WO2018034285A1 - 非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池、および非水電解質二次電池用負極の製造方法 - Google Patents

非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池、および非水電解質二次電池用負極の製造方法 Download PDF

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楠 房
貴一 廣瀬
古屋　昌浩
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Definitions

  • the present invention relates to a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery, a nonaqueous electrolyte secondary battery, and a method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have been widely used as power sources for electronic devices such as mobile phones and digital cameras.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery includes an electrode (a positive electrode and a negative electrode) including a material capable of inserting and extracting an alkali metal or alkaline earth metal such as lithium or sodium (hereinafter, also simply referred to as “alkali metal”), And an electrolyte solution.
  • Carbon materials have been mainly used as negative electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries.
  • an alloy-based material containing silicon or tin as a negative electrode active material.
  • a technique for occluding the alkali metals in the negative electrode active material before battery production has been developed (
  • the occlusion of alkali metals in the negative electrode active material is also simply referred to as “pre-doping”.
  • Patent Document 1 discloses a method in which SiO is immersed in a solution in which lithium ions and polycyclic aromatic compounds (such as naphthalene, anthracene, and phenanthrene) are dissolved in chain monoether, and lithium is occluded in the SiO.
  • the polycyclic aromatic compound acts as a catalyst, and lithium ions are occluded in the SiO.
  • lithium can be pre-doped into the SiO in an easy and short time.
  • Patent Document 1 it is said that a lithium ion secondary battery having a large discharge capacity can be obtained by using the pre-doped SiO as the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery.
  • Patent Document 2 discloses a negative electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery that includes a silicon compound containing a Li compound and a carbon material inside as a negative electrode active material, wherein the negative electrode material is in the form of a group 1 metal salt.
  • the lithium compound By including the lithium compound, it is said that elution of the Li compound inside the silicon compound into the organic solvent and water solvent can be suppressed, and the negative electrode material contains metal ions, thereby reducing the fluidity of the negative electrode slurry. It can be maintained and does not corrode the silicon compound, so that battery characteristics are not deteriorated.
  • Patent Document 2 when the negative electrode material contains a binder containing at least one of a carbonyl group, a hydroxy group, and an amino group, the functional group attracts metal ions and the like to the vicinity of the carbon material. It is described that since the metal salt is unevenly distributed, a decrease in the initial charge / discharge efficiency due to the metal salt being unevenly distributed in the upper part of the electrode or in the vicinity of the silicon compound outer shell is suppressed.
  • Patent Document 2 as described above, binders suitable for pre-doped silicon compounds have been proposed, but these binders form a negative electrode slurry using a pre-doped silicon compound.
  • the weight of the negative electrode mixture layer after pre-doping is proposed even after pre-doping by the method of Patent Document 1 after producing a negative electrode using these binders. The increase and volume expansion could not be suppressed.
  • the present invention has been made in view of such problems, and is a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is pre-doped by immersion in a solution containing alkali metal ions and a catalyst, and the negative electrode is pre-doped.
  • the first of the present invention relates to the following negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • the volume ratio of the alloy-based material (A) is 10% by volume or more and less than 60% by volume, and the amount of the carboxylate-containing polymer (C) in the negative electrode mixture layer is the total mass of the negative electrode mixture layer.
  • a neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C) is 50% or more with respect to the negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • M + is at least one cation selected from Li + , Na + , K + and NH 4 + , and the carboxylate-containing polymer (C) is a plurality of different M +
  • the structure represented by the above formula (1) may be contained.
  • At least a part of the silicon oxide is coated with carbon, and the mass of the carbon to be coated is 2% by mass or more based on the total mass of the silicon oxide contained in the negative electrode mixture layer.
  • Negative electrode for electrolyte secondary battery [8] The negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [7], wherein the linear polyphenylene compound (D) is biphenyl, terphenyl or a derivative thereof. [9] The negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [8], wherein the alloy material (A) contains an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the second of the present invention relates to the following nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • the third of the present invention relates to the following method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • An active material-containing layer in which the degree of neutralization of the salt-containing polymer (C) is 50% or more is an alkali metal or alkaline earth that can be occluded by the alloy material (A) in the presence of the linear polyphenylene compound (D).
  • the volume ratio of the alloy material (A) is 10% by volume or more and less than 60% by volume, and the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 4 with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer. Mass% or more and 13 mass% or less There, a non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode manufacturing method.
  • the step of obtaining the negative electrode mixture layer is a step of immersing the active material-containing layer in a solution in which the alkali metal or the alkaline earth metal and the linear polyphenylene compound (D) are dissolved.
  • a method for producing a negative electrode for a battery [14] The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to [13], wherein the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble is tetrahydrofuran.
  • a fourth aspect of the present invention relates to the following nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, and containing at least one of an alkali metal and an alkaline earth metal, wherein the negative electrode is at least one of the alkali metal and the alkaline earth metal
  • a negative electrode composite comprising at least one of an alloy material (A) containing silicon or tin that can occlude a kind, carbon particles (B), a carboxylate-containing polymer (C), and a linear polyphenylene compound (D).
  • the volume of the alloy material (A) when the total volume of the alloy material (A) and the carbon particles (B) contained in the negative electrode mixture layer is 100% by volume.
  • the ratio is 10% by volume or more and less than 60% by volume, and the amount of the carboxylate-containing polymer (C) in the negative electrode mixture layer is 4% by mass or more and 13% by mass with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer. Less than mass%
  • the neutralization degree of the said carboxylate containing polymer (C) is 50% or more, and it fully charges from the molar amount of the said alkali metal and alkaline-earth metal computed from the capacity
  • a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is pre-doped by immersion in a solution containing alkali metal ions and a catalyst, the weight and volume of the negative electrode are less likely to increase due to pre-doping, and Non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode capable of further improving initial charge / discharge efficiency, non-aqueous electrolyte secondary battery including the same, and non-aqueous capable of efficiently pre-doping alkali metal or alkaline earth metal
  • a method for producing a negative electrode for an electrolyte secondary battery is provided.
  • Anode for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery occludes alkali metal or alkaline earth metal.
  • a negative electrode mixture layer including at least an alloy-based material (A) containing silicon or tin, carbon particles (B), a carboxylate-containing polymer (C), and a linear polyphenylene compound (D) .
  • the secondary battery negative electrode may further include a current collector.
  • the structure of the negative electrode for the secondary battery can be appropriately selected according to the application of the nonaqueous electrolyte secondary battery to be applied.
  • the negative electrode for the secondary battery is disposed on both sides of the sheet-like current collector and the current collector. It can be set as the laminated body which consists of a negative electrode compound-material layer.
  • the negative electrode for a secondary battery can also be used as an electrode of a capacitor such as a lithium ion capacitor.
  • the negative electrode active material that reacts with ions of alkali metals Li was not trapped during pre-doping
  • the amount of SiO Si 4 LiO 4 in the above formula increases.
  • the negative electrode for a secondary battery includes an alloy material (A) and carbon particles (B) as a negative electrode active material.
  • the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are combined as the negative electrode active material, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope increases, and the above initial charge / discharge reaction occurs because the alkali metals are captured. Since the amount of the negative electrode active material is less, the amount of the irreversible component generated during the first charge / discharge reaction is reduced. Therefore, the negative electrode for a secondary battery can increase the initial charge / discharge efficiency of the nonaqueous electrolyte secondary battery and increase the energy density. This means that when the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are combined, the time required for pre-doping the alkali metal into the negative electrode active material can be shortened.
  • the straight-chain polyphenylene compound (D) at the time of pre-doping, the mass and volume of the negative electrode mixture layer by pre-doping as compared with the case of using a polycyclic aromatic compound as a catalyst as in Patent Document 1 are used. Can be suppressed. This is because the linear polyphenylene compound (D) has less interaction with the electrode mixture layer, particularly the carbon particles (B), and is less likely to adhere to the electrode mixture layer than the polycyclic aromatic compound. It is estimated.
  • the amount of pre-doped lithium in the compound composed of the linear polyphenylene compound (D) and lithium is smaller than that of the compound composed of the polycyclic aromatic compound and lithium.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) contained in the negative electrode mixture layer is 4% by mass to 13% by mass with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 4% by mass or more, the effect of increasing the pre-doping amount by the carboxylate-containing polymer (C) is sufficiently exhibited.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 13% by mass or less, the contact between the negative electrode active material and the alkali metal during pre-doping is hardly inhibited by the carboxylate-containing polymer (C). A sufficient amount of alkali metals can be occluded by pre-doping.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is in the above range, the negative electrode mixture layer is less likely to be peeled off at the time of contact with the alkali metal during pre-doping.
  • the degree of neutralization of the carboxylate-containing polymer (C) is 50% or more.
  • the degree of neutralization of the carboxylate-containing polymer (C) is 50% or more, alkali metal ions or alkaline earth metal ions easily move in the polymer and the pre-doping amount is improved. Efficiency can be sufficiently increased.
  • the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C) is 50% or more, the negative electrode composition by pre-doping is improved in order to improve the swelling resistance to the solution in which lithium ions and the linear polyphenylene compound (B) are dissolved. An increase in the volume of the material layer can be further suppressed.
  • Negative electrode composite material layer contains at least an alloy-based material (A), carbon particles (B), a carboxylate-containing polymer (C), and a linear polyphenylene compound (D).
  • the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are materials that function as negative electrode active materials (capable of occlusion and release of alkali metals).
  • the carboxylate-containing polymer (C) functions as a binder and is made of alloy materials (A), alloy material (A) and carbon particles (B), or alloy material (A) or carbon particles ( B) and a current collector to be described later are bound.
  • the linear polyphenylene compound (D) is included in the negative electrode mixture layer when alkali metals are pre-doped into the negative electrode active material (particularly the alloy-based material (A) and the carbon particles (B)).
  • the negative electrode mixture layer may contain other materials as necessary, and may contain, for example, a conductive additive (E).
  • the alloy-based material (A) is a material containing silicon or tin capable of occluding an alkali metal or alkaline earth metal as a constituent element, and functions as a negative electrode active material (capable of occluding and releasing alkali metals) It is.
  • the alloy-based material (A) becomes a composite with alkali metals by pre-doping, but may be substantially free of alkali metals after the alkali metals are released by discharging the battery. .
  • the volume ratio of the alloy-based material (A) is 10% by volume to 60% by volume. It is preferably 10% by volume or more and less than 50% by volume, more preferably 10% by volume or more and less than 40% by volume, and even more preferably 10% by volume or more and less than 30% by volume.
  • the volume ratio of the alloy material (A) is 10% by volume or more, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope can be increased, and the amount of irreversible components to be generated can be decreased.
  • the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased.
  • the proportion of the volume of the alloy-based material (A) is less than 60% by volume, the pre-doping speed is high, so that the initial charge / discharge efficiency is increased, and the volume increase during pre-doping can be suppressed.
  • the said volume ratio is measured by content and true specific gravity of an alloy type material (A) and a carbon particle (B).
  • the content of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) can be determined by known methods such as electrochemical analysis, fluorescent X-ray analysis, ion chromatography, ICP mass spectrometry, and atomic absorption photometry, or It is specified from the mass of each of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) used at the time of producing the negative electrode.
  • the true specific gravity can be measured using a solid sample (alloy material (A) and carbon particles (B)) pulverized into a powder by a method in accordance with JIS Z8807. It can be measured.
  • the dried pycnometer is left in a desiccator until it reaches room temperature, and the mass W1 of the pycnometer is weighed.
  • a sufficiently pulverized sample (alloy material (A) or carbon particle (B)) is put in a pycnometer, and the mass W2 of (pycnometer + sample) is weighed.
  • n-butanol is put in the pycnometer so that the sample is sufficiently immersed, and the sample is sufficiently deaerated. Add more n-butanol to fill the pycnometer and place in a constant temperature water bath to 25 ° C.
  • the n-butanol meniscus is aligned with the marked line and allowed to stand until it reaches room temperature. Then, the mass W3 of (pycnometer + sample + n-butanol) is weighed. Fill the pycnometer only with n-butanol, put in a thermostatic bath to 25 ° C., align the meniscus of n-butanol with the marked line, let it stand until it reaches room temperature, and weigh the mass W4 of (Pycnometer + n-butanol).
  • s is the specific gravity of n-butanol at 25 ° C.
  • the total amount of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) described later included in the negative electrode mixture layer is preferably 77% by mass or more and 97% by mass or less, and 80% by mass or more and 96% by mass. The following is more preferable.
  • the total amount of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) described later is in the above range, the amount of alkali metals that can be occluded and released is sufficiently increased, and the discharge capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery Can be made sufficiently large.
  • Particle size D 50 of the alloy-based material (A) is better in general is preferably small, sometimes coarsened by aggregation and too small.
  • D 50 refers to a particle diameter corresponding to a volume distribution integrated value of 50% in particle size distribution measurement by laser diffraction, that is, a median diameter measured on a volume basis.
  • the particle size D 50 of the alloy material (A) is preferably 1 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, and more preferably 2 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the type of alkali metal that can be occluded by the alloy material (A) is not particularly limited, but lithium, sodium, magnesium, potassium and calcium are preferable, lithium and sodium are more preferable, and lithium is particularly preferable.
  • Examples of the alloy-based material (A) containing silicon as a constituent element include (i) silicon fine particles, (ii) magnesium, nickel, titanium, molybdenum, cobalt, calcium, chromium, copper, iron, manganese, niobium, tantalum, An alloy of vanadium, tungsten, or zinc and silicon; (iii) a compound of boron, nitrogen, oxygen or carbon and silicon; and (iv) a metal exemplified in (ii) above and exemplified in (iii) above. And composite materials with silicon compounds.
  • alloy-based material (A) containing silicon as a constituent element examples include Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , and CaSi which are specific examples of (ii) above.
  • SiB 4 is a specific example of the above (iii), SiB 6, SiC , SiO x (0.5 ⁇ x ⁇ 1.5), Si 3 N 4 , and Si 2 N 2 O which is a specific example of the above (iv), LiSiO, and the like are included.
  • alloy materials (A) containing tin as a constituent element include (i) silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony or chromium, tin (Ii) a compound of oxygen or carbon and tin, (iii) a composite material of the metal exemplified in (i) above and the tin compound exemplified in (ii) above.
  • alloy-based material (A) containing tin as a constituent element examples include Mg 2 Sn, which is a specific example of (i) above, and SnO w (0 ⁇ w ⁇ 2), which is a specific example of (ii) above. ) And LiSnO, and SnSiO 3 which is a specific example of the above (iii).
  • the alloy-based material (A) may contain only one kind of alloy or compound containing silicon or tin, or may contain two or more kinds. In addition, these surfaces may be coated with a carbon material or the like from the viewpoint of enhancing conductivity.
  • SiO x 0.5 ⁇ x ⁇ 1.5
  • SiO x (0.5 ⁇ x ⁇ 1.5) is a general term for amorphous silicon oxides obtained from silicon dioxide (SiO 2 ) and metal silicon (Si) as raw materials. It is a formula.
  • SiO x (0.5 ⁇ x ⁇ 1.5) when x is less than 0.5, the proportion of the Si phase increases, so the volume change during charge / discharge increases, and the nonaqueous electrolyte secondary battery The cycle characteristics may be degraded.
  • x exceeds 1.5 the ratio of Si phase may fall and energy density may fall.
  • a more preferable range of x is 0.7 ⁇ x ⁇ 1.2.
  • the silicon oxide may be coated with carbon at least a part of its surface in order to improve conductivity.
  • the carbon adhesion amount in the composite is preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total mass of the silicon oxide, It is more preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less.
  • the adhesion amount of carbon is 2% by mass or more, the conductivity of the silicon oxide is sufficiently increased, and the current collection efficiency of the secondary battery negative electrode is likely to be increased.
