부를, 이온 교환수와 혼합하여 수계의 음극합제 함유 페이스트를 조제하였다.Graphite A1 having an average particle size (D50%) of 22 mu m, a d 002 value of 0.338 nm, a specific surface area of 3.8 m &lt; 2 &gt; / g determined by the BET method and an R value of 0.12 in an argon ion laser Raman spectrum (D50%) of 10 mu m, d 002 of 0.336 nm, and specific surface area of 3.9 m &lt; 2 &gt; / g according to the BET method, and an R value in the argon ion laser Raman spectrum of 0.40 , 98 parts by mass of a mixture of graphite B1 (graphite coated with amorphous carbon whose surface is made of graphite) with amorphous carbon at a mass ratio of 50:50, 1.0 part by mass of CMC, and 1.0 part by mass of SBR: 1.0 Mass part was mixed with ion-exchanged water to prepare a paste containing a negative electrode mixture of water.

상기의 음극합제 함유 페이스트를, 구리박으로 이루어지는 두께 6㎛의 집전체의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 1.58g/㎤가 되도록 음극 합제층의 두께를 조정하여 음극을 얻었다. 또, 상기 음극을 폭 53mm가 되도록 절단하고, 추가로 구리박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.The negative electrode material mixture containing paste was intermittently coated on both sides of a current collector having a thickness of 6 mu m made of copper foil and dried to perform calendering so that the thickness of the negative electrode material mixture layer was adjusted to be 1.58 g / To obtain a negative electrode. Further, the negative electrode was cut so as to have a width of 53 mm, and a tab was further welded to the exposed portion of the copper foil to form a lead portion.

<양극의 제작><Fabrication of positive electrode>

양극 활물질인 LiCo0 .98Al0 .008Mg0 .008Ti0 .004O2:97.0질량부, 도전 조제인 아세틸렌블랙:1.5질량부, 및 바인더인 PVDF:1.5질량부를, NMP를 용제로 하여 균일해지도록 혼합여고, 양극합제 함유 페이스트를 조제하였다. 이 페이스트를, 집전체가 되는 두께 12㎛의 알루미늄박의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 3.80g/㎤가 되도록 양극 합제층의 두께를 조정하고, 폭 52mm가 되도록 절단하여 양극을 제작하였다. 추가로 이 양극의 알루미늄박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.97.0 parts by mass of LiCo 0 .98 Al 0 .008 Mg 0 .008 Ti 0 .004 O 2 as a positive electrode active material, 1.5 parts by mass of acetylene black as a conductive additive, and 1.5 parts by mass of PVDF as a binder were mixed with NMP as a solvent The mixture was mixed to prepare a paste containing a positive electrode mixture so as to be uniform. This paste was intermittently coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 12 mu m serving as a current collector and dried and calendered to adjust the thickness of the positive electrode material mixture layer so that the coating density of the positive electrode mixture layer was 3.80 g / 52 mm to prepare a positive electrode. Further, a tab was welded to the exposed portion of the aluminum foil of this anode to form a lead portion.

<세퍼레이터의 제작><Fabrication of Separator>

2차 응집체 베마이트 5kg에 이온 교환수 5kg과 분산제(수계 폴리카르본산 암모늄염, 고형분 농도 40%) 0.5kg을 추가하고, 내용적 20L, 회전수 40회/분의 볼밀로 10시간 해쇄 처리를 하여 분산액을 조제하였다. 처리 후의 분산액을 120℃에서 진공 건조하고, SEM 관찰을 한 바, 베마이트의 형상은 대략 판 형상이었다. 또, 레이저 산란 입도 분포계(HORIBA사제 「LA-920」)를 이용하여, 굴절률 1.65로 하여 베마이트의 평균 입자경(D50%)을 측정한 바, 1.0㎛였다.5 kg of the secondary aggregate boehmite was added with 5 kg of ion-exchanged water and 0.5 kg of a dispersant (aqueous polycarboxylic acid ammonium salt, solid content concentration: 40%) and subjected to a crushing treatment for 10 hours with a ball mill at an internal volume of 20 L and a rotation speed of 40 revolutions per minute To prepare a dispersion. The dispersion after the treatment was vacuum-dried at 120 캜 and SEM observation revealed that the boehmite had a substantially plate-like shape. The average particle size (D50%) of the boehmite was measured using a laser scattering particle size distribution analyzer ("LA-920" manufactured by HORIBA) at a refractive index of 1.65.

상기 분산액 500g에, 증점제로서 잔탄검을 0.5g, 바인더로서 수지 바인더 디스퍼전(변성 폴리부틸아크릴레이트, 고형분 함량 45질량%)을 17g 추가하고, 쓰리원 모터로 3시간 교반하여 균일한 슬러리〔다공질층 (Ⅱ) 형성용 슬러리(a), 고형분 비율 50질량%〕를 조제하였다.0.5 g of xanthan gum as a thickening agent and 17 g of a resin binder dispersant (modified polybutyl acrylate, solid content: 45% by mass) as a binder were added to 500 g of the above dispersion, and the mixture was stirred for 3 hours with a three- (A), solid content ratio of 50 mass%] was prepared.

리튬 이온 2차 전지용 PE제 미다공질 세퍼레이터〔다공질층 (I):두께 8㎛, 공공률 40%, 평균 공경 0.02㎛, PE의 융점 135℃〕의 편면에 코로나 방전 처리(방전량 40W·min/㎡)를 실시하고, 이 처리면에 다공질층 (Ⅱ) 형성용 슬러리(a)를 마이크로 그라비아 코터에 의해 도포하고, 건조하여 다공질층 (Ⅱ)를 형성하여 세퍼레이터를 얻었다. 또한, 다공질층 (Ⅱ)의 두께는 4㎛로 조정하였다. 또, 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 전체 체적 중에 있어서의 베마이트의 함유량은 88체적%이었다.(Discharging amount: 40 W · min / min) on one side of a microporous separator made of PE for lithium ion secondary battery (porous layer (I): thickness 8 μm, porosity 40%, average pore size 0.02 μm, The slurry (a) for forming the porous layer (II) was coated on the treated surface by a micro gravure coater and dried to form a porous layer (II) to obtain a separator. The thickness of the porous layer (II) was adjusted to 4 탆. The content of boehmite in the total volume of the constituent components of the porous layer (II) was 88% by volume.

<전지의 조립><Assembly of Battery>

상기와 같이 하여 얻은 양극과 음극과 세퍼레이터를 다공질층 (Ⅱ)가 양극측을 향하도록 개재시키면서 포개고, 소용돌이 형상으로 권회하여 권회 전극체를 제작하였다. 얻어진 권회 전극체를 눌러서 편평 형상으로 하고, 두께 4mm, 높이 58mm, 폭 51mm의 알루미늄제 외장캔(내용적:10㎤)에 넣어, 비수전해액 E1(전해액 조성:에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트와 디에틸카보네이트를 체적비=1:1:1로 혼합한 용매에, LiPF6을 1.1㏖/ℓ의 농도가 되도록 용해시켜, 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온을 1.5질량%, 비닐렌카보네이트를 2.0질량%, 및 2-프로피닐 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트를 1.5질량%가 되는 양으로 첨가한 것)을 주입한 후에 밀봉을 행하여,The thus obtained positive electrode, negative electrode and separator were superimposed with the porous layer (II) interposed therebetween so as to face the positive electrode side, and were wound in a spiral shape to produce a wound electrode body. The obtained wound electrode body was pressed into a flat shape and placed in an aluminum can (inner volume: 10 cm 3) made of aluminum having a thickness of 4 mm, a height of 58 mm, and a width of 51 mm to prepare a nonaqueous electrolytic solution E1 (electrolytic solution composition: ethylene carbonate, a carbonate volume ratio = 1: 1: 1 in a mixed solvent, was dissolved to a concentration of the LiPF 6 1.1㏖ / ℓ, 1.5% by weight of 1,3-dioxolane-2-one 4-fluoro, 2.0% by mass of vinylene carbonate, and 1.5% by mass of 2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate)

도 3에 나타내는 구조로, 도 1 및 2에 나타내는 외관의 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다. 또한, 이 전지는 외장캔의 폭이 넓은 측면부에 내압이 상승한 경우에 압력을 낮추기 위한 개열 벤트를 구비하고 있다.A lithium ion secondary battery having the appearance shown in Figs. 1 and 2 was fabricated with the structure shown in Fig. Further, this battery is provided with a heat-dissipating vent for lowering the pressure when the internal pressure of the external can increases on the wide side portion.

여기에서, 상기 리튬 이온 2차 전지를 도 1 및 도 2 및 도 3을 이용하여 설명하면, 상기 리튬 이온 2차 전지는, 전지 케이스(10)(외장캔(11))의 측면부의, 폭광면(111)측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선과 교차하도록, 개열홈(12)을 가지고 있다. 개열홈(12)은, 전지 케이스(10)의 측면 내방을 향하여 돌출 형상으로 만곡하는 내방 만곡부(121)와, 전지 케이스(10)의 측면 외방을 향하여 돌출 형상으로 만곡하는 외방 만곡부(122)를 가지는 개열선을 구성하는 형상이고, 내방 만곡부(121) 및 외방 만곡부(122)는 대략 동일한 크기를 가지는 반원 형상이며, 이들을 하나씩 가지는 대략 S자 형상의 개열선을 구성하고 있다. 그리고, 내방 만곡부(121)와 외방 만곡부(122)의 접속 부분이, 전지 케이스(10)(외장캔(11))의 측면부의 폭광면(111)측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선에 상당하는 지점이 되도록 설치되어 있다. 또, 개열홈(12)은, 전지 케이스(10)(외장캔(11))의 측면부의 폭광면(111)측으로부터의 측면에서 봤을 때의 대각선에 위치하는 부분의 깊이가, 다른 부분보다 깊어지도록 형성하였다.Here, the lithium ion secondary battery will be described with reference to Figs. 1, 2, and 3. The lithium ion secondary battery is a lithium ion secondary battery having a side surface of the battery case 10 (outer can 11) (12) so as to cross the diagonal line when viewed from the side from the side of the base plate (111). The cleavage groove 12 has an inner curved portion 121 curved in a protruding shape toward the inner side of the battery case 10 and an outer curved portion 122 curved in a protruding shape toward the outer side of the side surface of the battery case 10 The inner curved portion 121 and the outer curved portion 122 are semicircular shapes having substantially the same size and constitute a substantially S-shaped opening line having one each of them. The connecting portion between the inner curved portion 121 and the outer curved portion 122 corresponds to the diagonal line when viewed from the side of the side of the battery case 10 (outer can 11) It is installed to be a point. The cleavage groove 12 is formed such that the depth of a portion of the side surface of the battery case 10 (outer can 11) located on the diagonal line when viewed from the side from the light-incoming surface 111 side is deeper than other portions .

또한, 상기 리튬 이온 2차 전지는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 양극(31)과 음극(32)은 상기와 같이 세퍼레이터(33)를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회한 후, 편평 형상이 되도록 가압하여 편평형 권회 전극체(30)로 하여, 각통형의 외장캔(11)에 비수전해액과 함께 수용되어 있다. 단, 도 3에서는, 번잡화를 피하기 위해, 양극(31)이나 음극(32)을 제작함에 있어서 사용한 집전체로서의 금속박이나 비수전해액 등은 도시하고 있지 않다. 또, 세퍼레이터의 각 층도 구별하여 나타내고 있지 않다. 또한 권회 전극체의 내주측의 부분은 단면으로 하고 있지 않다.3, the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are wound in a spiral shape via the separator 33 as described above, and then pressed so as to have a flat shape And is housed in a flat-type external can 11 together with a non-aqueous electrolytic solution. However, in Fig. 3, a metallic foil or a nonaqueous electrolytic solution or the like as a current collector used in manufacturing the positive electrode 31 and the negative electrode 32 is not shown in order to avoid a burden. In addition, the respective layers of the separator are not separately shown. Further, the inner peripheral side of the wound electrode body is not formed as a section.

외장캔(11)은 알루미늄 합금제이고, 덮개체(20)와 함께 전지 케이스를 구성하는 것이며, 이 외장캔(11)은 양극 단자를 겸하고 있다. 그리고, 양극(31), 음극(32) 및 세퍼레이터(33)로 이루어지는 편평 형상 권회 전극체(30)로부터는, 양극(31) 및 음극(32)의 각각 일단(一端)에 접속된 양극 리드체(51)와 음극 리드체(52)가 인출되어 있다. 또, 외장캔(11)의 개구부를 밀봉하는 알루미늄 합금제의 덮개체(밀봉용 덮개판)(20)에는 PP제의 절연 패킹(22)을 개재하여 스테인리스강제의 단자(21)가 장착되고, 이 단자(21)에는 절연체(24)를 개재하여 스테인리스강제의 리드판(25)이 장착되어 있다.The outer can 11 is made of an aluminum alloy and constitutes a battery case together with the lid 20. The outer can 11 also serves as a positive terminal. The positive electrode 31 and the negative electrode 32 are connected to one end of the positive electrode 31 and the negative electrode 32 from the flat wound electrode body 30 composed of the positive electrode 31, the negative electrode 32 and the separator 33, The cathode lead body 51 and the cathode lead body 52 are drawn out. A terminal 21 made of stainless steel is attached to a lid (sealing lid plate) 20 made of an aluminum alloy for sealing an opening of the outer can 11 via an insulating packing 22 made of PP, A lead plate 25 made of stainless steel is attached to this terminal 21 via an insulator 24. [

그리고, 이 덮개체(20)는 외장캔(11)의 개구부에 삽입되고, 양자의 접합부를 용접함으로써, 외장캔(11)의 개구부가 밀봉되어, 전지 내부가 밀폐되어 있다. 또, 도 3의 전지에서는, 덮개체(20)에 비수전해액 주입구가 설치되어 있고, 이 비수전해액 주입구에는, 밀봉 부재(23)가 삽입된 상태로, 예를 들면 레이저 용접 등에 의해 용접 밀봉되어, 전지의 밀폐성이 확보되어 있다.The lid body 20 is inserted into the opening of the outer can 11 and welded to the joint of the outer can 11 to seal the opening of the outer can 11 to seal the inside of the battery. 3, the non-aqueous electrolyte injection port is provided in the cover 20. The non-aqueous electrolyte injection port is welded and sealed by laser welding or the like in a state in which the sealing member 23 is inserted, The hermeticity of the battery is secured.