  • the carbon deposition amount is excessive, the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode for a secondary battery may be reduced. If the carbon deposition amount is 50% by mass or less, The capacity is unlikely to decrease.
  • the electric conductivity of the silicon oxide coated with carbon is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 S / m or more, and more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 4 S / m or more.
  • the electrical conductivity is a value obtained by filling a powder to be measured in a cylindrical cell having four terminals and measuring a voltage drop when a current is passed through the powder to be measured.
  • Carbon particles (B) are particles containing a graphite material and function as a negative electrode active material (a material capable of occlusion and release of alkali metals).
  • the amount of the carbon particles (B) in the negative electrode mixture layer is more than 40% by volume and 90% by volume or less when the total volume of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) is 100% by volume. More preferably, it is more than 50 volume% and 90 volume% or less, more preferably more than 60 volume% and 90 volume% or less, and more preferably more than 70 volume% and 90 volume% or less. As described above, when the alloy material (A) and the carbon particles (B) are within the above range, the amount of alkali metals occluded by the pre-doping is increased, and the amount of irreversible components to be generated is decreased. Can do.
  • the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased.
  • the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are in the above range, an increase in volume during pre-doping can be suppressed.
  • the volume ratio of the carbon particles (B) is calculated by the method described above.
  • the particle diameter D 50 of the carbon particles (B) is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more.
  • D 50 refers to a particle diameter corresponding to a volume distribution integrated value of 50% in particle size distribution measurement by laser diffraction, that is, a median diameter measured on a volume basis.
  • the particle diameter D 50 of the carbon particles (B) is preferably from 8.0 times 1.0 times the particle diameter D 50 of the alloy-based material (A), 1.5 times or more 6.5 It is more preferable that it is 2 times or less, and it is more preferable that it is 2.0 times or more and less than 6.0 times.
  • the ratio is 8.0 times or less, the specific surface area of the carbon particles (B) is not excessively increased, and the capacity is not easily reduced due to the electrolytic solution decomposing the carbon particles (B).
  • the carbon particles (B) include natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon (hard carbon), graphitizable carbon (soft carbon), mesocarbon microbeads, graphite particles and the surface thereof. Particles composed of a carbonaceous layer (that is, carbon-coated graphite), particles obtained by attaching carbon fibers to graphite particles, and the like are included. Of these, the carbon particles (B) are preferably at least one of natural graphite, artificial graphite, and carbon-coated graphite.
  • the carbon particles (B) may have any shape such as a spherical shape, a substantially spherical shape, and a flat shape, but in the present invention, particles having an aspect ratio of less than 10 are referred to as carbon particles (B).
  • the carbon particles (B) are natural graphite, artificial graphite. And carbon-coated graphite.
  • the carbon particles (B) have a total pore volume measured by a nitrogen gas adsorption method of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 cm 3 / g or more and 1.0 ⁇ 10 ⁇ 1 cm 3 / g or less.
  • the average pore diameter is preferably 20 nm or more and 50 nm or less.
  • the total pore volume and the average pore diameter are more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 2 cm 3 / g or more and 9.0 ⁇ 10 ⁇ 2 cm 3 / g or less and 25 nm or more and 40 nm or less, respectively.
  • the total pore volume and the average pore diameter of the carbon particles (B) satisfy the above ranges, the electrolytic solution easily penetrates into the active material. Therefore, since the negative electrode for secondary batteries containing the carbon particles (B) has high ionic conductivity and low electrode resistance, the charge / discharge capacity and load characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be improved.
  • the carbon particles (B) are elastically deformed even if the alloy-based material (A) expands during charging. The deformation of the composite material layer is suppressed. As a result, the negative electrode mixture layer is difficult to peel from the current collector, and good cycle characteristics are easily maintained.
  • the carbon particles (B) are preferably particles in which at least one of the particle diameter D 50 and the total pore volume satisfies the above-described range.
  • the carbon particles (B) are secondary aggregates formed by aggregation or bonding of primary particles containing the graphite material.
  • the primary particles of the carbon particles (B) are desirably flat.
  • the carbon particles (B) having such a shape good conductivity is easily maintained even after the charge / discharge cycle, and an increase in electrode resistance is easily suppressed. As a result, the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be extended.
  • Examples of the carbon particles (B) made of flat primary particles include MAG and the like.
  • the carboxylate-containing polymer (C) is a polymer that functions as a binder in the negative electrode mixture layer.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) contained in the negative electrode composite material layer is 4% by mass or more and 13% by mass or less, and 5% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total mass of the negative electrode composite material layer. It is preferably 5% by mass or more and 8% by mass or less.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 4% by mass or more, the effect of increasing the pre-doping amount by the carboxylate-containing polymer (C) is sufficiently exhibited.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 13% by mass or less, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope increases, so the non-aqueous electrolyte 2 having the secondary battery negative electrode described above.
  • the energy density can be increased by increasing the initial charge / discharge efficiency of the secondary battery.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) is 13% by mass or less, the alloy-based material (A) or carbon particle (C) containing the carboxylate-containing polymer (C) as an active material ( It is assumed that B) is not completely covered and the alloy material (A) and the carbon particles (B) are partially exposed, so that the active material is easily pre-doped with alkali metals.
  • the amount of the above-mentioned carboxylate-containing polymer (C) is the amount charged when preparing the negative electrode mixture layer, electrochemical analysis, fluorescent X-ray analysis, ion chromatography, ICP mass spectrometry, atomic absorption photometry, etc. Can be calculated. Further, the binder can be quantified by immersing the electrode in a solvent in which the binder is dissolved and measuring the weight of the residue after removing the solvent.
  • the carboxylate-containing polymer (C) may be any polymer in which a carboxyl group-containing polymer and a metal ion or ammonium ion form a salt.
  • the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C) that formed the salt is 50% or more.
  • the degree of neutralization is 50% or more, since the capture of lithium ions by the carboxylate-containing polymer (C) can be suppressed, the initial charge / discharge efficiency can be sufficiently increased.
  • the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C) is 50% or more, the swelling resistance to a solution in which the alkali metal or the alkaline earth metal and the linear polyphenylene compound (D) are dissolved is improved. Therefore, an increase in the volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping can be further suppressed.
  • the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C) is less than 97% from the viewpoint of further improving the initial charge and discharge efficiency and further suppressing the increase in the volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping. Is preferable, and it is more preferable that it is less than 95%.
  • polymer having a carboxyl group examples include carboxymethyl cellulose (CMC) and polyacrylic acid (PAA).
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PAA polyacrylic acid
  • the polymer having a carboxyl group may be a homopolymer composed of the same repeating unit or a copolymer having a plurality of repeating units.
  • the carboxylate-containing polymer (C) may contain 50 mol% or more of the structure represented by the following formula (1) when the total number of moles of the repeating unit of the polymer is 100 mol%. preferable.
  • the structure represented by the following formula is contained in an amount of 50 mol% or more, the swelling resistance to the electrolytic solution is increased, and the increase in the volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping can be further suppressed.
  • the ratio of the structure represented by the following formula is more preferably 50 mol% or more and less than 100 mol%, and further preferably 70 mol% or more and less than 98 mol%.
  • M + is at least one cation selected from Li + , Na + , K + and NH 4 + .
  • M + is preferably Li + , Na + and K +, more preferably Li + and Na + .
  • the carboxylate-containing polymer (C) may contain a plurality of types of structures represented by the above formula (1) with different M + .
  • the structure of the carboxylate-containing polymer (C) can be measured by electrochemical analysis, nuclear magnetic resonance, ICP mass spectrometry, infrared absorption spectroscopy, Raman spectroscopy, or the like.
  • the metal ions include alkali metal or alkaline earth metal ions.
  • the metal ion lithium ion, sodium ion, magnesium ion, potassium ion, and calcium ion are preferable, lithium ion and sodium ion are more preferable, and lithium ion is especially preferable.
  • the said metal ion is alkali metals which can occlude the said alloy type material (A).
  • carboxylate-containing polymer (C) include a lithium salt of polyacrylic acid and a sodium salt of polyacrylic acid.
  • carboxylate-containing polymers (C) By using these carboxylate-containing polymers (C), the effect of improving the initial charge / discharge efficiency by improving the ionic conductivity in the electrode mixture layer, and the alkali metal or the alkaline earth metal and the linear polyphenylene compound This is preferable because the effect of reducing volume expansion at the time of pre-doping due to the improvement of the swelling resistance with respect to the solution in which (D) is dissolved is easily exhibited.
  • the amount of lithium ion or sodium ion contained in the carboxylate-containing polymer (C) can be measured by ion chromatography or the like.
  • the weight average molecular weight of the carboxylate-containing polymer (C) is preferably 5.0 ⁇ 10 3 or more and 5.0 ⁇ 10 5 or less. When the weight average molecular weight is less than 5.0 ⁇ 10 3 , the mechanical strength of the negative electrode mixture layer may be lowered. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 5.0 ⁇ 10 5 , it is difficult to form the negative electrode mixture layer.
  • the weight average molecular weight of the carboxylate-containing polymer (C) can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the negative electrode mixture layer may contain a polymer other than the carboxylate-containing polymer (C) or a synthetic rubber.
  • the polymer that can be included in the negative electrode mixture layer include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyamide such as aramid, and the like.
  • the synthetic rubber that can be included in the negative electrode mixture layer include styrene butadiene rubber (SBR), fluorine rubber (FR), ethylene propylene diene (EPDM), and the like.
  • Linear polyphenylene compound (D) The linear polyphenylene compound (D) is a compound that functions as a catalyst when pre-doping the alloy material (A) and the carbon material (B), which are negative electrode active materials.
  • the linear polyphenylene compound (D) is introduced into the negative electrode mixture layer when the alkali metal is pre-doped. Therefore, the negative electrode mixture layer containing the linear polyphenylene compound (D) means that the negative electrode was pre-doped by dipping in a solution containing ions of alkali metals and a catalyst.
  • the linear polyphenylene compound (D) is a linear compound having a structure in which aromatic rings are directly bonded.
  • the structure in which the aromatic ring of the linear polyphenylene compound (D) is directly bonded in a straight chain preferably contains 2 or more and 5 or less aromatic rings, and preferably contains 2 or more and 3 or less aromatic rings. It is more preferable.
  • the aromatic ring preferably does not contain a hetero atom.
  • the linear polyphenylene compound (D) containing a structure in which two or more aromatic rings are directly bonded has high activity of an association with lithium, and the pre-doping amount to the electrode is improved. On the other hand, when the number of aromatic rings exceeds 5, the aggregate is stabilized and the pre-doping amount is reduced.
  • linear polyphenylene compound (D) examples include biphenyl, o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl, and derivatives thereof.
  • examples of the above derivatives include compounds in which biphenyl or terphenyl is substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as 4-tert-butylbiphenyl and 4,4′-di-tert-butylbiphenyl, p-methoxy.
  • Biphenyl and the like are included.
  • the amount of the linear polyphenylene compound (D) is preferably 0.005 ⁇ g or more and 20 ⁇ g or less, more preferably 0.005 ⁇ g or more and 10 ⁇ g or less per electrode area (cm 2 ). More preferably, it is 005 ⁇ g or more and 5 ⁇ g or less.
  • the amount of the linear polyphenylene compound (D) is preferably 0.01 ⁇ g or more and 40 ⁇ g or less, more preferably 0.01 ⁇ g or more and 20 ⁇ g or less per electrode area (cm 2 ). More preferably, it is 01 ⁇ g or more and 10 ⁇ g or less.
  • the linear polyphenylene compound (D) When the linear polyphenylene compound (D) is present in a large amount, when the negative electrode is used for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the internal resistance of the battery may increase, or the initial characteristics and load characteristics may decrease. On the other hand, when the amount of the linear polyphenylene compound (D) is in the above range, the linear polyphenylene compound (D) hardly affects the characteristics of the battery, and the battery characteristics are easily stabilized.
  • the content of the linear polyphenylene compound (D) can be confirmed by gas chromatography (GC). Specifically, it can be confirmed by the following procedure. 1) The linear polyphenylene compound (D) in the negative electrode mixture layer is specified by gas chromatography (GC). And several liquid samples from which the density
  • GC gas chromatography
  • This vial is set in an ultrasonic cleaning machine VS-D100 (manufactured by ASONE), and the vial is irradiated with a composite frequency of 24 kHz and 31 kHz for 3 minutes. 3)
  • the obtained extraction solvent is analyzed by gas chromatography (GC), and the linear polyphenylene compound (D) in the extraction solvent is quantified by collating with the above-mentioned calibration curve.
  • Gas chromatography (GC) can be performed, for example, under the following conditions.
  • Measuring device name Agilent 7890A / 5975C GC / MSD
  • Column Agilent J & W HP-5MS 60m long, 0.25mm inner diameter, 0.25 ⁇ m film thickness Heating condition: 40 ° C (3 minutes hold)-20 ° C / min.
  • Carrier gas Helium Detector: MSD (mass selective detector)
  • the extraction solvent is not particularly limited as long as it is a solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved, but a low boiling point solvent that is easily vaporized is preferable.
  • An example of such an extraction solvent includes acetone.
  • the negative electrode mixture layer of the negative electrode of the present invention may further contain a conductive additive (E).
  • a conductive additive (E) is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change in the nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • carbon fiber or carbon black having an aspect ratio of 10 or more thermal Black, furnace black, channel black, ketjen black, acetylene black, etc.
  • metal powder powder of copper, nickel, aluminum, silver, etc.
  • metal fibers polyphenylene derivatives, and the like can be used.
  • the conductive additive (E) preferably contains carbon fibers having an aspect ratio of 10 or more and 1000 or less.
  • the aspect ratio of the carbon fiber is more preferably 10 or more and 500 or less.
  • the carbon fiber production method is not particularly limited. Examples thereof include a method in which a polymer is made into a fiber by a spinning method and heat-treated in an inert atmosphere, and a vapor phase growth method in which an organic compound is reacted at a high temperature in the presence of a catalyst.
  • Carbon fibers obtained by vapor phase growth so-called vapor phase growth carbon fibers, have a crystal growth direction substantially parallel to the fiber axis, so that the crystallinity in the fiber length direction of the graphite structure tends to be high, and relatively short fibers.
  • a carbon fiber having a diameter, high conductivity, and high strength is obtained.
  • the negative electrode mixture layer preferably contains 0.01% by mass or more of the conductive additive (E), more preferably 0.05% by mass or more, and still more preferably 0.1% by mass or more. . Moreover, 20 mass% or less is preferable normally, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • the thickness of the negative electrode mixture layer is not particularly limited, and is preferably, for example, 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, and still more preferably 75 ⁇ m or less.
  • the density of the negative electrode mixture layer is preferably 1.1 g / cm 3 or more and 1.7 g / cm 3 or less, more preferably 1.2 g / cm 3 or more and 1.5 g / cm 3 or less. More preferably, it is 1.2 g / cm 3 or more and 1.4 g / cm 3 or less.
  • the density of the active material in the negative electrode mixture layer is 1.1 g / cm 3 or more, the volume energy density of the battery is easily increased sufficiently, and when it is 1.6 g / cm 3 or less, the cycle characteristics are easily increased.
  • the active material (alloy material (A) and carbon particle (B)) contained per unit area of one surface of the negative electrode composite material layer the amount is preferably at 2 mg / cm 2 or more 10 mg / cm 2 or less, and more preferably 3 mg / cm 2 or more 8 mg / cm 2 or less.
  • the material of the negative electrode current collector is silicon and / or silicon alloy, tin and its alloys, silicon-copper alloy, copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, etc., carbon cloth, carbon paper It can be a carbon material.
  • the shape of the negative electrode current collector is appropriately selected according to the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • the current collector when the current collector is made of a metal material, it may be in the form of a foil, a column, a coil, a plate, a thin film, or the like.
  • the current collector when the current collector is made of a carbon material, it may have a plate shape, a thin film shape, a cylindrical shape, or the like.
  • the thickness of the current collector is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and preferably 6 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the current collector surface may be roughened by chemical treatment or physical treatment, or may be one obtained by applying a conductive material such as carbon black or acetylene black to the surface.
  • a method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention comprises an alloy material (A) and carbon particles (B) on a current collector. And an active material-containing layer containing a carboxylate-containing polymer (C) is brought into contact with an alkali metal in the presence of the linear polyphenylene compound (D) to form an alloy-based material (A) or carbon particle (B).
  • the method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may include a step of forming an active material-containing layer. Furthermore, the process etc. which remove an impurity from the obtained negative electrode for secondary batteries may be included. Hereinafter, each process will be described.
  • Step of forming active material-containing layer The active material-containing layer is prepared by dispersing the above-mentioned alloy-based material (A), carbon particles (B), carboxylate-containing polymer (C), conductive additive, etc. in a solvent, A material paste is obtained and applied to a current collector. After the application of the negative electrode mixture paste, the active material-containing layer is obtained by drying and solidifying the negative electrode mixture paste by removing the solvent as necessary.
  • the amount of each component in the negative electrode mixture paste may be adjusted according to the amount of each component in the negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery to be manufactured.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) contained in the negative electrode composite paste is 4% by mass to 13% by mass with respect to the total mass of components other than the solvent contained in the negative electrode composite paste.
  • the amount of the carboxylate-containing polymer (C) in the negative electrode mixture layer of the produced negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery is 4% by mass or more and 13% by mass with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer. It can be made into the mass% or less.
  • the amount of the linear polyphenylene compound (D) introduced into the negative electrode mixture layer at the time of pre-doping is not so large with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer, it may be ignored.
  • the solvent that can be used for the negative electrode mixture paste is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the alloy material (A), the carbon particles (B), the carboxylate-containing polymer (C), and the like.
  • An aprotic polar solvent is preferable, and an aprotic amide solvent is more preferable.
  • aprotic amide solvents include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and 1,3-dimethyl-2-imidazo Lysinone etc. are included. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • solvents may coexist if necessary.
  • examples of other solvents include benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-chloro Toluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, p-bromotoluene, chlorobenzene, bromobenzene, methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, etc. are included .
  • the amount of solvent in the negative electrode mixture paste is appropriately set in consideration of the viscosity of the negative electrode mixture paste.
  • the amount of the solvent is preferably 50 parts by mass or more and 900 parts by mass or less, and more preferably 65 parts by mass or more and 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content contained in the composite paste.
  • the negative electrode mixture paste can be applied by a known method such as screen printing, roll coating, or slit coating. At this time, the negative electrode mixture paste may be applied in a pattern, for example, a mesh-shaped active material-containing layer may be formed.
  • the applied negative electrode mixture paste can be dried by, for example, heat curing.
  • Heat curing can usually be performed under atmospheric pressure, but may be performed under pressure or under vacuum.
  • the atmosphere at the time of heating and drying is not particularly limited, but usually it is preferably performed in an atmosphere such as air, nitrogen, helium, neon or argon, more preferably in an atmosphere of nitrogen or argon which is an inert gas.
  • the negative electrode mixture paste can be heated, for example, by heat treatment at 150 ° C. or more and 500 ° C. or less for 1 minute or more and 24 hours or less.
  • Pre-doping step In the presence of the linear polyphenylene compound (D), the active material-containing layer containing at least the alloy material (A), the carbon particles (B), and the carboxylate-containing polymer (C) described above and an alkali metal are combined. Then, the aforementioned active material-containing layer is pre-doped with alkali metals. That is, a negative electrode having a pre-doped negative electrode mixture layer is obtained.
  • the method of bringing the alkali metal and the active material-containing layer into contact with each other in the presence of the linear polyphenylene compound (D) is not particularly limited, but the active metal is dissolved in a solution in which the alkali metal and the linear polyphenylene compound (D) are dissolved. It is preferable to immerse the substance-containing layer and bring them into contact with each other in the solution.
  • the alkali metals to be dissolved in the solution may be those that can occlude the alloy material (A).
  • the negative electrode active material (alloy material (A) and carbon atom (B)) that has received electrons reacts with alkali metal ions or alkaline earth metal ions, and the negative electrode active material is pre-doped. At this time, the amount of the linear polyphenylene compound (D) described above is introduced into the negative electrode mixture layer.
  • the concentration of alkali metals in the solution is preferably 0.07 g / L or more and not more than the saturation amount from the viewpoint of increasing the amount of alkali metals occluded by the pre-dope.
  • the concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the solution is preferably 0.005 mol / L or more and 4.0 mol / L or less, and more preferably 0.005 mol / L or more and 1.0 mol / L or less. Preferably, it is 0.005 mol / L or more and 0.7 mol / L or less.
  • the concentration of the linear polyphenylene compound (D) is less than 0.005 mol / L, the time required for pre-doping with alkali metals tends to be long.
  • the concentration of the linear polyphenylene compound (D) is larger than 4.0 mol / L, the linear polyphenylene compound (D) is likely to precipitate in the solution.
  • the time for bringing the solution into contact with the active material-containing layer is not particularly limited. However, in order to fully pre-dope alkali metals into the negative electrode active material (alloy material (A) and carbon atom (B)), it is preferably 0.5 minutes or more, and 0.5 minutes or more and 240 hours. Is preferably 0.5 minutes or more and 72 hours or less, more preferably 0.5 minutes or more and 24 hours or less, and further preferably 0.5 minutes or more and 1 hour or less. Preferably, it is 0.5 minutes or more and 0.5 hours or less.
  • the pre-doping speed of the alkali metal can be increased by flowing the solution by stirring or circulation.
  • the pre-doping speed can be increased by increasing the temperature of the solution, it is preferable to set the temperature to be equal to or lower than the boiling point of the solvent in order not to boil the solution.
  • the kind of the solvent in which the alkali metal and the linear polyphenylene compound (D) are dissolved is not particularly limited as long as the alkali metal is easily solvated.
  • a cyclic carbonate, a cyclic ester, a chain ester It may be a cyclic ether, a chain ether, a nitrile or the like.
  • Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like.
  • Examples of the cyclic ester include ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -hexanolactone, ⁇ -octanolactone and the like.
  • Examples of the chain ester include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and the like.
  • Examples of the cyclic ether include oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like.
  • Examples of the chain ether include dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, diethoxyethane and the like.
  • Examples of nitriles include acetonitrile, propionitrile, glutaronitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile and the like.
  • the solvent may be hexamethylsulfurtriamide, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, pyridine, dimethylformamide, ethanol, formamide, methanol, water and the like. Only one of these may be included in the solvent, or two or more thereof may be included.
  • Step of removing impurities from negative electrode for secondary battery the negative electrode for secondary battery obtained in the above step is immersed in a solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble, and the secondary battery The linear polyphenylene compound (D) is removed from the negative electrode mixture layer of the battery negative electrode.
  • impurities in the secondary battery negative electrode are reduced, and the stability of the nonaqueous electrolyte secondary battery is increased.
  • the linear polyphenylene compound (D) is not completely removed from the negative electrode mixture layer, and at least the above-mentioned amount remains in the negative electrode mixture layer.
  • Examples of the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble include the aforementioned cyclic carbonates, cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, and the like. Among these, from the viewpoint of lithium solubility, a cyclic carbonate is preferable, and tetrahydrofuran is more preferable.
  • the time for immersing the negative electrode mixture layer in the solvent is not particularly limited, and may be 5 seconds or more, and preferably 10 seconds or more and 10 hours or less. A stable negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained by sufficiently evaporating the solvent after immersion in the solvent.
  • the linear polyphenylene compound (D) when the negative electrode mixture layer is immersed in the solution, the linear polyphenylene compound (D) can be easily removed and the removal rate of impurities can be increased by causing the solution to flow or slightly vibrate with ultrasonic waves. it can. Even if the temperature of the solution is increased, the removal rate of impurities can be increased, but in order not to boil the solution, the temperature of the solution during heating is preferably set to a temperature not higher than the boiling point of the solvent.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, the above-described negative electrode for a secondary battery, and an electrolytic solution. Alkali metals are contained in at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution.
  • the negative electrode since the negative electrode is pre-doped, the “molar amount of alkali metals calculated from the capacity of the positive electrode active material possessed by the positive electrode” is referred to as “the negative electrode for a secondary battery at full charge”. The total molar amount of alkali metals contained is large.
  • the total molar amount of alkali metals contained in the negative electrode when fully charged can be specified by an element quantitative analysis method such as an ICP emission analysis method or an atomic absorption method.
  • the total molar amount is “molar amount of alkali metal contributing to charge / discharge of positive electrode active material (B)” and “alkali metal in negative electrode for secondary battery (alkali metal pre-doped on negative electrode)”. Corresponds to the total (A).
  • “molar amount of alkali metal calculated from the capacity of the positive electrode active material” is a half cell having a positive electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery and a counter electrode of the alkali metal, and the discharge capacity of the half cell (positive electrode). It can be identified by measuring the amount of alkali metal occlusion in Since the above value corresponds to the above “molar amount of alkali metal contributing to charge / discharge of positive electrode active material (B)”, by subtracting (B) from (A), “pre-doped to negative electrode” The amount of alkali metals can be specified.
  • the negative electrode for the secondary battery is 3 mol% or more with respect to the aforementioned “molar amount of alkali metals calculated from the capacity of the positive electrode active material possessed by the positive electrode”. It is preferable that 50 mol% or less, preferably 7 mol% or more and 40 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 35 mol% or less of alkali metal is pre-doped.
  • the total molar amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the negative electrode for secondary battery is in the above range, the negative electrode for secondary battery is stable, there is little decrease in the dope capacity over time, and other than in an inert atmosphere.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery can be assembled.
  • the total molar amount of alkali metals is less than 3 mol%, the initial charge / discharge efficiency of the battery is not sufficiently improved.
  • it is larger than 50 mol% the activity of the negative electrode is increased, and it becomes necessary to assemble the battery in an inert atmosphere such as argon, which is not practical.
  • Positive electrode can be appropriately selected according to the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • a laminate composed of a sheet-like current collector and a positive electrode mixture layer disposed on both surfaces of the current collector It can be a body or the like.
  • the positive electrode mixture layer may be a layer in which a positive electrode active material is bound by a positive electrode binder (positive electrode binder).
  • the positive electrode active material is not limited as long as the alloy-based material (A) that the negative electrode for secondary battery has in the negative electrode mixture layer is a material that can occlude and release alkali metals that can be occluded and released.
  • a positive electrode active material usually used for an electrolyte secondary battery can be used.
  • the alkali metal is lithium
  • a lithium-manganese composite oxide such as LiMn 2 O 4
  • a lithium-nickel composite oxide such as LiNiO 2
  • LiCoO 2 lithium-cobalt composite oxide
  • Lithium-iron composite oxide LiFeO 2 etc.
  • lithium-nickel-manganese composite oxide LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 etc.
  • lithium-nickel-cobalt composite oxide LiNi 0.8) Co 0.2 O 2
  • lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide lithium-transition metal phosphate compound (such as LiFePO 4 ), and lithium-transition metal sulfate compound (Li x Fe 2 (SO 4 ) 3 ) And the like.
  • the alkali metal that can be occluded and released by the alloy material (A), the alkali metal that has been pre-doped in the pre-doping step, and the alkali metal that can be occluded and released by the positive electrode active material are the same elements. It is preferable that
  • positive electrode active materials may be included in the positive electrode mixture layer alone or in combination of two or more.
  • the amount of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer may be 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
  • the quantity of the positive electrode active material in a positive electrode compound-material layer should just be 99.9 mass% or less, and it is preferable that it is 99 mass% or less.
  • the positive electrode binder for binding the positive electrode active material may be a positive electrode binder (carboxylate-containing polymer (C)) contained in the negative electrode mixture layer, but other known ones. It can also be a binder resin for positive electrodes.
  • positive electrode binder resins include inorganic compounds such as silicate and water glass, and polymers having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark), polyvinylidene fluoride, and polyimide.
  • the lower limit of the weight average molecular weight of these polymers may be 1.0 ⁇ 10 4 , and is preferably 1.0 ⁇ 10 5 .
  • the upper limit of the weight average molecular weight of these polymers may be 3.0 ⁇ 10 6 , and is preferably 1.0 ⁇ 10 6 .
  • the positive electrode mixture layer may contain a conductive auxiliary agent in order to improve the conductivity of the electrode.
  • the conductive auxiliary agent is not particularly limited as long as it can impart conductivity, and may be carbon powder such as acetylene black, carbon black, and graphite, various metal fibers, powder, foil, and the like.
  • the thickness of the positive electrode mixture layer may be 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the density of the positive electrode mixture layer (calculated from the mass and thickness of the positive electrode mixture layer per unit area laminated on the current collector) is 3.0 g / cm 3 or more and 4.5 g / cm 3 or less. Is preferred.
  • the current collector for the positive electrode metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper can be used. Of these, metal materials are preferred, and aluminum is particularly preferred.
  • the shape of the current collector can be a foil shape, a columnar shape, a coil shape, a plate shape, or a thin film shape.
  • the current collector may be in the form of a mesh or the like, and may be made of expanded metal, punch metal, foam metal, or the like.
  • the shape when the current collector is made of a carbon material, the shape can be a plate shape, a thin film shape, a cylinder shape, or the like. Among these, metal thin films are preferable because they are currently used in industrialized products.
  • the thickness is arbitrary, but it can be 1 ⁇ m or more, preferably 3 ⁇ m or more, and more preferably 5 ⁇ m or more.
  • the thickness may be 100 mm or less, preferably 1 mm or less, and more preferably 50 ⁇ m or less. If the thickness of the positive electrode current collector that is a thin film is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. On the other hand, when the thickness of the positive electrode current collector as a thin film is thicker than the above range, the ease of handling may be impaired.
  • the positive electrode described above is obtained by dispersing the positive electrode active material, positive electrode binder or precursor thereof, and a conductive additive in a solvent to form a positive electrode mixture paste, which is applied to a current collector. . After the application of the positive electrode mixture paste, the positive electrode mixture paste is dried and solidified by removing the solvent or reacting the positive electrode binder as necessary.
  • the method for applying and solidifying the positive electrode mixture paste can be the same as the method for forming the negative electrode.
  • the electrolyte solution of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be a nonaqueous electrolyte solution obtained by dissolving the alkali metal salt in a nonaqueous solvent. Further, it may be a gel, rubber, or solid sheet obtained by adding an organic polymer compound or the like to this non-aqueous electrolyte solution.
  • the non-aqueous electrolyte includes an alkali metal salt and a non-aqueous solvent.
  • the alkali metal salt can be appropriately selected from known alkali metal salts.
  • the alkali metal is lithium, halides such as LiCl and LiBr, perhalogenates such as LiBrO 4 and LiClO 4 , inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , and LiAsF 6 , lithium bis ( Oxalatoborate) Inorganic lithium salts such as LiBC 4 O 8 , perfluoroalkane sulfonates such as LiCF 3 SO 3 and LiC 4 F 9 SO 3 , Li trifluorosulfonimide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), etc.
  • Fluorine-containing organic lithium salt such as perfluoroalkanesulfonic acid imide salt.
  • the electrolytic solution may contain only one kind of alkali metal salt or two or more kinds thereof.
  • the concentration of the alkali metal salt in the non-aqueous electrolyte can be 0.5 M or more and 2.0 M or less.