이 실시예 1의 전지에서는, 양극 리드체(51)를 덮개체(20)에 직접 용접함으로써 외장캔(11)과 덮개체(20)가 양극 단자로서 기능하고, 음극 리드체(52)를 리드판(25)에 용접하여, 그 리드판(25)을 개재하여 음극 리드체(52)와 단자(21)를 도통시킴으로써 단자(21)가 음극 단자로서 기능하도록 되어 있다.In the battery of the first embodiment, the cathode can 11 and the cover 20 function as positive terminals by directly welding the cathode lead body 51 to the cover body 20, The terminal 21 is welded to the plate 25 and the cathode lead 52 and the terminal 21 are made conductive through the lead plate 25 so that the terminal 21 functions as a negative terminal.

실시예 2Example 2

흑연 B1 대신에 평균 입자경(D50%)이 15㎛, d002가 0.336nm, BET법에 의한 비표면적이 3.5㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.33인 흑연 B2(흑연으로 이루어지는 모입자의 표면을, 피치를 탄소원으로 한 비정질 탄소로 피복한 흑연)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.Graphite B2 having an average particle diameter (D50%) of 15 mu m, a d 002 value of 0.336 nm, a specific surface area of 3.5 m &lt; 2 &gt; / g according to the BET method and an R value of 0.33 in an argon ion laser Raman spectrum Was used instead of the graphite in which the surface of the parent particles was coated with amorphous carbon having a pitch of carbon source) was used in place of the negative electrode and the negative electrode was used. Ion secondary battery was fabricated.

실시예 3Example 3

세퍼레이터의 다공질층 (Ⅱ)가 음극측을 향하도록 배치한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 권회 전극체를 제작하고, 이 권회 전극체를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A wound electrode body was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the porous layer (II) of the separator was disposed so as to face the negative electrode side. In the same manner as in Example 2 except that the wound electrode body was used, A battery was produced.

실시예 4Example 4

흑연 A1과 흑연 B1을 33:67의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixture obtained by mixing graphite A1 and graphite B1 in a mass ratio of 33:67 was used and a lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode was used Respectively.

실시예 5Example 5

흑연 A1과 흑연 B1을 60:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixture obtained by mixing graphite A1 and graphite B1 in a mass ratio of 60:40 was used and a lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode was used Respectively.

실시예 6Example 6

흑연 A1 대신에 평균 입자경(D50%)이 18㎛, d002가 0.338nm, BET법에 의한 비표면적이 3.9㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.14인 흑연 A2(표면을 비정질 탄소로 피복하고 있지 않은 인조 흑연)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.And in place of the graphite A1 having an average particle size (D50%) is 18㎛, d 002 0.338nm, a specific surface area by the BET method 3.9㎡ / g, whose R value in the argon ion laser Raman spectrum of graphite 0.14 A2 (surface Was replaced with amorphous carbon), a negative electrode was fabricated in the same manner as in Example 1, and a lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode was used.

비교예 1Comparative Example 1

흑연 B1 대신에 평균 입자경(D50%)이 20㎛, d002가 0.336nm, BET법에 의한 비표면적이 3.7㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.33인 흑연 C1(흑연으로 이루어지는 모입자의 표면을, 피치를 탄소원으로 한 비정질 탄소로 피복한 흑연)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.And an average particle diameter (D50%) is 20㎛, d 002 in place of the graphite B1 0.336nm, a specific surface area by the BET method 3.7㎡ / g, an argon ion laser Raman R value is 0.33 in graphite C1 (graphite in the spectrum Was used in place of graphite in which the surface of the parent particles was coated with amorphous carbon having a pitch of carbon atoms) was used in place of the negative electrode, and the negative electrode was produced in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, Ion secondary battery was fabricated.

실시예 1∼6 및 비교예 1의 리튬 이온 2차 전지에 대하여, 하기의 주액성 시험 및 45℃하에 있어서의 충방전 사이클 시험을 행하였다.The lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were subjected to the following main liquid test and the charge / discharge cycle test at 45 캜.

<주액성 시험><Main Liquid Test>

각 실시예 및 비교예에 대하여, 전지의 제작 도중에, 편평형 권회 전극체를 알루미늄제 외장캔에 넣어 덮개체를 씌워 용접했을 뿐, 비수전해액의 주입 및 밀봉을 행하고 있지 않은 상태의 것을 10개씩 준비하고, 이들을, 각 전지의 제작에 사용한 것과 동일한 조성의 비수전해액을 채운 욕(浴) 중에 침지하고, 90초간 진공화(도달 진공도는 -98kPa)하여 각각의 비수전해액 주입구로부터 비수전해액을 전지 케이스 내부에 침입시켰다. 그리고, 진공 해제 후, 임의의 시간마다 각 실시예, 비교예 모두 1개씩을 비수전해액의 욕으로부터 빼내어, 전지 케이스의 질량의 측정으로부터 주액량을 구하고(주액량=빼낸 후의 전지 케이스 질량-비수전해액 침지 전의 전지 케이스 질량), 시간마다의 주액량으로부터, 소정 주액량이 전지 케이스 내에 주액되는 도달 시간을 구하였다.For each of the examples and the comparative example, ten flat electrodes were placed in an aluminum can outer case, covered with a lid, welded and sealed with no non-aqueous electrolyte, , And these were immersed in a bath filled with a nonaqueous electrolyte solution having the same composition as that used for the preparation of each cell, evacuated for 90 seconds (with an ultimate vacuum degree of -98 kPa), and the nonaqueous electrolyte solution was injected from each non- Lt; / RTI &gt; After releasing the vacuum, one of each of the examples and the comparative examples was taken out from the bath of the nonaqueous electrolyte solution at an arbitrary time, and the amount of the main liquid was obtained from the measurement of the mass of the battery case (main liquid amount = The battery case mass before immersion), and the arrival time at which the predetermined main liquid amount was injected into the battery case was obtained from the main liquid amount per time.

<45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험><Charge and discharge cycle test at 45 ° C>

실시예 및 비교예의 리튬 이온 2차 전지를 45℃의 항온조 내에 5시간 정치하고, 그 후, 각 전지에 대하여 4.35V까지 1.0C의 정전류로 충전을 행하며, 4.35V에 도달한 후에는 전류가 0.05C에 도달할 때까지 4.35V로 정전압 충전을 행하였다. 그 후, 1.0C의 정전류로 전압이 3.0V에 도달할 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충전 및 방전의 일련의 조작을 1사이클로 하여 충방전을 반복하고, 방전 용량이 1사이클째일 때의 80% 이상을 유지할 수 있는 사이클수를 조사하였다.The lithium ion secondary batteries of the examples and comparative examples were left in a thermostatic chamber at 45 캜 for 5 hours and then charged to a constant current of 1.0 C to 4.35 V for each battery. After reaching 4.35 V, C at a constant voltage of 4.35V. Thereafter, discharging was carried out until the voltage reached 3.0 V at a constant current of 1.0C. A series of such charging and discharging operations were repeated to charge and discharge one cycle, and the number of cycles capable of maintaining 80% or more of the discharge capacity in the first cycle was examined.