  • non-aqueous solvents examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl Chain carbonates such as methyl carbonate (EMC) and dipropyl carbonate (DPC), aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate, and ⁇ -lactones such as ⁇ -butyrolactone 1, 2-dimethoxyethane (DME), 1,2-diethoxyethane (DEE), chain ethers such as ethoxymethoxyethane (EME), cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethyls Ruxoxide, 1,3-dioxolane, formamide, acetamide, dimethylformamide, dio
  • organic polymer compound for making the electrolyte into a gel, rubber or solid sheet include polyether polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyether polymer compounds Cross-linked polymers, vinyl alcohol polymer compounds such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, insolubilized products of vinyl alcohol polymer compounds, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl pyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile and other vinyl Polymer compounds, poly ( ⁇ -methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly ( ⁇ -methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methyl methacrylate), poly (hexafluoropropylene-fluoride) Polymer copolymers such as vinylidene chloride). *
  • the electrolytic solution may further contain a film forming agent.
  • a film forming agent include vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, vinyl ethyl carbonate, methyl phenyl carbonate and other carbonate compounds, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, bis (trifluoromethyl) ethylene carbonate.
  • the content thereof may be 30% by mass or less, preferably 15% by mass or less, and preferably 10% by mass with respect to the total amount (mass) of the components of the electrolytic solution. % Or less is more preferable, and 2% by mass or less is particularly preferable.
  • the content of the film forming agent is too large, other battery characteristics such as an increase in initial irreversible capacity, low temperature characteristics, and rate characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be adversely affected.
  • Separator A separator may be included between the positive electrode and the negative electrode for a secondary battery. When a separator is included, a short circuit between the electrodes is prevented.
  • the separator can be a porous body such as a porous film or a nonwoven fabric. Although the porosity of a separator is suitably set according to the permeability
  • the separator examples include a microporous film having excellent ion permeability, a glass fiber sheet, a nonwoven fabric, and a woven fabric.
  • the separator material is preferably polypropylene, polyethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethylpentene, polyamide, polyimide, or the like.
  • a separator may consist only of these 1 type, and may consist of 2 or more types.
  • the separator is preferably made of polypropylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyamide, polyimide, or the like having a heat distortion temperature of 230 ° C. or higher.
  • the thickness of a separator can be 10 micrometers or more and 300 micrometers or less.
  • nonaqueous electrolyte secondary battery The form of the nonaqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited. Examples of forms of non-aqueous electrolyte secondary batteries include a cylinder type in which sheet electrodes and separators are spiral, a cylinder type having an inside-out structure in which pellet electrodes and separators are combined, and a coin type in which pellet electrodes and separators are stacked. included. Moreover, it is good also as arbitrary shapes, such as a coin shape, a cylindrical shape, a square shape, and a pouch shape, by accommodating the battery of these forms in arbitrary exterior cases.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery can be produced by assembling the negative electrode for a secondary battery, the positive electrode, and the like in an appropriate procedure according to the structure of the battery.
  • the above-mentioned negative electrode for a secondary battery is placed on an outer case, an electrolytic solution and a separator are provided thereon, and a positive electrode is placed so as to face the negative electrode, and is caulked together with a gasket and a sealing plate. Can do.
  • PAAH unneutralized polyacrylic acid
  • PAALi polyacrylic acid neutralized with Li
  • PAANA polyacrylic acid neutralized with Na SBR: styrene-butadiene rubber
  • CMC carboxymethylcellulose sodium salt
  • THF tetrahydrofuran
  • BP biphenyl
  • NAP Naphthalene oTP: o-terphenyl
  • DtBBP 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-biphenyl
  • Solid content concentration of carboxylate-containing polymer (C) Carboxylate-containing polymer (C) (the mass and w 1), and heated for 60 minutes at 0.99 ° C. in a hot air dryer to measure the mass after the heat treatment (the mass and w 2) .
  • Solid content concentration of linear polyphenylene compound (D) The solid content concentration of the linear polyphenylene compound (D) was measured by gas chromatography (GC). Specifically, it can be measured by the following procedure. 1) A plurality of liquid samples having different concentrations of the linear polyphenylene compound (D) used in the production of each negative electrode were prepared, and gas chromatography (GC) measurement was performed under the measurement conditions described later to obtain a calibration curve. 2) Next, the negative electrode mixture layer to be measured was placed in a vial for a unit area, and 1 mL of an extraction solvent in which the linear polyphenylene compound (D) was soluble was added thereto and immersed for 30 minutes.
  • GC gas chromatography
  • the vial was set in an ultrasonic cleaning machine VS-D100 (manufactured by ASONE), and the vial was irradiated with a composite frequency of 24 kHz and 31 kHz for 3 minutes. 3)
  • the obtained extraction solvent was analyzed by gas chromatography (GC), and the linear polyphenylene compound (D) in the extraction solvent was quantified by collating with the above-mentioned calibration curve.
  • Gas chromatography (GC) was performed, for example, under the following conditions.
  • Measuring device name Agilent 7890A / 5975C GC / MSD
  • Column Agilent J & W HP-5MS 60m long, 0.25mm inner diameter, 0.25 ⁇ m film thickness Heating condition: 40 ° C (3 minutes hold)-20 ° C / min temperature rise-300 ° C (14 minutes hold)
  • Carrier gas Helium Detector: MSD (mass selective detector) 4)
  • the amount of the linear polyphenylene compound (D) quantified in this way is divided by the mass of the negative electrode active material per unit area, and the solid content concentration of the linear polyphenylene compound (D) per unit area Asked.
  • the negative electrode capacity and the initial charge / discharge efficiency were evaluated using a coin cell.
  • a negative electrode having a diameter of 14.5 mm ⁇ and a positive electrode made of a lithium foil having a diameter of 15 mm ⁇ were used.
  • the electrolytic solution a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 1: 1 mixing) was used.
  • As the separator a polypropylene porous film having a diameter of 16 mm ⁇ and a film thickness of 25 ⁇ m was used.
  • Weight increase rate of composite layer due to lithium pre-doping ((Electrode weight after lithium pre-doping-current collector weight)-(electrode weight before lithium pre-doping-current collector weight)) / (electrode weight before lithium pre-doping-current collector weight) * 100
  • Thickness increase rate of the composite layer due to lithium pre-doping ((Electrode thickness after lithium pre-doping ⁇ current collector thickness) ⁇ (electrode thickness before lithium pre-doping ⁇ current collector thickness)) / (electrode thickness before lithium pre-doping ⁇ current collector thickness) * 100
  • Example 1 ⁇ Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol), 93.6 parts by mass of 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution (solid Min. 0.09 mol) was added dropwise with stirring to obtain a sodium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 90%. The solid content concentration of this aqueous solution was 8.2%.
  • polyacrylic acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000
  • solid Min. 0.09 mol sodium hydroxide aqueous solution
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the negative electrode produced by the above method was immersed in the solution at 25 ° C. for 15 minutes, and lithium was pre-doped into the negative electrode. After the negative electrode was pulled up from the dope solution, the negative electrode was immersed in THF for 1 minute in order to remove the dope solution adhering to the negative electrode. Then, the said negative electrode was vacuum-dried at 25 degreeC for 5 minute (s), and the dope negative electrode was obtained.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 ⁇ Production of negative electrode> 24.3 parts by mass of a sodium polyacrylate aqueous solution with a neutralization degree of 90% prepared in Example 1 (solid content 2 parts by mass) and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol), 92.2 parts by mass of 1 mol / L lithium hydroxide aqueous solution (solid was added dropwise with stirring to obtain a lithium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 90%. The solid content concentration of this aqueous solution was 7.1%.
  • a total of 18.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 Provide of negative electrode> 19.7 parts by mass (solid content 1.4 parts by mass) of an aqueous solution of lithium polyacrylate having a neutralization degree of 90% prepared in Example 3 and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Electrochemical Industry, HS-100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • the negative electrode mixture paste was prepared by kneading.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 Provide of negative electrode> 28.2 parts by mass of a 90% neutralized lithium polyacrylate aqueous solution (solid content 2 parts by mass) prepared in Example 3 and 0.6 parts by mass of a conductive assistant acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03). A total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste. The volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> A 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol) and 87 parts by mass of a 1 mol / L lithium hydroxide aqueous solution (solid content 0) 0.085 mol) was added dropwise with stirring to obtain a lithium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 85%. The solid content concentration of this aqueous solution was 7.3%.
  • the negative electrode mixture paste was prepared by kneading.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 7 Provide of negative electrode> 27.5 parts by weight of a polyacrylic acid lithium aqueous solution having a neutralization degree of 85% prepared in Example 6 (solid content: 2 parts by weight) and 0.6 parts by weight of conductive assistant acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 8 Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol) 71.7 parts by mass of 1 mol / L lithium hydroxide aqueous solution (solid 0.07 mol) was added dropwise with stirring to obtain a lithium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 70%. The solid content concentration of this aqueous solution was 7.4%.
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 9 Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> A 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol) and 52 parts by mass of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution (solid content 0) .05 mol) was added dropwise with stirring to obtain a sodium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 50%. The solid content concentration of this aqueous solution was 10.9%.
  • ⁇ Production of negative electrode> 18.3 parts by mass of a lithium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 50% prepared by the above method (solid content: 2 parts by mass) and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS-100) ) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 10 ⁇ Production of negative electrode> 24.3 parts by mass of a sodium polyacrylate aqueous solution with a neutralization degree of 90% prepared in Example 1 (solid content 2 parts by mass) and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • Lithium pre-doping to the negative electrode> Preparation of a solution (dope solution) in which lithium and linear polyphenylene are dissolved) Under an argon atmosphere, 0.92 parts by mass of oTP and 0.067 parts by mass of metallic lithium (made by Honjo Metal) were added to 17.7 parts by mass of THF (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade), and 25 ° C.
  • the lithium dope solution was prepared by stirring for 2 hours.
  • the negative electrode produced by the above method was immersed in the solution at 25 ° C. for 15 minutes, and lithium was pre-doped into the negative electrode. After the negative electrode was pulled up from the dope solution, the negative electrode was immersed in THF for 1 minute in order to remove the dope solution adhering to the negative electrode. Then, the said negative electrode was vacuum-dried at 25 degreeC for 5 minute (s), and the dope negative electrode was obtained.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 11 Provide of negative electrode> 24.3 parts by mass of a sodium polyacrylate aqueous solution with a neutralization degree of 90% prepared in Example 1 (solid content 2 parts by mass) and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • Lithium pre-doping to the negative electrode> Preparation of a solution (dope solution) in which lithium and linear polyphenylene are dissolved) Under an argon atmosphere, DtBBP 1.1 parts by mass and metallic lithium (Honjo Metal Co., Ltd.) 0.067 parts by mass were added to 17.7 parts by mass of THF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade), and 25 ° C. The lithium dope solution was prepared by stirring for 2 hours.
  • the negative electrode produced by the above method was immersed in the solution at 25 ° C. for 15 minutes, and lithium was pre-doped into the negative electrode. After the negative electrode was pulled up from the dope solution, the negative electrode was immersed in THF for 1 minute in order to remove the dope solution adhering to the negative electrode. Then, the said negative electrode was vacuum-dried at 25 degreeC for 5 minute (s), and the dope negative electrode was obtained.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 12 ⁇ Production of negative electrode> 24.3 parts by mass of a sodium polyacrylate aqueous solution with a neutralization degree of 90% prepared in Example 1 (solid content 2 parts by mass) and 0.6 parts by mass of a conductive auxiliary agent acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS- 100) was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03).
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 40:60.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • Example 13 Preparation of carboxylate-containing polymer (C)> A 25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol) and 104 parts by mass of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution (solid content 0) 0.1 mol) was added dropwise with stirring to obtain a sodium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 100%. The solid content concentration of this aqueous solution was 7.2%.
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 1.
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • Lithium pre-doping to the negative electrode> Preparation of a solution (dope solution) in which lithium and a polycyclic aromatic compound are dissolved) Under an argon atmosphere, 0.51 part by mass of NAP and 0.067 part by mass of metallic lithium (manufactured by Honjo Metal) are added to 17.7 parts by mass of THF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade), and 25 ° C.
  • the lithium dope solution was prepared by stirring for 2 hours.
  • the negative electrode produced by the above method was immersed in the solution at 25 ° C. for 15 minutes, and lithium was pre-doped into the negative electrode. After the negative electrode was pulled up from the dope solution, the negative electrode was immersed in THF for 1 minute in order to remove the dope solution adhering to the negative electrode. Then, the said negative electrode was vacuum-dried at 25 degreeC for 5 minute (s), and the dope negative electrode was obtained.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping into the negative electrode was performed in the same manner as in Comparative Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • a total of 17.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added to the obtained paste, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • the volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 ⁇ m) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 120 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the negative electrode by which the electrical power collector and the negative electrode compound material layer were laminated
  • the mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.
  • the lithium pre-doping to the negative electrode was performed in the same manner as in Example 1.
  • a coin cell was produced using the doped negative electrode produced by the above method, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the composite layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 2.
  • the negative electrode containing the alloy-based material (A), the carbon particles (B), and the carboxylate-containing polymer (C) in the negative electrode mixture layer is replaced with the linear polyphenylene compound (D).
  • the weight and volume of the negative electrode were hardly increased by pre-doping, and the initial charge / discharge efficiency was high.
  • Comparative Examples 1 and 2 using the negative electrode obtained by pre-doping with a solution containing a polycyclic aromatic compound increased the weight and volume of the negative electrode due to the pre-doping. .
  • the quantity of carboxylate containing polymer (C) is not 4 mass% or more and 13 mass% or less, or the neutralization degree is less than 50% In Examples 3 to 6, the initial charge / discharge efficiency was difficult to increase.
  • the comparative example 8 using binders other than carboxylate salt containing polymer (C) was hard to increase the mass and volume of a negative electrode by pre dope.
  • the initial charge / discharge efficiency was difficult to increase.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has high initial charge / discharge efficiency and high energy density. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery can be applied to various uses.

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Abstract

本発明は、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有する溶液への浸漬によってプレドープされた非水電解質二次電池用負極であって、プレドープにより負極の重量および体積が増大しにくく、かつ、初回充放電効率もより高めることができる、非水電解質二次電池用負極を提供することを目的とする。上記目的を達成する負極は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有し、合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）の合計に対する合金系材料（Ａ）の割合は１０体積％以上６０体積％未満であり、前記負極合材層中の前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上である。

Description

非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池、および非水電解質二次電池用負極の製造方法
　本発明は、非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池、および非水電解質二次電池用負極の製造方法に関する。
　近年、携帯電話およびデジタルカメラなどの電子機器の電源として、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池が広く用いられている。上記非水電解質二次電池は、リチウムやナトリウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属（以下、単に「アルカリ金属類」ともいう。）を吸蔵および放出可能な材料を含む電極（正極および負極）、ならびに電解液を含んで構成される。
　非水電解質二次電池の負極活物質としては、炭素材料が主に用いられてきた。しかし、近年、ケイ素またはスズを含む合金系材料を負極活物質に用いると、非水電解質二次電池の放電容量をより大きくできると期待されている。ケイ素またはスズを含む合金系材料を用いた負極活物質において、初期サイクルでの充放電効率を高めるため、電池製造前に上記負極活物質に上記アルカリ金属類を吸蔵させる技術が開発されている（以下、負極活物質にアルカリ金属類を予め吸蔵させることを、単に「プレドープ」ともいう。）。
　たとえば、特許文献１には、リチウムイオンおよび多環芳香族化合物（ナフタレン、アントラセンおよびフェナンスレンなど）を鎖状モノエーテルに溶解させた溶液にＳｉＯを浸漬させて、上記ＳｉＯにリチウムを吸蔵させる方法が記載されている。この方法によれば、上記浸漬時に、上記多環芳香族化合物が触媒として作用して、リチウムイオンが上記ＳｉＯに吸蔵される。特許文献１によれば、この方法では、容易に、かつ短時間で、上記ＳｉＯにリチウムをプレドープできるとされている。また、特許文献１によれば、このようにしてプレドープされたＳｉＯをリチウムイオン二次電池の負極活物質として用いることで、大きな放電容量を有するリチウムイオン二次電池が得られるとされている。
　特許文献２は、負極活物質として、内部にＬｉ化合物を含むケイ素化合物および炭素材を含む非水電解質二次電池用負極材において、金属イオンを、１族の金属の塩の形で上記負極材中に含ませることによって、上記ケイ素化合物内部のＬｉ化合物の有機溶剤、水溶媒への溶出を抑えることができるとされ、また、負極材が金属イオンを含有することで、負極スラリーの流動性を保つことができ、更にケイ素化合物を侵食することがないため、電池特性を低下させることがないとされている。特許文献２によれば、上記負極材が、カルボニル基、ヒドロキシ基およびアミノ基の少なくとも一つを含む結着剤を含有すると、上記官能基が金属イオン等を引き寄せて、上記炭素材の近傍に上記金属塩を偏在させるため、電極上部またはケイ素化合物外殻の近傍に上記金属塩が偏在することによる初回充放電効率の低下が抑制されると記載されている。
特開２００５－１０８８２６号公報 特開２０１５－１４９２２４号公報
　しかしながら、我々の検討によると、特許文献１記載の方法により、負極に含まれるケイ素化合物にリチウムをプレドープすることで、初回充放電効率は高めることができるものの、プレドープ後の負極合材層の重量増加および体積膨張が大きく、電池のエネルギー密度が低下するという問題があることが分かった。重量増加の要因としては、多環芳香族化合物が合材層に付着するためと推定される。一方、体積膨張の要因としては、合材層に使用している結着剤が、リチウムイオンおよび多環芳香族化合物を溶解させた溶液により膨潤することで、プレドープ時に体積膨張したと推定している。
　また、特許文献１の方法では、たとえば実施例で上記溶液にＳｉＯを３日間接触させているように、リチウムのプレドープが十分に短時間で可能だとはいえなかった。そのため、実際の電池の製造を考慮して、より短時間でプレドープしようとすると、負極活物質の単位量当たりにプレドープされるリチウム量が少なく、初回充放電効率が低いという問題があった。
　なお、特許文献２においては、前述のとおり、プレドープしたケイ素化合物に適した結着剤が提案されているが、これら結着剤は、すでにプレドープされたケイ素化合物を用いて、負極スラリーを形成する際に適した結着剤として提案されているものであり、これら結着剤を用いて負極を作製した後で、特許文献１の方法でプレドープしても、プレドープ後の負極合材層の重量増加および体積膨張を抑制することはできなかった。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有する溶液への浸漬によってプレドープされた非水電解質二次電池用負極であって、プレドープにより負極の重量および体積が増大しにくく、かつ、初回充放電効率もより高めることができる、非水電解質二次電池用負極、およびこれを含む非水電解質二次電池、ならびにアルカリ金属やアルカリ土類金属を効率良くプレドープすることが可能な非水電解質二次電池用負極の製造方法を提供することを課題とする。
　本発明の第一は、以下の非水電解質二次電池用負極に関する。
　［１］アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有し、前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、前記負極合材層中の前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、かつ、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上であることを特徴とする非水電解質二次電池用負極。
　［２］前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）が、以下の式（１）で表される構造を５０モル％以上含有することを特徴とする、［１］に記載の非水電解質二次電池用負極。
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　式（１）中、Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋およびＮＨ４ ＋から選択される少なくとも１種のカチオンであり、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、Ｍ＋が異なる複数種の上記式（１）で表される構造を含有してもよい。
　［３］前記合金系材料（Ａ）は、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）で表されるケイ素酸化物である、［１］または［２］に記載の非水電解質二次電池用負極。
　［４］前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素により被覆されており、前記被覆する炭素の質量は、前記負極合材層に含まれる前記ケイ素酸化物の全質量に対して２質量％以上５０質量％以下である、［３］に記載の非水電解質二次電池用負極。
　［５］前記炭素粒子（Ｂ）は、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素被覆黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも一種の黒鉛を含む、［１］～［４］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極。
　［６］前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は９７％未満であることを特徴とする、［１］～［５］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極。
　［７］前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、ポリアクリル酸のリチウム塩またはポリアクリル酸のナトリウム塩を含むことを特徴とする、［１］～［６］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極。
　［８］前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、ビフェニル、ターフェニルまたはその誘導体であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極。
　［９］前記合金系材料（Ａ）は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有する、［１］～［８］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極。
　本発明の第二は、以下の非水電解質二次電池に関する。
　［１０］［１］～［９］のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極を有する、非水電解質二次電池。
　本発明の第三は、以下の非水電解質二次電池用負極の製造方法に関する。
　［１１］アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）とを少なくとも含み、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度が５０％以上である活物質含有層を、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の存在下で前記合金系材料（Ａ）が吸蔵可能なアルカリ金属またはアルカリ土類金属と接触させて、負極合材層を得る工程を含み、前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下である、非水電解質二次電池用負極の製造方法。
　［１２］前記負極合材層を得る工程は、前記アルカリ金属または前記アルカリ土類金属および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解した溶液中に上記活物質含有層を浸漬させる工程であることを特徴とする、［１１］に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
　［１３］前記得られた負極合材層を、前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒中に浸漬する工程をさらに含む、［１１］または［１２］に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
　［１４］前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒は、テトラヒドロフランであることを特徴とする、［１３］に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
　本発明の第四は、以下の非水電解質二次電池に関する。
　［１５］正極、負極、および電解液を備え、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を含有する非水電解質二次電池であって、前記負極は、前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有し、前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、前記負極合材層中の前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、かつ、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上であり、前記正極が有する正極活物質の容量から算出される前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属のモル量より、満充電時の負極に含まれる前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計モル量が多い、非水電解質二次電池。
　本発明によれば、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有する溶液への浸漬によってプレドープされた非水電解質二次電池用負極であって、プレドープにより負極の重量および体積が増大しにくく、かつ、初回充放電効率もより高めることができる、非水電解質二次電池用負極、およびこれを含む非水電解質二次電池、ならびにアルカリ金属やアルカリ土類金属を効率良くプレドープすることが可能な非水電解質二次電池用負極の製造方法が提供される。
　１．非水電解質二次電池用負極
　本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用負極（以下、単に「二次電池用負極」ともいう。）は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有する。上記二次電池用負極は、集電体をさらに有してもよい。上記二次電池用負極の構造は、適用する非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択することができ、たとえば、シート状の集電体と、上記集電体の両面に配置された負極合材層とからなる積層体などとすることができる。上記二次電池用負極は、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタの電極としても利用することができる。
　非水電解質二次電池の負極として、ケイ素やスズなどの合金系材料を負極活物質として含む負極を用いることが検討されている。しかしながら、これらの合金系材料を含む負極は、初期サイクルにおける不可逆容量が大きくなりやすく、エネルギー密度を高めることが難しいという課題があった。負極の製造時に、アルカリ金属類を負極活物質にプレドープすれば、このような不可逆容量も低減されることが知られている。しかしながら特許文献1に記載の方法などでは、プレドープ時間が短い場合、負極活物質にプレドープされるアルカリ金属類の量が少ない。そのため、初回充放電反応（例えばリチウムの場合、ＳｉＯ＋４Ｌｉ＋＋４ｅ－→３／４Ｌｉ４Ｓｉ＋１／４Ｌｉ４ＳｉＯ４）時に、アルカリ金属類のイオンと反応する負極活物質（プレドープ時にＬｉを捕捉しなかった負極活物質であり、上記式ではＳｉＯ）量が多くなる。その結果、初回充放電反応によって生成する不可逆成分（上記式ではＳｉ４ＬｉＯ４）量が多くなり、初回充放電効率が十分に高まり難かった。
　これに対し、上記二次電池用負極は、負極活物質として合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）を含む。負極活物質として、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）とを組み合わせると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量がより多くなり、アルカリ金属類を捕捉したため上記初回充放電反応を生じない負極活物質の量が少なくなるため、初回充放電反応時に生成する上記不可逆成分の量が少なくなる。そのため、上記二次電池用負極は、非水電解質二次電池の初回充放電効率を高めて、エネルギー密度を高めることができる。これはすなわち、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）とを組み合わせると、アルカリ金属類を負極活物質へプレドープさせる際に要する時間を短縮できることを意味する。
　本発明では、さらに、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）をプレドープ時に用いることで、特許文献１のように多環芳香族化合物を触媒として用いたときよりも、プレドープによる負極合材層の質量および体積の増大を抑制することができる。これは、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、多環芳香族化合物に比べて、電極合材層、とりわけ炭素粒子（Ｂ）との相互作用が小さく、電極合材層に付着しにくいためであると推定している。
　しかし、我々の知見によれば、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）とリチウムからなる化合物は、多環芳香族化合物とリチウムからなる化合物に比べ、プレドープされるリチウム量が少ないため、初回充放電効率を高めにくい。これに対し、我々は、カルボキシル基を有するポリマーであって、上記カルボキシル基が中和されているポリマー（カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ））を用い、さらにその量および中和度を調整することで、プレドープ量を十分に高め、プレドープによる負極合材層の質量および体積の増大を抑制しつつ、初回充放電効率も十分に高めることができることを見出した。初回充放電効率が向上した要因は、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）を使用することにより、ポリマー中をリチウムイオンが移動しやすくなり、プレドープ量が増大したためと推定している。また、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）を使用することで、リチウムイオンおよび直鎖ポリフェニレン化合物（Ｂ）を溶解させた溶液に対する膨潤耐性が向上し、プレドープ時の体積膨張が抑制されたと推定している。
　上記二次電池用負極において、負極合材層中に含まれるカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下である。上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が４質量％以上であると、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）によるプレドープ量の増大効果が十分に奏される。また、上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が１３質量％以下であると、プレドープ時の負極活物質とアルカリ金属類との接触がカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）によって阻害されにくいため、プレドープによって十分な量のアルカリ金属類を吸蔵させることができる。また、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が上記範囲であると、プレドープ時に、アルカリ金属類との接触時による負極合材層の剥離が生じにくくなる。
　また、上記二次電池用負極において、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上である。上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度が５０％以上であると、ポリマー中を、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンが移動しやすくなり、プレドープ量が向上するため、初回充放電効率を十分に高めることが可能になる。また、上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度が５０％以上であると、リチウムイオンおよび直鎖ポリフェニレン化合物（Ｂ）を溶解させた溶液に対する膨潤耐性の向上のため、プレドープによる負極合材層の体積の増大もさらに抑制することができる。
　以下、上記二次電池用負極の各構成について、説明する。
　１－１．負極合材層
　負極合材層は、合金系材料（Ａ）、炭素粒子（Ｂ）、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）、および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を少なくとも含む。
　合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）は、負極活物質として機能する（アルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な）材料である。
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、結着剤として機能し、合金系材料（Ａ）同士、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）と、または合金系材料（Ａ）もしくは炭素粒子（Ｂ）と後述する集電体と、などを結着する。
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、アルカリ金属類を負極活物質（特に合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ））にプレドープするときに負極合材層に含まれるものである。
　負極合材層は、必要に応じて他の材料を含んでもよく、例えば導電助剤（Ｅ）などを含んでもよい。
　（合金系材料（Ａ））
　合金系材料（Ａ）は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを構成元素に含む材料であり、負極活物質として機能する（アルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な）材料である。合金系材料（Ａ）は、プレドープによりアルカリ金属類との複合体となるが、電池の放電によってアルカリ金属類が放出された後などは、アルカリ金属類を実質的に含んでいなくてもよい。
　負極合材層に含まれる合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）との合計体積を１００体積％としたとき、合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、１０体積％以上５０体積％未満であることが好ましく、１０体積％以上４０体積％未満であることがより好ましく、１０体積％以上３０体積％未満であることがより好ましい。上記合金系材料（Ａ）の体積の割合が１０体積％以上であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。上記合金系材料（Ａ）の体積の割合が６０体積％未満であると、プレドープ速度が速いため、初回充放電効率が高まり、かつ、プレドープ時の体積増大も抑制できる。上記体積比は、合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）の含有量および真比重により測定される。合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）の含有量は、電気化学分析法、蛍光Ｘ線分析法、イオンクロマトグラフィー、ＩＣＰ質量分析法、および原子吸光光度法などの公知の方法、または、負極作製時に用いた合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ）それぞれの質量から特定される。一方、真比重は、粉末状に粉砕した固体試料（合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ））を用いて、ＪＩＳ　Ｚ８８０７に準拠した方法により測定可能であり、例えば、以下のようにして測定できる。