실시예 1∼6 및 비교예 1의 각 리튬 이온 2차 전지의 음극에 관련되는 음극 활물질의 구성 및 외장캔의 형태를 표 1에 나타내고, 상기 각 평가 결과와 1C 충방전시의 전류값을 표 2에 나타낸다. 또한, 표 2에 있어서의 「45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험」의 「사이클수」는, 1사이클째의 방전 용량(초기 용량)의 80% 이상의 방전 용량을 유지할 수 있었던 사이클수를 의미한다(후기의 표 3 및 표 6에 있어서도 동일함).Table 1 shows the configuration of the negative electrode active material related to the negative electrode of each of the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 and the shape of the external can. The evaluation results and current values at 1C charge / 2. The "number of cycles" in the "charge and discharge cycle test at 45 ° C." in Table 2 means the number of cycles in which a discharge capacity of 80% or more of the discharge capacity (initial capacity) of the first cycle could be maintained (The same holds true in Tables 3 and 6).

Figure pat00001
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Figure pat00002
Figure pat00002

표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질로서 흑연 A와 흑연 B를 병용한 실시예 1∼6의 리튬 이온 2차 전지는, 흑연 B를 사용하고 있지 않은 비교예 1의 전지에 비해 비수전해액의 주액 시간이 짧아, 폭 및 높이가 큰 외장캔을 사용해도 우수한 비수전해액의 주입성이 확보되어 있어, 높은 생산성을 가지고 있었다. 또한, 세퍼레이터에 관련되는 다공질층 (Ⅱ)가 대향하는 전극을 바꾼 것 이외에는 동일한 구성으로 한 실시예 2, 3의 리튬 이온 2차 전지에서는, 다공질층 (Ⅱ)를 양극측으로 향한 실시예 2의 전지쪽이, 이것을 음극측으로 향한 실시예 3의 전지보다 비수전해액의 주액 시간이 짧아, 보다 높은 생산성을 가지고 있었다.As shown in Tables 1 and 2, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 6 in which graphite A and graphite B were used in combination as the negative electrode active material, compared with the battery of Comparative Example 1 in which graphite B was not used, The liquid immersion time of the nonaqueous electrolytic solution was short, and excellent cannulaity of the nonaqueous electrolytic solution was secured even when using an external can having a large width and a high height. In the lithium ion secondary batteries of Examples 2 and 3 having the same constitution except that the electrode in which the porous layer (II) related to the separator was opposed was changed, the porous layer (II) in the battery of Example 2 , The liquid time of the nonaqueous electrolyte solution was shorter than that of the battery of Example 3, which was directed to the negative electrode side, and the productivity was higher.

또한, 실시예 1∼6의 리튬 이온 2차 전지는, 45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험시의, 초기 용량의 80% 이상의 용량을 유지할 수 있었던 사이클수가 많아, 고온하에서의 충방전 사이클 특성도 우수하였다. 또한, 실시예 2의 전지에서는, 실시예 3의 전지에 비해 충방전 사이클 특성이 향상되어 있었다. 이것은, 실시예 2의 전지에 있어서는, 세퍼레이터에 관련되는 다공질층 (Ⅱ)를 양극측으로 향하고 있으므로, 상한 전압 4.35V와 같은 고전압하에서도 다공질층 (I)의 산화 반응이 억제되어, 국소적으로 다공질층 (I)이 열화되는 것을 막을 수 있었기 때문이라고 생각된다.Further, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 6 had a large number of cycles capable of maintaining a capacity of 80% or more of the initial capacity at the time of the charge-discharge cycle test at 45 캜, and were excellent in charge- Respectively. In the battery of Example 2, the charge-discharge cycle characteristics were improved as compared with the battery of Example 3. [ This is because, in the battery of Example 2, since the porous layer (II) related to the separator is directed toward the anode side, the oxidation reaction of the porous layer (I) is suppressed even at a high voltage such as the upper limit voltage of 4.35 V, It is believed that it is possible to prevent the layer (I) from being deteriorated.

실시예 7Example 7

<음극의 제작><Fabrication of negative electrode>

흑연 A1과, 흑연 B1과, 평균 입자경(D50%)이 19㎛, d002가 0.338nm, BET법에 의한 비표면적이 3.8㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.21인 흑연 D1(표면을 비정질 탄소로 피복하고 있지 않은 천연 흑연)을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물:98질량부, CMC:1.0질량부, 및 SBR:1.0질량부를, 비전도도가 2.0×105Ω/㎝ 이상인 이온 교환수를 용제로 하여 혼합하여 수계의 음극합제 함유 페이스트를 조제하였다.Graphite A1 and graphite B1, an average particle size (D50%) of 19 mu m, a d 002 of 0.338 nm, a specific surface area of 3.8 m &lt; 2 &gt; / g by the BET method, an R value of 0.21 in an argon ion laser Raman spectrum , 98 parts by mass of a mixture of graphite D1 (natural graphite whose surface was not coated with amorphous carbon) at a mass ratio of 30:30:40, 1.0 part by mass of CMC, and 1.0 part by mass of SBR, 10 &lt; 5 &gt; OMEGA / cm or more as a solvent to prepare a paste containing a negative electrode mixture of water.

상기 음극합제 함유 페이스트를, 구리박으로 이루어지는 두께 6㎛의 집전체의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 1.58g/㎤가 되도록 음극 합제층의 두께를 조정하여 음극을 얻었다. 또, 상기 음극을 폭 55.5mm가 되도록 절단하고, 추가로 구리박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.The negative electrode material mixture containing paste was intermittently coated on both sides of a collector having a thickness of 6 mu m made of copper foil and dried and calendered to adjust the thickness of the negative electrode material mixture layer so that the coating film density of the mixture layer was 1.58 g / To obtain a negative electrode. Further, the negative electrode was cut to a width of 55.5 mm, and a tab was welded to the exposed portion of the copper foil to form a lead portion.

<양극의 제작><Fabrication of positive electrode>

양극 활물질인 LiCo0 .98Al0 .008Mg0 .008Ti0 .004O2:97.0질량부, 도전 조제인 아세틸렌블랙:1.5질량부, 및 바인더인 PVDF:1.5질량부를, NMP를 용제로 하여 균일해지도록 혼합하여 양극합제 함유 페이스트를 조제하였다. 이 페이스트를, 집전체가 되는 두께 12㎛의 알루미늄박의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 3.80g/㎤가 되도록 양극 합제층의 두께를 조정하고, 폭 54.5mm가 되도록 절단하여 양극을 제작하였다. 추가로 이 양극의 알루미늄박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.97.0 parts by mass of LiCo 0 .98 Al 0 .008 Mg 0 .008 Ti 0 .004 O 2 as a positive electrode active material, 1.5 parts by mass of acetylene black as a conductive additive, and 1.5 parts by mass of PVDF as a binder were mixed with NMP as a solvent To prepare a paste containing a positive electrode mixture. This paste was intermittently coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 12 mu m serving as a current collector and dried and calendered to adjust the thickness of the positive electrode material mixture layer so that the coating density of the positive electrode mixture layer was 3.80 g / 54.5 mm to prepare a positive electrode. Further, a tab was welded to the exposed portion of the aluminum foil of this anode to form a lead portion.

<전지의 조립><Assembly of Battery>

상기의 음극 및 상기 양극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편평형 권회 전극체를 제작하고, 이 편평형 권회 전극체와 두께 5mm, 높이 61mm, 폭 57mm의 알루미늄제 외장캔(내용적:15㎤)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A flat-rolled electrode body was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the cathode and the anode were used. An aluminum outer can (thickness: 15 cm) having a thickness of 5 mm, a height of 61 mm, ) Was used as a positive electrode active material, a lithium ion secondary battery was fabricated.

실시예 8Example 8

흑연 B1 대신에 흑연 B2를 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that graphite B2 was used instead of graphite B1. A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 7 except that this negative electrode was used.

실시예 9Example 9

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 B1 및 흑연 D1을 40:20:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite B1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 40:20:40 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 10Example 10

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 B2 및 흑연 D1을 10:40:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite B2 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 10:40:50 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 11Example 11

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 B1 및 흑연 D1을 20:40:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite B1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 20:40:40 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 12Example 12

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 B1 및 흑연 D1을 30:20:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite B1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:20:50 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 13Example 13

음극 활물질로서 흑연 A2, 흑연 B1 및 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A2, graphite B1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:30:40 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 14Example 14

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 B1 및 흑연 D1을 40:10:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite B1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 40:10:50 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

비교예 2Comparative Example 2

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 C1 및 흑연 D1을 10:40:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite C1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 10:40:50 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

비교예 3Comparative Example 3

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 C1 및 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite C1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:30:40 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

비교예 4Comparative Example 4

흑연 B1과, 평균 입자경(D50%)이 35㎛, d002가 0.338nm, BET법에 의한 비표면적이 3.6㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.11인 흑연 C2(표면을 비정질 탄소로 피복하고 있지 않은 인조 흑연)와, 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.Graphite B1 having an average particle size (D50%) of 35 mu m, a d 002 value of 0.338 nm, a specific surface area of 3.6 m &lt; 2 &gt; / g according to the BET method and an R value of 0.11 in an argon ion laser Raman spectrum And graphite D1 were mixed in a mass ratio of 30:30:40 was used in place of the negative electrode, and a negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that the negative electrode was used. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 7.

비교예 5Comparative Example 5

흑연 B1과, 평균 입자경(D50%)이 10㎛, d002가 0.338nm, BET법에 의한 비표면적이 4.5㎡/g이고, 아르곤 이온 레이저 라만 스펙트럼에 있어서의 R값이 0.15인 흑연 C3(표면을 비정질 탄소로 피복하고 있지 않은 인조 흑연)과, 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.And B1 and the graphite having an average particle size (D50%) is 10㎛, d 002 0.338nm, a specific surface area by the BET method 4.5㎡ / g, whose R value in the argon ion laser Raman spectrum of graphite 0.15 C3 (surface And graphite D1 were mixed at a mass ratio of 30:30:40 was used in place of the mixture of the graphite D1 and graphite D1 in the mass ratio of 30:30:40. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 7.

비교예 6Comparative Example 6

음극 합제층의 도막 밀도를 1.45g/㎤가 되도록 음극 합제층의 두께를 조정한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 7 except that the thickness of the negative electrode mixture layer was adjusted so that the coating density of the negative electrode mixture layer was 1.45 g / cm 3.

실시예 7∼14 및 비교예 2∼6의 리튬 이온 2차 전지에 대하여, 실시예 1의 리튬 이온 2차 전지 등과 동일한 방법으로 주액성 시험 및 45℃하에 있어서의 충방전 사이클 시험을 행하였다.The lithium ion secondary batteries of Examples 7 to 14 and Comparative Examples 2 to 6 were subjected to the liquation test and the charge / discharge cycle test at 45 캜 in the same manner as in the lithium ion secondary battery of Example 1 and the like.

실시예 7∼14 및 비교예 2∼6의 각 리튬 이온 2차 전지의 음극에 관련되는 음극 활물질의 구성 및 외장캔의 형태를 표 3에 나타내고, 상기의 각 평가 결과와 1C 충방전시의 전류값을 표 4에 나타낸다.Table 3 shows the configuration of the negative electrode active material related to the negative electrode of each of the lithium ion secondary batteries of Examples 7 to 14 and Comparative Examples 2 to 6 and the shape of the external can. The evaluation results and the current The values are shown in Table 4.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

표 3및 표 4에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질로서 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를 병용한 실시예 7∼14의 리튬 이온 2차 전지는, 흑연 B를 사용하고 있지 않은 비교예 2, 3의 전지나, 흑연 A를 사용하고 있지 않은 비교예 4, 5의 전지에 비해 비수전해액의 주액 시간이 짧아, 실시예 1 등에서 이용한 것보다 폭 및 높이가 더 큰 외장캔을 사용해도 우수한 비수전해액의 주입성을 확보할 수 있어, 높은 생산성을 가지고 있었다. 또, 실시예 7∼14의 리튬 이온 2차 전지는, 45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험시의, 초기 용량의 80% 이상의 용량을 유지할 수 있었던 사이클수가 많아, 고온하에서의 충방전 사이클 특성도 우수하였다.As shown in Tables 3 and 4, artificial graphite A having an average particle size of more than 15 占 퐉 and 25 占 퐉 or less as an anode active material, artificial graphite A having an average particle size of 8 占 퐉 or more and 15 占 퐉 or less and graphite particles whose surfaces were coated with amorphous carbon The lithium ion secondary batteries of Examples 7 to 14 in which the graphite B was used were compared with the batteries of Comparative Examples 2 and 3 which did not use the graphite B and the batteries of Comparative Examples 4 and 5 which did not use the graphite A And the external can having a larger width and height than those used in Example 1 and the like can be used to ensure excellent injectability of the nonaqueous electrolyte solution, and thus the productivity is high. The lithium ion secondary batteries of Examples 7 to 14 had a large number of cycles capable of maintaining a capacity of 80% or more of the initial capacity at the time of the charging / discharging cycle test at 45 캜 and were excellent in charge / Respectively.

또한, 실시예 7∼14의 리튬 이온 2차 전지 중, 고온하에서의 충방전 사이클 특성이 가장 우수한 실시예 7의 전지와 비교예 2, 3, 6의 전지에 대하여, 하기의 -5℃에 있어서의 충전 수입성 시험을 행하여, 저온하에서의 충전 특성을 평가하였다.Further, among the lithium ion secondary batteries of Examples 7 to 14, the battery of Example 7 and the batteries of Comparative Examples 2, 3, and 6, which had the best charge-discharge cycle characteristics at a high temperature, The chargeability test was conducted to evaluate the charging characteristics at low temperatures.

<-5℃에 있어서의 충전 수입성 시험>&Lt; Testing of charge importability at -5 ° C>

실시예 7 및 비교예 2, 3의 리튬 이온 2차 전지를 25℃의 항온조 내에 5시간 정치하고, 그 후, 각 전지에 대하여 4.35V까지 0.5C의 정전류로 충전을 행하며, 4.35V에 도달한 후에는 전류가 0.05C에 도달할 때까지 4.35V로 정전압 충전을 행하였다. 이때의 충전 용량을 25℃에 있어서의 충전 용량으로 하였다. 그 후, 0.2C의 정전류로 전압이 2.75V에 도달할 때까지 방전을 행하였다.The lithium ion secondary batteries of Example 7 and Comparative Examples 2 and 3 were left to stand in a constant temperature bath at 25 캜 for 5 hours and then charged to a constant current of 0.5 C to 4.35 V for each battery. Thereafter, constant-voltage charging was performed at 4.35 V until the current reached 0.05C. The charging capacity at this time was defined as the charging capacity at 25 캜. Thereafter, discharging was performed until the voltage reached 2.75 V at a constant current of 0.2C.