　乾燥したピクノメータを室温になるまでデシケータ中で放置し、ピクノメータの質量Ｗ１を秤量する。十分に粉砕した試料（合金系材料（Ａ）もしくは炭素粒子（Ｂ））をピクノメータに入れ、（ピクノメータ＋試料）の質量Ｗ２を秤量する。さらに、試料が十分に浸るようにピクノメータにｎ－ブタノールを入れ、十分に脱気する。ｎ－ブタノールをさらに加えてピクノメータに満たし、恒温水槽に入れて２５℃にする。ｎ－ブタノールおよび試料が２５℃になった後、ｎ－ブタノールのメニスカスを標線に合わせ、室温になるまで放置する。そして、（ピクノメータ＋試料＋ｎ－ブタノール）の質量Ｗ３を秤量する。ピクノメータにｎ－ブタノールだけを満たし、恒温槽に入れて２５℃にし、ｎ－ブタノールのメニスカスを標線に合わせ、室温になるまで放置し、（ピクノメータ＋ｎ－ブタノール）の質量Ｗ４を秤量する。
　真比重は、上記のようにして秤量した各質量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、およびＷ４から、以下のように算出できる。
　真比重＝｛（Ｗ２－Ｗ１）×ｓ｝／｛（Ｗ２－Ｗ１）－（Ｗ３－Ｗ４）｝
　ここで、ｓは、２５℃におけるｎ－ブタノールの比重である。
　なお、負極合材層に含まれる合金系材料（Ａ）および後述する炭素粒子（Ｂ）の量の合計は、７７質量％以上９７質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上９６質量％以下であることがより好ましい。合金系材料（Ａ）および後述の炭素粒子（Ｂ）の量の合計が上記範囲であると、吸蔵および放出可能なアルカリ金属類の量を十分に多くし、非水電解質二次電池の放電容量を十分に大きくすることができる。
　合金系材料（Ａ）の粒径Ｄ５０は、一般に小さい方が好ましいが、あまりにも小さいと凝集によって粗大化することがある。Ｄ５０とはレーザー回析法による粒度分布測定における体積分布の積算値が５０％に相当する粒子径、つまり、体積基準で測定したメディアン径を指す。このような観点から、合金系材料（Ａ）の粒径Ｄ５０は１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
　合金系材料（Ａ）が吸蔵可能なアルカリ金属類の種類は特に制限されないが、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムおよびカルシウムが好ましく、リチウムおよびナトリウムがより好ましく、リチウムが特に好ましい。
　ケイ素を構成元素として含む合金系材料（Ａ）の例には、（ｉ）ケイ素微粒子、（ｉｉ）マグネシウム、ニッケル、チタン、モリブデン、コバルト、カルシウム、クロム、銅、鉄、マンガン、ニオブ、タンタル、バナジウム、タングステン、または亜鉛と、ケイ素との合金、（ｉｉｉ）ホウ素、窒素、酸素または炭素と、ケイ素との化合物、および（ｉｖ）上記（ｉｉ）で例示される金属と上記（ｉｉｉ）で例示されるケイ素化合物との複合材料などが含まれる。
　ケイ素を構成元素として含む合金系材料（Ａ）の具体的な例には、上記（ｉｉ）の具体例であるＭｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、およびＺｎＳｉ２、上記（ｉｉｉ）の具体例であるＳｉＢ４、ＳｉＢ６、ＳｉＣ、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）、およびＳｉ３Ｎ４、ならびに上記（ｉｖ）の具体例であるＳｉ２Ｎ２Ｏ、ならびにＬｉＳｉＯなどが含まれる。
　スズを構成元素として含む合金系材料（Ａ）の例には、（ｉ）ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンまたはクロムと、スズとの合金、（ｉｉ）酸素または炭素と、スズとの化合物、（ｉｉｉ）上記（ｉ）で例示される金属と、上記（ｉｉ）で例示されるスズ化合物との複合材料などが含まれる。
　スズを構成元素として含む合金系材料（Ａ）の具体的な例には、上記（ｉ）の具体例であるＭｇ２Ｓｎ、上記（ｉｉ）の具体例であるＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）およびＬｉＳｎＯ、ならびに上記（ｉｉｉ）の具体例であるＳｎＳｉＯ３などが含まれる。
　合金系材料（Ａ）は、ケイ素またはスズを含む合金や化合物を一種のみ含んでもよく、二種以上含んでもよい。また、これらの表面は、導電性を高めるなどの観点から、炭素材料などで被覆されていてもよい。
　特に好ましい合金系材料（Ａ）の例には、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）で表されるケイ素酸化物（以下、単に「ケイ素酸化物」ともいう。）が含まれる。本発明において、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）とは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と金属ケイ素（Ｓｉ）とを原料として得られる非晶質のケイ素酸化物の総称を表す一般式である。ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）において、ｘが０．５未満であると、Ｓｉ相の占める比率が高くなるため充放電時の体積変化が大きくなり、非水電解質二次電池のサイクル特性が低下することがある。また、ｘが１．５を超えると、Ｓｉ相の比率が低下してエネルギー密度が低下することがある。より好ましいｘの範囲は、０．７≦ｘ≦１．２である。
　また、上記ケイ素酸化物は、導電性を高めるため、その表面の少なくとも一部が炭素により被覆されていてもよい。上記ケイ素酸化物が炭素によって被覆されたものである場合、上記複合体における炭素の付着量は、上記ケイ素酸化物の全質量に対して、２質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上２５質量％以下であることがさらに好ましい。炭素の付着量が２質量％以上であると、上記ケイ素酸化物の導電性が十分に高まり、上記二次電池用負極の集電効率が高まりやすい。一方、炭素付着量が過剰であると、上記二次電池用負極を用いた非水電解質二次電池の容量が低下することがあるが、炭素の付着量が５０質量％以下であれば、上記容量の低下は生じにくい。
　炭素によって被覆された上記ケイ素酸化物の電気伝導率は、１×１０－６Ｓ／ｍ以上であることが好ましく、１×１０－４Ｓ／ｍ以上であることがより好ましい。上記電気伝導率とは、４端子を持つ円筒状のセル内に被測定粉末を充填し、この被測定粉末に電流を流したときの電圧降下を測定して求めた値である。
　（炭素粒子（Ｂ））
　炭素粒子（Ｂ）は、黒鉛材料を含有する粒子であり、負極活物質として機能する（アルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な）材料である。
　負極合材層における炭素粒子（Ｂ）の量は、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）との合計体積を１００体積％としたときに、４０体積％より多く９０体積％以下であり、５０体積％より多く９０体積％以下であることが好ましく、６０体積％より多く９０体積％以下であることがより好ましく、７０体積％より多く９０体積％以下であることがより好ましい。前述のように、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）とが上記範囲であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。また、前述のように、合金系材料（Ａ）と炭素粒子（Ｂ）とが上記範囲であると、プレドープ時の体積増大も抑制できる。炭素粒子（Ｂ）の体積比は、前述の方法で算出される。
　炭素粒子（Ｂ）の粒径Ｄ５０は特に制限されないが、１μｍ以上であることが好ましい。Ｄ５０とはレーザー回析法による粒度分布測定における体積分布の積算値が５０％に相当する粒子径、つまり、体積基準で測定したメディアン径を指す。なお、炭素粒子（Ｂ）の粒径Ｄ５０は、合金系材料（Ａ）の粒径Ｄ５０の１．０倍以上８．０倍以下であることが好ましく、１．５倍以上６．５倍以下であることがより好ましく、２．０倍以上６．０倍未満であることがさらに好ましい。炭素粒子（Ｂ）の粒径Ｄ５０を、前記合金系材料（Ａ）の粒径Ｄ５０と同径以上とすることで、充放電サイクルに伴う負極合材層の体積変化を小さくして、負極合材層の剥離などを生じにくくすることができる。一方、上記比が８．０倍以下であると、炭素粒子（Ｂ）の比表面積が過度に高まらず、電解液が炭素粒子（Ｂ）を分解することによる容量低下が生じ難くなる。
　炭素粒子（Ｂ）の具体例には、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、メソカーボンマイクロビーズ、黒鉛粒子とその表面に存在する炭素質層とからなる粒子（すなわち、炭素被覆黒鉛）、および黒鉛粒子に炭素繊維を付着させてなる粒子などが含まれる。これらのうち、炭素粒子（Ｂ）は、天然黒鉛、人造黒鉛および炭素被覆黒鉛のうち少なくとも一種であることが好ましい。これら炭素粒子を使用することで、プレドープ時に、炭素粒子（Ｂ）にリチウムイオンがドープするのを抑制し、より選択的にケイ素化合物にリチウムイオンがプレドープされるため、初回充放電効率が向上しやすい。なお、炭素粒子（Ｂ）の形状は、球状、略球状、扁平状などのいずれの形状でもありうるが、本発明では、アスペクト比が１０未満である粒子を、炭素粒子（Ｂ）とする。
　アルカリ金属類をプレドープした後の負極の充放電効率（たとえば、ドライエア中に２４時間放置した後の充放電効率）を低下させにくくする観点からは、炭素粒子（Ｂ）は、天然黒鉛、人造黒鉛および炭素被覆黒鉛のいずれかを含むことが好ましい。
　ここで、炭素粒子（Ｂ）は、窒素ガス吸着法で測定された全細孔容積が、１．０×１０－２ｃｍ３／ｇ以上１．０×１０－１ｃｍ３／ｇ以下であり、かつ平均細孔直径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。全細孔容積および平均細孔直径は、それぞれ１．５×１０－２ｃｍ３／ｇ以上９．０×１０－２ｃｍ３／ｇ以下および２５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましく、２．０×１０－２ｃｍ３／ｇ以上７．０×１０－２ｃｍ３／ｇ以下および２５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。炭素粒子（Ｂ）の全細孔容積と平均細孔直径とが上記範囲を満たすと、電解液が活物質中に浸透しやすい。そのため、上記炭素粒子（Ｂ）を含む二次電池用負極は、イオン導電性が高く、電極抵抗が低いため、非水電解質二次電池の充放電容量および負荷特性を高めることができる。さらに、炭素粒子（Ｂ）の全細孔容積と平均細孔直径とが上記範囲を満たすと、充電時に合金系材料（Ａ）が体積膨張しても、炭素粒子（Ｂ）が弾性変形して、合材層の変形が抑制される。その結果、負極合材層が集電体から剥離し難く、良好なサイクル特性が維持されやすい。なお、炭素粒子（Ｂ）は、上記粒径Ｄ５０および全細孔容積のうち、少なくとも一方が、上述した範囲を満たす粒子であることが好ましい。
　炭素粒子（Ｂ）は、前記黒鉛材料を含む一次粒子が集合または結合してなる二次凝集体であることがさらに好ましい。このとき、炭素粒子（Ｂ）の一次粒子は、扁平状であることが望ましい。このような形状を有する炭素粒子（Ｂ）では、充放電サイクル後も良好な導電性が保持されやすく、電極抵抗の増大が抑制されやすい。その結果、非水電解質二次電池のサイクル寿命を延ばすことができる。扁平状の一次粒子からなる炭素粒子（Ｂ）の例には、ＭＡＧなどが含まれる。
　（カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ））
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、負極合材層において、結着剤として機能するポリマーである。負極合材層に含まれるカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が４質量％以上であると、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）によるプレドープ量の増大効果が十分に奏される。一方で、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が１３質量％以下であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量がより多くなるため、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率を高めて、エネルギー密度を高めることができる。その理由は定かではないが、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が１３質量％以下であると、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）が活物質である合金系材料（Ａ）や炭素粒子（Ｂ）を完全に被覆せず、合金系材料（Ａ）や炭素粒子（Ｂ）が一部露出することで、活物質にアルカリ金属類がプレドープされやすくなると推察される。上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、負極合材層作製時の仕込み量や、電気化学分析法、蛍光Ｘ線分析法、イオンクロマトグラフィー、ＩＣＰ質量分析法、および原子吸光光度法などによって算出することができる。また、結着剤が溶解する溶媒中に電極を浸漬して溶解し、溶媒除去後の残渣の重量を測定することで、結着剤を定量することができる。
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、カルボキシル基を有するポリマーと金属イオンまたはアンモニウムイオンが塩を形成したものであればよい。
　上記塩を形成したカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は、５０％以上である。上記中和度が５０％以上であると、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）によるリチウムイオンの捕捉が抑制できるため、初回充放電効率を十分に高めることが可能になる。また、上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度が５０％以上であると、アルカリ金属または前記アルカリ土類金属および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解した溶液に対する耐膨潤性が向上するため、プレドープによる負極合材層の体積の増大もさらに抑制することができる。一方で、上記中和度が高すぎると、活物質とカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の親和性が低下するため、初回充放電効率が十分に高まりにくく、また、プレドープによる負極合材層の体積の増大も十分に抑制しきれないことがある。そのため、初回充放電効率をより高め、かつ、プレドープによる負極合材層の体積の増大もより抑制する観点からは、上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は９７％未満であることが好ましく、９５％未満であることがより好ましい。
　上記カルボキシル基を有するポリマーの例には、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）などが含まれる。上記カルボキシル基を有するポリマーは、同一の繰り返し単位からなるホモポリマーでもよいし、複数の繰り返し単位を有するコポリマーでもよい。
　また、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、以下の式（１）で表される構造を、ポリマーが有する繰り返し単位の全モル数を１００モル％としたときに、５０モル％以上含むことが好ましい。以下の式で表される構造を５０モル％以上含むと、電解液に対する耐膨潤性が高まり、プレドープによる負極合材層の体積の増大もさらに抑制することができる。以下の式で表される構造の割合は、５０モル％以上１００モル％未満であることがより好ましく、７０モル％以上９８モル％未満であることがさらに好ましい。
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　式（１）中、Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋およびＮＨ４ ＋から選択される少なくとも１種のカチオンである。Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋が好ましく、Ｌｉ＋およびＮａ＋がより好ましい。カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、Ｍ＋が異なる複数種の上記式（１）で表される構造を含有してもよい。
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の構造は、電気化学分析法、核磁気共鳴法、ＩＣＰ質量分析法、赤外吸光分光法およびラマン分光分析などによって測定することができる。
　上記金属イオンの例には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のイオンが含まれる。上記金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオンおよびカルシウムイオンが好ましく、リチウムイオンおよびナトリウムイオンがより好ましく、リチウムイオンが特に好ましい。また、上記金属イオンは、前記合金系材料（Ａ）が吸蔵可能なアルカリ金属類であることが好ましい。
　特に好ましいカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の例には、ポリアクリル酸のリチウム塩およびポリアクリル酸のナトリウム塩が含まれる。これらのカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）を用いることで、電極合材層中のイオン導電性が向上することによる初回充放電効率向上効果および、アルカリ金属または前記アルカリ土類金属および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解した溶液に対する耐膨潤性向上による、プレドープ時の体積膨張低減効果が発現しやすくなるため好ましい。
　上記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）が含むリチウムイオンまたはナトリウムイオンの量は、イオンクロマトグラフィーなどによって測定することができる。
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の重量平均分子量は５．０×１０３以上５．０×１０５以下であることが好ましい。重量平均分子量が５．０×１０３未満であると、負極合材層の機械強度が低下することがある。また、重量平均分子量が５．０×１０５を超えると負極合材層の形成が困難になりやすい。カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されうる。
　なお、負極合材層は、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）以外のポリマーまたは合成ゴムを含んでいてもよい。負極合材層が含み得るポリマーの例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、およびアラミドなどのポリアミドなどが含まれる。また、負極合材層が含み得る合成ゴムの例には、スチレンブタジエン系ゴム（ＳＢＲ）、フッ素系ゴム（ＦＲ）およびエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）などが含まれる。
　（直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ））
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、負極活物質である合金系材料（Ａ）および炭素材料（Ｂ）をプレドープする際に触媒として機能する化合物である。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、アルカリ金属類のプレドープの際に、負極合材層に導入される。そのため、負極合材層が直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を含むことは、負極がアルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有する溶液への浸漬によりプレドープされたことを意味する。
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、芳香環が直接結合してなる構造を含む直鎖状の化合物である。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が有する芳香環が直鎖状に直接結合してなる構造は、２個以上５個以下の芳香環を含むことが好ましく、２個以上３個以下の芳香環を含むことがより好ましい。上記芳香環は、ヘテロ原子を含まないことが好ましい。２個以上の芳香環が直接結合してなる構造を含む直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、リチウムとの会合体の活性が高く、電極へのプレドープ量が向上する。一方で芳香環の数が５個を超えると、会合体が安定化し、プレドープ量が低下する。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の例には、ビフェニル、ｏ－ターフェニル、ｍ－ターフェニル、ｐ－ターフェニル、ならびにこれらの誘導体が含まれる。上記誘導体の例には、ビフェニルまたはターフェニルに炭素数１以上１０以下のアルキル基が置換された化合物、たとえば４－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニルおよび４，４’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル、ｐ－メトキシビフェニルなどが含まれる。
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の量は、片面電極の場合、電極面積（ｃｍ２）当たり０．００５μｇ以上２０μｇ以下であることが好ましく、０．００５μｇ以上１０μｇ以下であることがより好ましく、０．００５μｇ以上５μｇ以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の量は、両面電極の場合、電極面積（ｃｍ２）当たり０．０１μｇ以上４０μｇ以下であることが好ましく、０．０１μｇ以上２０μｇ以下であることがより好ましく、０．０１μｇ以上１０μｇ以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が多量に存在すると、負極を非水電解質二次電池に用いた際に、電池の内部抵抗が増大したり、初期特性や負荷特性が低下することある。これに対し、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の量が上記範囲であれば、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が電池の特性に影響を及ぼし難く、電池特性が安定しやすくなる。
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の含有量は、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）により確認することができる。具体的には、以下の手順で確認することができる。
　１）負極合材層中の直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）にて特定する。そして、特定した直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の濃度が異なる液体試料を複数準備し、後述する測定条件でガスクロマトグラフィ（ＧＣ）測定を行い、検量線を得る。
　２）次いで、測定対象となる負極合材層を、バイアル瓶に入れ、そこに直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な抽出溶媒１ｍＬを加えて、３０分間浸漬する。このバイアルを超音波洗浄機ＶＳ－Ｄ１００（アズワン製）にセットし、上記バイアルに２４ｋＨｚおよび３１ｋＨｚの複合周波を３分間照射する。