상기 방전 후의 각 전지를 -5℃의 항온조 내에 5시간 정치하고, 그 후, 각 전지에 대하여 4.35V까지 0.5C의 정전류로 충전을 행하며, 4.35V에 도달한 후에는 전류가 0.05C에 도달할 때까지 4.35V로 정전압 충전을 행하였다. 이때의 충전 용량을 -5℃에 있어서의 충전 용량으로 하였다. 그 후, 25℃의 항온조 내에 5시간 정치하고, 0.2C의 정전류로 전압이 2.75V에 도달할 때까지 방전을 행하였다.Each battery after the discharge was allowed to stand in a thermostatic chamber at -5 DEG C for 5 hours. Thereafter, each battery was charged at a constant current of 0.5 C up to 4.35 V. After reaching 4.35 V, the current reached 0.05 C The battery was charged at a constant voltage of 4.35V. The charging capacity at this time was defined as the charging capacity at -5 [deg.] C. Thereafter, the resultant was allowed to stand in a constant temperature bath at 25 DEG C for 5 hours, and discharge was carried out until the voltage reached 2.75 V at a constant current of 0.2C.

이상의 일련의 조작을 1사이클로 하고, 5사이클째의 -5℃에 있어서의 충전 용량 중 정전류 충전 영역에 있어서의 충전 용량과, 상기 25℃에 있어서의 충전 용량 중 정전류 충전 영역에 있어서의 충전 용량의 비율을 구하여, -5℃에 있어서의 충전 수입성(저온하에서의 충전 특성)으로서 평가하였다. 이러한 결과를 표 5에 나타낸다.The charge capacity in the constant current charging region of the charging capacity at -5 ° C in the fifth cycle and the charging capacity in the constant current charging region among the charging capacity at 25 ° C The ratio was evaluated and evaluated as chargeability (charge characteristics under low temperature) at -5 ° C. These results are shown in Table 5.

Figure pat00005
Figure pat00005

표 5에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질로서 흑연 A와 흑연 B를 병용한 실시예 7의 리튬 이온 2차 전지는, 흑연 B를 사용하고 있지 않은 비교예 2, 3의 전지에 비해, -5℃에 있어서의 충전 수입성 평가시의 비율이 높아, 저온하에서의 충전 특성이 우수하였다.As shown in Table 5, the lithium ion secondary battery of Example 7 in which graphite A and graphite B were used in combination as the negative electrode active material was found to have a lower temperature at -5 캜 than the batteries of Comparative Examples 2 and 3 which did not use graphite B And the charging characteristics at low temperature were excellent.

실시예 15Example 15

흑연 A1과 흑연 B1과 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물:98질량부, CMC:1.0질량부, 및 SBR:1.0질량부를, 비전도도가 2.0×105Ω/㎝ 이상인 이온 교환수를 용제로 하여 혼합하여 수계의 음극합제 함유 페이스트를 조제하였다.A mixture of graphite and graphite A1 B1 D1 with the graphite in a mass ratio of 30:30:40 mixture of: 98 parts by mass of CMC: 1.0 parts by mass, and SBR: 1.0 parts by mass, the conductivity is 2.0 × 10 5 Ω / ㎝ or more ion Exchanged water as a solvent to prepare a paste containing a negative electrode mixture of water.

상기 음극합제 함유 페이스트를, 구리박으로 이루어지는 두께 6㎛의 집전체의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 1.58g/㎤가 되도록 음극 합제층의 두께를 조정하여 음극을 얻었다. 또, 상기 음극을 폭 71.2mm가 되도록 절단하고, 추가로 구리박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.The negative electrode material mixture containing paste was intermittently coated on both sides of a collector having a thickness of 6 mu m made of copper foil and dried and calendered to adjust the thickness of the negative electrode material mixture layer so that the coating film density of the mixture layer was 1.58 g / To obtain a negative electrode. Further, the negative electrode was cut to a width of 71.2 mm, and a tab was welded to the exposed portion of the copper foil to form a lead portion.

<양극의 제작><Fabrication of positive electrode>

양극 활물질인 LiCo0 .98Al0 .008Mg0 .008Ti0 .004O2:97.0질량부, 도전 조제인 아세틸렌블랙:1.5질량부, 및 바인더인 PVDF:1.5질량부를, NMP를 용제로 하여 균일해지도록 혼합하여 양극합제 함유 페이스트를 조제하였다. 이 페이스트를 집전체가 되는 두께 12㎛의 알루미늄박의 양면에 간헐 도포하고 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여, 합제층의 도막 밀도가 3.80g/㎤가 되도록 양극 합제층의 두께를 조정하고, 폭 70.2mm가 되도록 절단하여 양극을 제작하였다. 추가로 이 양극의 알루미늄박의 노출부에 탭을 용접하여 리드부를 형성하였다.97.0 parts by mass of LiCo 0 .98 Al 0 .008 Mg 0 .008 Ti 0 .004 O 2 as a positive electrode active material, 1.5 parts by mass of acetylene black as a conductive additive, and 1.5 parts by mass of PVDF as a binder were mixed with NMP as a solvent To prepare a paste containing a positive electrode mixture. This paste was intermittently coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 12 mu m serving as a current collector and dried and then calendered to adjust the thickness of the positive electrode material mixture layer to a coating film density of 3.80 g / mm to produce a positive electrode. Further, a tab was welded to the exposed portion of the aluminum foil of this anode to form a lead portion.

<전지의 조립><Assembly of Battery>

상기 음극 및 상기 양극을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편평형 권회 전극체를 제작하고, 이 편평형 권회 전극체와 두께 5.5mm, 높이 78mm, 폭 54mm의 알루미늄제 외장캔(내용적:20㎤)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A flat-rolled electrode body was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the cathode and the anode were used. An aluminum outer can (thickness: 20 cm 3) having an average thickness of 5.5 mm, a height of 78 mm, ) Was used as a positive electrode active material, a lithium ion secondary battery was fabricated.

비교예 7Comparative Example 7

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 C1 및 흑연 D1을 10:40:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 15과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 15 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite C1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 10:40:50 was used and the same as Example 7 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 15 및 비교예 7의 리튬 이온 2차 전지에 대하여, 실시예 1의 리튬 이온 2차 전지 등과 동일한 방법으로 주액성 시험 및 45℃하에 있어서의 충방전 사이클 시험을 행하였다.The lithium ion secondary battery of Example 15 and Comparative Example 7 was subjected to the liquation test and the charge and discharge cycle test at 45 캜 in the same manner as in the lithium ion secondary battery of Example 1 and the like.

실시예 15 및 비교예 7의 각 리튬 이온 2차 전지의 음극에 관련되는 음극 활물질의 구성 및 외장캔의 형태를 표 6에 나타내고, 상기 각 평가 결과와 1C 충방전시의 전류값을 표 7에 나타낸다.Table 6 shows the configuration of the negative electrode active material related to the negative electrode of each lithium ion secondary battery of Example 15 and Comparative Example 7 and the shape of the external can. The evaluation results and current values at 1 C charge / .

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

표 6 및 표 7에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질로서 흑연 A와 흑연 B를 병용한 실시예 15의 리튬 이온 2차 전지는, 흑연 B를 사용하고 있지 않은 비교예 7의 전지에 비해, 비수전해액의 주액 시간이 짧아, 실시예 4 등에서 이용한 것보다 높이가 더 큰 외장캔을 사용해도 우수한 비수전해액의 주입성을 확보할 수 있어, 높은 생산성을 가지고 있었다. 또, 실시예 15의 리튬 이온 2차 전지는, 45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험시의, 초기 용량의 80% 이상의 용량을 유지할 수 있었던 사이클수가 많아, 고온하에서의 충방전 사이클 특성도 우수하였다.As shown in Tables 6 and 7, the lithium ion secondary battery of Example 15 in which graphite A and graphite B were used in combination as the negative electrode active material, compared with the battery of Comparative Example 7 which did not use graphite B, The liquid injection time was short and the external can having a height larger than that used in Example 4 or the like was used, the injectability of the excellent non-aqueous electrolyte could be ensured and the productivity was high. Further, the lithium ion secondary battery of Example 15 had a large number of cycles capable of maintaining a capacity of 80% or more of the initial capacity at the time of the charge-discharge cycle test at 45 占 폚, and was excellent in charge-discharge cycle characteristics under high temperature.

실시예 16Example 16

실시예 7과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.(단, 후술하는 바와 같이 실시예 7과는 충방전 조건이 다르다.)A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 7. (However, charging and discharging conditions were different from those in Example 7 as described later.)

실시예 17Example 17

비수전해액으로서 비수전해액 E2(에틸렌카보네이트와 디에틸카보네이트를 체적비=3:7로 혼합한 용매에, LiPF6을 1.1㏖/ℓ의 농도가 되도록 용해시키고, 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온을 1.7질량%, 비닐렌카보네이트를 2.7질량%, 2-프로피닐 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트를 1.2질량%, LiBF4를 0.15질량%, 및 아디포니트릴을 0.5질량%가 되는 양으로 첨가한 것)를 이용한 것 이외에는 모두 실시예 16과 동일하게 하여 제작한 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.As the non-aqueous electrolyte The non-aqueous electrolytic solution E2 (ethylene carbonate and the di-ethyl carbonate volume ratio = 3: 7 in a mixed solvent, the LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1.1㏖ / ℓ, 4-fluoro-1,3-dioxo , 2.7 mass% of vinylene carbonate, 1.2 mass% of 2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate, 0.15 mass% of LiBF 4 , and 0.5 mass% of adiponitrile %) Was used as the positive electrode active material, a lithium ion secondary battery produced in the same manner as in Example 16 was fabricated.

실시예 18Example 18

음극 활물질로서 흑연 A1 및 흑연 B1을 50:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 16 except that a mixture obtained by mixing graphite A1 and graphite B1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 50:50 was used. A battery cell was fabricated.

실시예 19Example 19

음극 활물질로서 흑연 A1 및 흑연 B1을 50:50의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 17과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 16 except that a mixture obtained by mixing graphite A1 and graphite B1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 50:50 was used and lithium ion 2 A battery cell was fabricated.

실시예 20Example 20

음극 활물질로서 흑연 A2, 흑연 B2 및 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 7 except that a mixture obtained by mixing graphite A2, graphite B2 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:30:40 was used and the same as Example 16 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 21Example 21

음극 활물질로서 흑연 A2, 흑연 B2 및 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 17과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 16 except that a mixture obtained by mixing graphite A2, graphite B2 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:30:40 was used and the same as Example 17 To prepare a lithium ion secondary battery.

실시예 22Example 22

상술한 비수전해액 E2에 포함되는 아디포니트릴 대신에 숙시노니트릴을 이용한 것 이외에는 모두 비수전해액 E2와 동일한 조성으로 비수전해액 E3을 조정하였다. 비수전해액으로서 이 비수전해액 E3을 이용한 것 이외에는 모두 실시예 16과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.Aqueous electrolyte E3 was prepared in the same composition as that of the non-aqueous electrolyte E2 except that succinonitrile was used instead of the adiponitrile contained in the non-aqueous electrolyte E2 described above. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 16 except that this non-aqueous electrolyte E3 was used as the non-aqueous electrolyte.

실시예 23Example 23

사술한 비수전해액 E2에 포함되는 아디포니트릴 대신에 글루타로니트릴을 이용한 것 이외에는 모두 비수전해액 E2와 동일한 조성으로 비수전해액 E4를 조정하였다. 비수전해액으로서 이 비수전해액 E4를 이용한 것 이외에는 모두 실시예 16과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A non-aqueous electrolyte E4 was prepared in the same composition as the non-aqueous electrolyte E2 except that glutaronitrile was used instead of the adiponitrile contained in the non-aqueous electrolyte E2 described above. A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 16 except that the nonaqueous electrolyte E4 was used as the nonaqueous electrolyte.

실시예 24Example 24

상술한 비수전해액 E2에 포함되는 아디포니트릴 대신에 라우릴로니트릴을 이용한 것 이외에는 모두 비수전해액 E2와 동일한 조성으로 비수전해액 E5를 조정하였다. 비수전해액으로서 이 비수전해액 E5을 이용한 것 이외에는 모두 실시예 16과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A non-aqueous electrolyte E5 was prepared in the same composition as the non-aqueous electrolyte E2 except that laurylonitrile was used in place of the adiponitrile contained in the non-aqueous electrolyte E2 described above. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 16 except that this non-aqueous electrolyte E5 was used as the non-aqueous electrolyte.

비교예 8Comparative Example 8

비교예 3과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.(단, 후술하는 바와 같이 비교예 3과는 충방전 조건이 다르다.)A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Comparative Example 3. (However, charge / discharge conditions were different from Comparative Example 3 as described later.)

비교예 9Comparative Example 9

음극 활물질로서 흑연 A1, 흑연 C1 및 흑연 D1을 30:30:40의 질량비로 혼합한 혼합물을 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 이 음극을 이용한 것 이외에는 실시예 17과 동일하게 하여 리튬 이온 2차 전지를 제작하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 16 except that a mixture obtained by mixing graphite A1, graphite C1 and graphite D1 as a negative electrode active material in a mass ratio of 30:30:40 was used and the same as Example 17 To prepare a lithium ion secondary battery.

<45℃에 있어서의 충방전 사이클 시험><Charge and discharge cycle test at 45 ° C>

실시예 16∼24 및 비교예 8, 9의 리튬 이온 2차 전지를 45℃의 항온조 내에 5시간 정치하고, 그 후, 각 전지에 대하여 4.4V까지 1.0C의 정전류로 충전을 행하며, 4.4V에 도달한 후에는 전류가 0.05C에 도달할 때까지 4.4V로 정전압 충전을 행하였다. 그 후, 1.0C의 정전류로 전압이 3.0V에 도달할 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충전 및 방전의 일련의 조작을 1사이클로 하여 충방전을 반복하고, 방전 용량이 1사이클째일 때의 80% 이상을 유지할 수 있는 사이클수를 조사하였다.The lithium ion secondary batteries of Examples 16 to 24 and Comparative Examples 8 and 9 were placed in a thermostatic chamber at 45 캜 for 5 hours and then charged to 4.4 V at a constant current of 1.0 V until they reached 4.4 V After reaching, constant-voltage charging was performed at 4.4 V until the current reached 0.05 C. Thereafter, discharging was carried out until the voltage reached 3.0 V at a constant current of 1.0C. A series of such charging and discharging operations were repeated to charge and discharge one cycle, and the number of cycles capable of maintaining 80% or more of the discharge capacity in the first cycle was examined.