　３）得られた抽出溶媒をガスクロマトグラフィ（ＧＣ）にて分析し、前述の検量線と照合して抽出溶媒中の直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を定量する。
　ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）は、例えば以下の条件で行うことができる。
　　測定装置名：Ａｇｉｌｅｎｔ　７８９０Ａ／５９７５Ｃ　ＧＣ／ＭＳＤ
　　カラム：Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｊ＆Ｗ　ＨＰ－５ＭＳ　長さ６０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ
　　加熱条件：４０℃（３分保持）－２０℃／分で昇温－３００℃（１４分保持）
　　キャリアガス：ヘリウム
　　検出器：ＭＳＤ（質量選択型検出器）
　また、上記抽出溶媒としては、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解する溶媒であれば特に制限されないが、気化しやすい低沸点溶媒が好ましい。そのような抽出溶媒の例には、アセトンが含まれる。
　（導電助剤（Ｅ））
　本発明の負極の負極合材層は、導電助剤（Ｅ）をさらに含んでもよい。このような導電助剤（Ｅ）としては、非水電解質二次電池内において化学変化を起こさないものであれば特に限定されず、例えば、アスペクト比が１０以上である炭素繊維、カーボンブラック（サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなど）、金属粉（銅、ニッケル、アルミニウム、銀などの粉末）、金属繊維、ポリフェニレン誘導体などの材料を用いることができる。
　導電助剤（Ｅ）は、アスペクト比が１０以上１０００以下である炭素繊維を含むことが好ましい。炭素繊維のアスペクト比は、より好ましくは１０以上５００以下である。このような炭素繊維を、前述の炭素粒子（Ｂ）と組み合わせると、負極を非水電解質二次電池に用いた際に、容量およびサイクル寿命が高まりやすい。
　炭素繊維の製造方法は特に限定されない。例えば紡糸法などで高分子を繊維状にし、不活性雰囲気中で熱処理する方法や、触媒存在下、高温で有機化合物を反応させる気相成長法などが挙げられる。気相成長法で得られる炭素繊維、いわゆる気相法炭素繊維は、結晶成長方向が繊維軸にほぼ平行であるため、黒鉛構造の繊維長方向の結晶性が高くなりやすく、比較的、短繊維径、高導電性、高強度の炭素繊維が得られる。
　負極合材層中には、導電助剤（Ｅ）が０．０１質量％以上含まれることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上であり、さらに好ましくは０．１質量％以上である。また通常２０質量％以下が好ましく、より好ましくは１０質量％以下である。
　（負極合材層の物性）
　負極合材層の厚みは特に制限されず、例えば５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、負極合材層の厚みは、２００μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは７５μｍ以下である。負極合材層の厚みが上記範囲であると、高い充放電レートでの充放電に対しても、吸蔵および放出の機能可能なアルカリ金属類の量が十分に多くなる。
　また、負極合材層の密度は、１．１ｇ／ｃｍ３以上１．７ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、１．２ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、１．２ｇ／ｃｍ３以上１．４ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。負極合材層における活物質の密度が、１．１ｇ／ｃｍ３以上であると、電池の体積エネルギー密度十分に高まりやすく、１．６ｇ／ｃｍ３以下であると、サイクル特性が高まりやすい。
　さらに、負極合材層が、集電体の両面に形成されている場合、負極合材層の片面の単位面積当たりに含まれる活物質（合金系材料（Ａ）および炭素粒子（Ｂ））の量は、２ｍｇ／ｃｍ２以上１０ｍｇ／ｃｍ２以下であることが好ましく、３ｍｇ／ｃｍ２以上８ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。
　１－２．集電体
　負極の集電体の材質は、ケイ素および／またはケイ素合金、スズおよびその合金、ケイ素－銅合金、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼などの金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料などでありうる。
　負極の集電体の形状は、非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択される。例えば、集電体が金属材料からなる場合、箔状、円柱状、コイル状、板状、薄膜状などでありうる。一方、集電体が炭素材料からなる場合、板状、薄膜状、円柱状などでありうる。集電体の厚みは、特に制限されないが、通常５μｍ以上３０μｍ以下であり、好ましくは６μｍ以上２０μｍ以下である。さらに、集電体表面は、化学処理もしくは物理処理によって、表面を粗化されたものであってもよく、表面にカーボンブラック、アセチレンブラックなどの導電材が塗布されたものであってもよい。
　２．非水電解質二次電池用負極の製造方法
　本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用負極の製造方法は、集電体上に、合金系材料（Ａ）、炭素粒子（Ｂ）、およびカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）を含む活物質含有層を、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の存在下でアルカリ金属類と接触させて、合金系材料（Ａ）や炭素粒子（Ｂ）にアルカリ金属類をプレドープし、負極合材層を有する二次電池用負極を形成する工程を含む。本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法には、活物質含有層を形成する工程を含んでもよい。またさらに、上記得られた二次電池用負極から不純物を除去する工程などを含んでもよい。以下、各工程について、説明する。
　２－１．活物質含有層の形成工程
　活物質含有層は、前述の合金系材料（Ａ）、炭素粒子（Ｂ）、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）、導電助剤などを溶媒に分散させて、負極合材ペーストとし、これを集電体に塗布して得られる。負極合材ペーストの塗布後、必要に応じて溶媒を除去するなどして、負極合材ペーストを乾燥・固化させることで、活物質含有層が得られる。
　このとき、上記負極合材ペースト中の各成分の量は、製造しようとする非水電解質二次電池用負極中の各成分の量にあわせて調整すればよい。たとえば、上記負極合材ペーストが含有するカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量を、負極合材ペーストが含有する溶媒以外の成分の合計の質量に対して４質量％以上１３質量％以下とすることで、製造される非水電解質二次電池用負極が有する負極合材層中のカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量を、上記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下とすることができる。このとき、プレドープ時に負極合材層に導入される直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の量は負極合材層の全質量に対してさほど多い量ではないため、無視してもよい。
　負極合材ペーストに使用可能な溶媒は、合金系材料（Ａ）、炭素粒子（Ｂ）、およびカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）などを均一に溶解もしくは分散可能なものであれば特に制限されないが、好ましくは、非プロトン性極性溶媒であり、さらに好ましくは、非プロトン性アミド系溶媒である。非プロトン性アミド系溶媒の例には、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、および１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノンなどが含まれる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、二種類以上組み合わせてもよい。
　これらの溶媒以外に、必要に応じて他の溶媒を共存させてもよい。他の溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、メシチレン、１，２，４－トリメチルベンゼン、ｏ－クレゾール、ｍ－クレゾール、ｐ－クレゾール、ｏ－クロロトルエン、ｍ－クロロトルエン、ｐ－クロロトルエン、ｏ－ブロモトルエン、ｍ－ブロモトルエン、ｐ－ブロモトルエン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロピルアルコールおよびｎ－ブタノールなどが含まれる。
　負極合材ペーストにおける溶媒量は、負極合材ペーストの粘度などを考慮して適宜設定される。上記溶媒量は、合材ペーストに含まれる固形分１００質量部に対して、５０質量部以上９００質量部以下であることが好ましく、６５質量部以上５００質量部以下であることがより好ましい。
　負極合材ペーストの塗布は、例えばスクリーン印刷、ロールコート、スリットコートなど、公知の方法で行うことができる。このとき、負極用合材ペーストをパターン状に塗布してもよく、例えば、メッシュ状の活物質含有層を形成してもよい。
　塗布した負極合材ペーストの乾燥は、たとえば加熱硬化によって行うことができる。加熱硬化は、通常、大気圧下で行うことが可能であるが、加圧下、ないしは真空下で行ってもよい。また加熱乾燥時の雰囲気は、特に制限されないが、通常、空気、窒素、ヘリウム、ネオンまたはアルゴンなどの雰囲気下で行うことが好ましく、より好ましくは不活性気体である窒素またはアルゴン雰囲気下で行う。また、負極合材ペーストの加熱は、たとえば、１５０℃以上５００℃以下で１分間以上２４時間以下の熱処理によって行うことができる。
　２－２．プレドープ工程
　前述の合金系材料（Ａ）、炭素粒子（Ｂ）、およびカルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）を少なくとも含む活物質含有層と、アルカリ金属類とを直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の存在下で接触させて、前述の活物質含有層にアルカリ金属類をプレドープする。つまり、プレドープされた負極合材層を有する負極を得る。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の存在下、アルカリ金属類と上記活物質含有層とを接触させる方法は特に制限されないが、アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解した溶液中に上記活物質含有層を浸漬させて、溶液中でこれらを接触させることが好ましい。ここで、溶液中に溶解させるアルカリ金属類は、合金系材料（Ａ）が吸蔵可能なものであればよい。
　アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を、溶媒に溶解させると、アルカリ金属類から直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）に電子が移動し、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）のアニオンおよびアルカリ金属イオン（例えばリチウムイオンまたはナトリウムイオン）やアルカリ土類金属イオンが生成する。上記溶液に前述の活物質含有層を浸漬させると、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）のアニオンから、活物質含有層側に電子が移動し、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）のアニオンは直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）に戻る。一方、電子を受け取った負極活物質（合金系材料（Ａ）および炭素原子（Ｂ））はアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンと反応して、負極活物質がプレドープされる。また、このとき、上述した量の直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が負極合材層に導入される。
　ここで、上記溶液におけるアルカリ金属類の濃度は、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を高める観点から、０．０７ｇ／Ｌ以上、かつ飽和量以下であることが好ましい。一方、上記溶液における直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上０．７ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌより小さいと、アルカリ金属類のプレドープに要する時間が長くなりやすい。一方、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の濃度が４．０ｍｏｌ／Ｌより大きいと、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶液中に析出しやすくなる。
　上記溶液と活物質含有層とを接触させる時間は特に制限されない。しかしながら、負極活物質（合金系材料（Ａ）および炭素原子（Ｂ））にアルカリ金属類を十分にプレドープさせるためには、０．５分以上であることが好ましく、０．５分以上２４０時間以下であることが好ましく、０．５分以上７２時間以下であることがより好ましく、０．５分以上２４時間以下であることがさらに好ましく、０．５分以上１時間以下であることがさらに好ましく、０．５分以上０．５時間以下であることがさらに好ましい。
　なお、溶液に負極を浸漬させる場合、溶液を攪拌または循環などにより流動させることによって、アルカリ金属類のプレドープ速度を速めることができる。また、溶液の温度を高くする方がプレドープ速度を速めることができるが、溶液を沸騰させないためには、溶媒の沸点以下の温度とすることが好ましい。
　上記アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を溶解させる溶媒の種類は、アルカリ金属類が溶媒和しやすいものであれば特に制限されず、例えば、環状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類などでありうる。
　環状炭酸エステルの例には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などが含まれる。環状エステルの例には、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、γ－カプロラクトン、δ－ヘキサノラクトン、δ－オクタノラクトンなどが含まれる。鎖状エステルの例には、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが含まれる。環状エーテルの例には、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどが含まれる。鎖状エーテルの例には、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどが含まれる。ニトリル類の例には、アセトニトリル、プロピオニトリル、グルタロニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピオニトリルなどが含まれる。また、上記溶媒は、ヘキサメチルスルホルトリアミド、アセトン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ピリジン、ジメチルホルムアミド、エタノール、ホルムアミド、メタノール、水などでもありうる。溶媒には、これらが一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。
　２－３．二次電池用負極から不純物を除去する工程
　本工程では、前述の工程で得られた二次電池用負極を、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒中に浸漬して、前記二次電池用負極が有する負極合材層から直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を除去する。本工程によって、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を除去することで、上記二次電池用負極中の不純物が少なくなり、非水電解質二次電池の安定性が高まる。なお、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は前記負極合材層から完全に除去されることはなく、少なくとも上述した量が負極合材層の中に残留する。
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒の例には、前述の環状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類などが含まれる。これらのうち、リチウムの溶解性の観点からは、環状炭酸エステルが好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。負極合材層を上記溶媒に浸漬させる時間は特に制限されず、５秒以上であればよく、１０秒以上１０時間以下であることが好ましい。上記溶媒に浸漬後、十分に溶媒を揮発させることで、安定な非水電解質二次電池用負極が得られる。なお、溶液に負極合材層を浸漬させる場合、溶液を流動、または、超音波などにより微振動させることによって、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が除去されやすくなり、不純物の除去速度を速めることができる。また、溶液の温度を高くしても、不純物の除去速度を速めることができるが、溶液を沸騰させないためには、加熱時の溶液の温度は溶媒の沸点以下の温度とすることが好ましい。
　３．非水電解質二次電池
　本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池は、正極、上述した二次電池用負極、および電解液を含む。上記正極、負極および電解液の少なくともいずれかには、アルカリ金属類が含有されている。上記非水電解質二次電池では、負極がプレドープされているため、「正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」より、「満充電時の二次電池用負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」が多い。「正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」、「満充電時の負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」、および「負極へプレドープされたアルカリ金属類の量」は以下の方法で検証することができる。
　「満充電時の負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」は、例えば、ＩＣＰ発光分析法、原子吸光法などの元素定量分析法により特定できる。なお、上記合計モル量は、「正極活物質の充放電に寄与するアルカリ金属類のモル量（Ｂ）」と「二次電池用負極中のアルカリ金属類（負極にプレドープされたアルカリ金属類）の合計モル量」との合計（Ａ）に相当する。
　一方、「正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」は、非水電解質二次電池の正極および上記アルカリ金属類を対極としたハーフセルを作製し、上記ハーフセルの放電容量（正極へのアルカリ金属類の吸蔵量）を測定することで特定できる。上記値は、上記の「正極活物質の充放電に寄与するアルカリ金属類のモル量（Ｂ）」に相当することから、（Ａ）から（Ｂ）を差し引くことで、「負極へプレドープされたアルカリ金属類の量」が特定できる。
　なお、本発明の非水電解質二次電池では、上記二次電池用負極は、前述の「正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」に対して３モル％以上５０モル％以下、好ましくは７モル％以上４０モル％以下、さらに好ましくは１０モル％以上３５モル％以下のアルカリ金属類がプレドープされていることが好ましい。上記二次電池用負極に含まれるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の合計モル量が上記範囲であると、上記二次電池用負極が安定で、ドープ容量の経時低下が少なく、不活性雰囲気以外で非水電解質二次電池を組み立てることができる。アルカリ金属類の合計モル量が３モル％未満の場合、電池の初回充放電効率が十分に向上しない。また５０モル％より大きい場合、負極の活性が高まり、アルゴンなどの不活性雰囲気下で電池を組み立てる必要が生じるため、実用的でない。
　なお、上記二次電池用負極については上述したので、非水電解質二次電池の負極以外の構成である、正極、電解液、およびセパレータについて、以下説明する。
　３－１．正極
　上記正極は非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択することができ、たとえば、シート状の集電体と、上記集電体の両面に配置された正極合材層とからなる積層体などとすることができる。
　（正極合材層）
　正極合材層は、正極活物質が、正極用結着剤（正極用結着剤）で結着された層でありうる。正極活物質は、前記二次電池用負極が負極合材層に有する合金系材料（Ａ）が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な材料であれば限定されず、非水電解質二次電池に通常用いられる正極活物質を利用することができる。具体的には、上記アルカリ金属類がリチウムの場合は、リチウム－マンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４など）、リチウム－ニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉＯ２など）、リチウム－コバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２など）、リチウム－鉄複合酸化物（ＬｉＦｅＯ２など）、リチウム－ニッケル－マンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２など）、リチウム－ニッケル－コバルト複合酸化物（ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２など）、リチウム－ニッケル－コバルト－マンガン複合酸化物、リチウム－遷移金属リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ４など）、およびリチウム－遷移金属硫酸化合物（ＬｉｘＦｅ２（ＳＯ４）３）などが挙げられる。
　なお、上記合金系材料（Ａ）が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類と、前記プレドープ工程でプレドープされたアルカリ金属類と、上記正極活物質が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類と、は同じ元素であることが好ましい。
　これらの正極活物質は、正極合材層に一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。正極合材層中の正極活物質の量は、１０質量％以上であればよく、３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがさらに好ましい。また、正極合材層中の正極活物質の量は、９９．９質量％以下であればよく、９９質量％以下であることが好ましい。