실시예 16∼24 및 비교예 8, 9의 각 리튬 이온 2차 전지의 음극에 관련되는 음극 활물질의 구성 및 외장캔의 형태를 표 8에 나타내고, 상기 각 평가 결과와 1C 충방전시의 전류값을 표 9에 나타낸다.Table 8 shows the configuration of the negative electrode active material related to the negative electrode of each of the lithium ion secondary batteries of Examples 16 to 24 and Comparative Examples 8 and 9 and the shape of the external can. The evaluation results and the current value Are shown in Table 9.

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

표 8 및 표9에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질로서 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와, 평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를 병용하면서, 또한 LiBF4와 니트릴 화합물을 포함하는 전해액을 사용한 실시예 17, 19, 21, 22, 23, 24의 리튬 이온 2차 전지는, 전해액 E1을 이용한 경우의 리튬 이온 2차 전지보다 더 양호한 사이클 특성을 나타냈다. 한편, 흑연 B를 사용하고 있지 않은 비교예 9의 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 전해액 E2를 이용한 비교예 8에 비해 사이클 특성은 개선되었으나, 실시예 16∼24에서 보여진 큰 사이클 특성의 개선은 보이지 않았다.As shown in Tables 8 and 9, artificial graphite A having an average particle size of more than 15 μm but not more than 25 μm as an anode active material, graphite Lithium ion secondary batteries of Examples 17, 19, 21, 22, 23, and 24 in which an electrolyte solution containing LiBF 4 and a nitrile compound were used in combination with the lithium ion secondary battery And exhibited better cycle characteristics. On the other hand, in the lithium ion secondary battery of Comparative Example 9 in which the graphite B was not used, the cycle characteristics were improved as compared with Comparative Example 8 using the electrolyte E2, but the improvement of the large cycle characteristics shown in Examples 16 to 24 was seen I did.

1 : 리튬 이온 2차 전지
10 : 전지 케이스
11 : 외장캔
111 : 전지 케이스(외장캔) 측면부의 폭광면
12 : 개열홈
121 : 내방 만곡부
122 : 외방 만곡부
20 : 덮개체
30 : 편평형 권회 전극체
1: Lithium ion secondary battery
10: Battery case
11: External can
111: Battery case (exterior can)
12: Cleft groove
121:
122:
20:
30: flat-type wound electrode body

Claims (9)

양극, 음극 및 세퍼레이터로 구성되는 편평형 권회 전극체와, 비수전해액이, 외장체 내에 수용되어 이루어지는 리튬 이온 2차 전지에 있어서,
상기 음극은 적어도 음극 활물질을 포함하는 합제층을 가지며, 합제층의 밀도가 1.55g/㎤ 이상이고,
음극 활물질로서, 평균 입자경이 15㎛ 초과 25㎛ 이하인 인조 흑연 A와,
평균 입자경이 8㎛ 이상 15㎛ 이하이면서 또한 흑연 입자의 표면이 비정질 탄소로 피복되어 있는 흑연 B를, 적어도 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2차 전지.
A flat lithium ion secondary battery comprising a flat wound electrode body composed of an anode, a cathode and a separator, and a non-aqueous electrolyte contained in an external body,
Wherein the negative electrode has a mixture layer including at least an anode active material, a density of the mixture layer is 1.55 g / cm 3 or more,
An artificial graphite A having an average particle size of more than 15 占 퐉 and not more than 25 占 퐉,
A graphite B having an average particle size of not less than 8 μm and not more than 15 μm and a surface of which is coated with amorphous carbon.
제 1 항에 있어서,
상기 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 상기 흑연 B의 함유량이, 20∼60질량%인 리튬 이온 2차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the graphite B in the total negative electrode active material contained in the negative electrode is 20 to 60 mass%.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 음극이 함유하는 전체 음극 활물질 중에 있어서의 상기 인조 흑연 A와 상기 흑연 B의 함유 질량 비율(A/B)이, 0.5∼1.5인 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the mass ratio (A / B) of the artificial graphite A and the graphite B in the total negative electrode active material contained in the negative electrode is 0.5 to 1.5.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비수전해액이, 사불화붕산리튬(LiBF4) 및 시아노기를 하나 이상 포함하는 니트릴 화합물을 함유하는 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the non-aqueous electrolyte contains a nitrile compound containing at least one lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) and a cyano group.
제 4 항에 있어서,
상기 니트릴 화합물은, 하기 일반식(1)로 나타내어지는 것인 리튬 이온 2차 전지.
NC-(CH2)n-CN (1)
〔상기 일반식(1) 중, n은 2∼4의 정수이다.〕
5. The method of claim 4,
Wherein the nitrile compound is represented by the following general formula (1).
NC- (CH 2 ) n -CN (1)
[In the general formula (1), n is an integer of 2 to 4)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외장체의 용적이 10㎤ 이상인 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a volume of the external body is 10 cm 3 or more.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 미다공막으로 이루어지는 다공질층 (I)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있고,
상기 편평형 권회 전극체에서는, 적어도 상기 다공질층 (Ⅱ)가 상기 양극과 대향하도록, 상기 양극 및 상기 세퍼레이터가 배치되어 있는 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
The separator has a porous layer (I) comprising a microporous membrane composed mainly of a thermoplastic resin and a porous layer (II) comprising a filler having a heat resistance temperature of 150 ° C or higher as a main component,
In the flat wound electrode body, the positive electrode and the separator are disposed such that at least the porous layer (II) faces the positive electrode.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외장체의 용적이 10㎤ 이상이고,
상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 미다공막으로 이루어지는 다공질층 (I)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있으며,
상기 편평형 권회 전극체에서는, 적어도 상기 다공질층 (Ⅱ)가 상기 양극과 대향하도록, 상기 양극 및 상기 세퍼레이터가 배치되어 있는 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
The volume of the external body is 10 cm 3 or more,
The separator has a porous layer (I) comprising a microporous membrane composed mainly of a thermoplastic resin and a porous layer (II) comprising a filler having a heat resistance temperature of 150 ° C or higher as a main component,
In the flat wound electrode body, the positive electrode and the separator are disposed such that at least the porous layer (II) faces the positive electrode.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비수전해액이, 사불화붕산리튬(LiBF4) 및 시아노기를 하나 이상 포함하고,
상기 외장체의 용적이 10㎤ 이상이며,
상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 미다공막으로 이루어지는 다공질층 (I)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있고,
상기 편평형 권회 전극체에서는, 적어도 상기 다공질층 (Ⅱ)가 상기 양극과 대향하도록, 상기 양극 및 상기 세퍼레이터가 배치되어 있는 리튬 이온 2차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the non-aqueous electrolyte contains at least one lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) and a cyano group,
The volume of the outer body is 10 cm 3 or more,
The separator has a porous layer (I) comprising a microporous membrane composed mainly of a thermoplastic resin and a porous layer (II) comprising a filler having a heat resistance temperature of 150 ° C or higher as a main component,
In the flat wound electrode body, the positive electrode and the separator are disposed such that at least the porous layer (II) faces the positive electrode.
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