　一方、正極活物質を結着する正極用結着剤は、上記の負極合材層に含まれる正極用結着剤（カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ））などであってもいが、その他の公知の正極用結着剤樹脂でもありうる。公知の正極用結着剤樹脂の例には、シリケート、水ガラスなどの無機化合物や、テフロン（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドなどの不飽和結合を有さない高分子などが含まれる。これらの高分子の重量平均分子量の下限は、１．０×１０４であればよく、１．０×１０５であることが好ましい。これらの高分子の重量平均分子量の上限は、３．０×１０６であればよく、１．０×１０６であることが好ましい。
　正極合材層には、電極の導電性を向上させるために、導電助剤が含まれてもよい。導電助剤は、導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などとすることができる。
　正極合材層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下であればよい。正極合材層の密度（集電体に積層した単位面積あたりの正極合材層の質量と、厚みから算出される）は、３．０ｇ／ｃｍ３以上４．５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
　（正極集電体）
　正極の集電体としては、通常、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタルなどの金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料などを用いることができる。これらのうち、金属材料が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。集電体の形状は、集電体が金属材料からなる場合、箔状、円柱状、コイル状、板状、薄膜状でありうる。上記集電体はメッシュ状などであってもよく、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタルなどからなるものであってもよい。一方、集電体が炭素材料からなる場合、その形状は、板状、薄膜状、円柱などとすることができる。中でも、金属薄膜が、現在工業化製品に使用されているため好ましい。
　正極集電体が薄膜である場合、その厚さは任意であるが、１μｍ以上とすることができ、３μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。上記厚さは、１００ｍｍ以下であればよく、１ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。薄膜である正極集電体の厚さが上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足するおそれがある。一方で、薄膜である正極集電体の厚さが上記範囲よりも厚いと、取り扱いの容易さが損なわれる恐れがある。
　（正極の形成方法）
　上述の正極は、前述の正極活物質や正極用結着剤またはその前駆体、および導電助剤などを溶媒に分散させて、正極合材ペーストとし、これを集電体に塗布して得られる。正極合材ペーストの塗布後、必要に応じて溶媒を除去したり、正極用結着剤の前駆体を反応させたりすることによって、正極合材ペーストを乾燥・固化させる。正極合材ペーストの塗布方法や固化方法などは、負極の形成方法と同様でありうる。
　３－２．電解液
　本発明の非水電解質二次電池の電解液は、非水系溶媒に上記アルカリ金属類の塩を溶解させた非水系電解液でありうる。また、この非水系電解液に有機高分子化合物などを添加して、ゲル状、ゴム状、固体シート状にしたものなどでもありうる。
　非水系電解液には、アルカリ金属類の塩と非水溶媒とが含まれる。アルカリ金属類の塩は、公知のアルカリ金属類の塩の中から、適宜選択して用いることができる。例えば、アルカリ金属類がリチウムであるときは、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒなどのハロゲン化物、ＬｉＢｒＯ４、ＬｉＣｌＯ４などの過ハロゲン酸塩、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６などの無機フッ化物塩、リチウムビス（オキサラトホウ酸塩）ＬｉＢＣ４Ｏ８などの無機リチウム塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３などのパーフルオロアルカンスルホン酸塩、Ｌｉトリフルオロスルフォンイミド（（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ）などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩とすることができる。電解液には、アルカリ金属類の塩が一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。非水系電解液中におけるアルカリ金属類の塩の濃度は、０．５Ｍ以上２．０Ｍ以下とすることができる。
　非水系溶媒の例には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの脂肪族カルボン酸エステル類、γ－ブチロラクトンなどのγ－ラクトン類、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２－ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）などの鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３－ジオキソラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、３－メチル－２－オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチルエーテル、１，３－プロパンサルトン、アニソール、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ブチルジグライム、メチルテトラグライムなどの非プロトン性有機溶媒などが含まれる。電解液には、これらが一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。
　また、電解液をゲル状、ゴム状、或いは固体シート状とするための有機高分子化合物の具体例には、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどのポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物、ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのビニル系高分子化合物、ポリ（ω－メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート）、ポリ（ω－メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート－ｃｏ－メチルメタクリレート）、ポリ（ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン）などのポリマー共重合体などが含まれる。　　　
　電解液には、更に被膜形成剤が含まれてもよい。被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、ビス（トリフルオロメチル）エチレンカーボネート、１－フルオロエチルメチルカーボネート、エチル１－フルオロエチルカーボネート、フルオロメチルメチルカーボネート、ビス（１－フルオロエチル）カーボネート、ビス（フルオロメチル）カーボネート、エチル２－フルオロエチルカーボネート、ビス（２－フルオロエチル）カーボネート、メチル１，１，１－トリフルオロプロパン－２－イルカーボネート、エチル１，１，１－トリフルオロプロパン－２－イルカーボネート、メチル２，２，２－トリフルオロエチルカーボネート、ビス（１，１，１－トリフルオロプロパン－２－イル）カーボネート、ビス（２，２，２－トリフルオロエチル）カーボネート、エチル３，３，３－トリフルオロプロピルカーボネート、ビス（３，３，３－トリフルオロプロピル）カーボネートなどのフッ素系カーボネート化合物、エチレンサルファイド、プロピレンサルファイドなどのアルケンサルファイド、１，３－プロパンスルトン、１，４－ブタンスルトンなどのスルトン化合物、マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが含まれる。
　電解液に被膜形成剤が含まれる場合、その含有量は、電解液の構成成分全量（質量）に対して、３０質量％以下とすればよく、１５質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、２質量％以下であることが特に好ましい。被膜形成剤の含有量が多過ぎると、非水電解質二次電池の初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下など、他の電池特性に悪影響を及ぼす場合がある。
　３－３．セパレータ
　正極と前記二次電池用負極との間には、セパレータが含まれてもよい。セパレータが含まれると、電極間の短絡が防止される。セパレータは、多孔膜や不織布などの多孔性体とすることができる。セパレータの空孔率は、電子やイオンの透過性、セパレータの素材などに応じて適宜設定されるが、３０％以上８０％以下であることが好ましい。
　セパレータの例には、優れたイオン透過性を有する微多孔性フィルム、ガラス繊維シート、不織布、および織布などが含まれる。また、耐有機溶剤性および疎水性を高める観点からは、セパレータの材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレナフタレート、ポリメチルペンテン、ポリアミド、ポリイミドなどが好ましい。セパレータは、これらの一種のみからなるものであってもよく、二種以上からなるものであってもよい。
　セパレータには、安価なポリプロピレンを用いることができる。非水電解質二次電池に耐リフロー性が要求される場合には、セパレータは、熱変形温度が２３０℃以上のポリプロピレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどであることが好ましい。また、セパレータの厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。
　３－４．非水電解質二次電池の形態
　非水電解質二次電池の形態は特に制限されない。非水電解質二次電池の形態の例には、シート電極およびセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極およびセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極およびセパレータを積層したコインタイプなどが含まれる。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型、パウチ型などの任意の形状としてもよい。
　３－５．非水電解質二次電池の製造方法
　非水電解質二次電池は、前記二次電池用負極と、正極などとを、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てることにより製造できる。一例を挙げると、外装ケース上に上記二次電池用負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、更に負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板と共にかしめて製造することができる。
　以下、実施例を参照して本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例の記載に限定されない。
　本実施例及び比較例で用いた略称の内容を以下に示す。
　　ＰＡＡＨ：中和していないポリアクリル酸
　　ＰＡＡＬｉ：Ｌｉで中和したポリアクリル酸
　　ＰＡＡＮａ：Ｎａで中和したポリアクリル酸
　　ＳＢＲ：スチレン・ブタジエンゴム
　　ＣＭＣ：カルボキシメチルセルロースナトリウム塩
　　ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
　　ＢＰ：ビフェニル
　　ＮＡＰ：ナフタレン
　　ｏＴＰ：ｏ－ターフェニル
　　ＤｔＢＢＰ：４，４’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－２，２’－ビフェニル
　本実施例及び比較例における、各種物性の測定方法は、以下の通りである。
　（カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の固形分濃度）
　カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）（その質量をｗ１とする）を、熱風乾燥機中１５０℃で６０分間加熱処理して、加熱処理後の質量（その質量をｗ２とする）を測定した。固形分濃度（質量％）は、次式によって算出した。
　固形分濃度（質量％）＝（ｗ２／ｗ１）×１００
　（直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の固形分濃度）
　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の固形分濃度は、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）により測定した。具体的には、以下の手順で測定することができる。
　１）それぞれの負極の製造に用いた直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の濃度が異なる液体試料を複数準備し、後述する測定条件でガスクロマトグラフィ（ＧＣ）測定を行い、検量線を得た。
　２）次いで、測定対象となる負極合材層を、単位面積分、バイアル瓶に入れ、そこに直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な抽出溶媒１ｍＬを加えて、３０分間浸漬した。このバイアルを超音波洗浄機ＶＳ－Ｄ１００（アズワン製）にセットし、上記バイアルに２４ｋＨｚおよび３１ｋＨｚの複合周波を３分間照射した。
　３）得られた抽出溶媒をガスクロマトグラフィ（ＧＣ）にて分析し、前述の検量線と照合して抽出溶媒中の直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を定量した。
　ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）は、例えば以下の条件で行った。
　　測定装置名：Ａｇｉｌｅｎｔ　７８９０Ａ／５９７５Ｃ　ＧＣ／ＭＳＤ
　　カラム：Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｊ＆Ｗ　ＨＰ－５ＭＳ　長さ６０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ
　　加熱条件：４０℃（３分保持）－２０℃／分で昇温－３００℃（１４分保持）
　　キャリアガス：ヘリウム
　　検出器：ＭＳＤ（質量選択型検出器）
　４）このようにして定量された直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の量を、上記単位面積当たりの負極活物質の質量で除して、単位面積あたりの直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の固形分濃度を求めた。
　（負極容量、初回充放電効率）
　負極容量および初回充放電効率は、コインセルを用いて評価した。電極は、各実施例及び比較例で作製した直径１４．５ｍｍΦの負極と、直径１５ｍｍΦのリチウム箔からなる正極を用いた。電解液には、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒（体積比１：１混合）にＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解したものを用いた。セパレータは、直径１６ｍｍΦ、膜厚２５μｍのポリプロピレン多孔質膜を使用した。
　これらのコインセルを２５℃にて２４時間放置後、測定温度２５℃、０．０５Ｃで３Ｖになるまで定電流充電した。まず、コインセルを１０分放置後、０．００５Ｖになるまで定電流放電し、その後、０．０１Ｃになるまで定電圧放電を行った。次に放電後のコインセルを１０分放置後、０．０５Ｃ、ＣＣモードで１．２Ｖになるまで定電流充電を行った。当該充放電時の放電容量を負極へのリチウム挿入時容量、放電後に続いて実施した充電容量をリチウム脱離時容量とした。初回充放電効率は以下の式により算出した。
　初回充放電効率（％）＝　リチウム脱離時容量／リチウム挿入時容量＊１００
　（合材層　重量増加率）
　リチウムプレドープ前後の電極重量を秤量し、以下の式により、リチウムプレドープによる合材層の重量増加率を算出した。
　リチウムプレドープによる合材層の重量増加率＝
　（（リチウムプレドープ後の電極重量―集電体重量）－（リチウムプレドープ前の電極重量―集電体重量））／（リチウムプレドープ前の電極重量―集電体重量）＊１００
　（合材層　厚み増加率）
　リチウムプレドープ前後の電極厚みを測定し、以下式により、リチウムプレドープによる合材層の厚み増加率を算出した。
　リチウムプレドープによる合材層の厚み増加率＝
　（（リチウムプレドープ後の電極厚み―集電体厚み）－（リチウムプレドープ前の電極厚み―集電体厚み））／（リチウムプレドープ前の電極厚み―集電体厚み）＊１００
　〔実施例１〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液９３．６質量部（固形分０．０９モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は８．２％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液１２．２質量部（固形分１質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　＜負極へのリチウムプレドープ＞
　（リチウムおよび直鎖ポリフェニレンが溶解した溶液（ドープ液）の調製）
　アルゴン雰囲気下において、ＴＨＦ（和光純薬工業社製、脱酸素グレード）１７．７質量部に、ＢＰ１．５質量部と、金属リチウム（本城金属製）０．１５質量部を加え、２５℃で２時間撹拌することでリチウムドープ液を調製した。
　（負極へのリチウムプレドープ工程）
　当該溶液中に、上記方法で作製した負極を２５℃で１５分間浸漬し、この負極にリチウムをプレドープさせた。負極をドープ液から引き上げた後、負極に付着したドープ液を除去するために、当該負極をＴＨＦに１分間浸漬した。その後、当該負極を２５℃で５分間真空乾燥することで、ドープ負極を得た。
　前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例２〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例３〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化リチウム水溶液９２．２質量部（固形分０．０９モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度９０％のポリアクリル酸リチウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は７．１％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度９０％のポリアクリル酸リチウム水溶液１４．１質量部（固形分１質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例４〕
　＜負極の作製＞
　実施例３で調製した中和度９０％のポリアクリル酸リチウム水溶液１９．７質量部（固形分１．４質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例５〕
　＜負極の作製＞
　実施例３で調製した中和度９０％のポリアクリル酸リチウム水溶液２８．２質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例６〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化リチウム水溶液８７質量部（固形分０．０８５モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度８５％のポリアクリル酸リチウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は７．３％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度８５％のポリアクリル酸リチウム水溶液１９．３質量部（固形分１．４質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例７〕
　＜負極の作製＞
　実施例６で調製した中和度８５％のポリアクリル酸リチウム水溶液２７．５質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例８〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化リチウム水溶液７１．７質量部（固形分０．０７モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度７０％のポリアクリル酸リチウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は７．4％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度７０％のポリアクリル酸リチウム水溶液２７．２質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例９〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５２質量部（固形分０．０５モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度５０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は１０．９％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度５０％のポリアクリル酸リチウム水溶液１８．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例１０〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　＜負極へのリチウムプレドープ＞
　（リチウムおよび直鎖ポリフェニレンが溶解した溶液（ドープ液）の調製）
　アルゴン雰囲気下において、ＴＨＦ（和光純薬工業社製、脱酸素グレード）１７．７質量部に、ｏＴＰ０．９２質量部と、金属リチウム（本城金属製）０．０６７質量部を加え、２５℃で２時間撹拌することでリチウムドープ液を調製した。
　（負極へのリチウムプレドープ工程）
　当該溶液中に、上記方法で作製した負極を２５℃で１５分間浸漬し、この負極にリチウムをプレドープさせた。負極をドープ液から引き上げた後、負極に付着したドープ液を除去するために、当該負極をＴＨＦに１分間浸漬した。その後、当該負極を２５℃で５分間真空乾燥することで、ドープ負極を得た。
　前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例１１〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　＜負極へのリチウムプレドープ＞
　（リチウムおよび直鎖ポリフェニレンが溶解した溶液（ドープ液）の調製）
　アルゴン雰囲気下において、ＴＨＦ（和光純薬工業社製、脱酸素グレード）１７．７質量部に、ＤｔＢＢＰ１．１質量部と、金属リチウム（本城金属製）０．０６７質量部を加え、２５℃で２時間撹拌することでリチウムドープ液を調製した。
　（負極へのリチウムプレドープ工程）
　当該溶液中に、上記方法で作製した負極を２５℃で１５分間浸漬し、この負極にリチウムをプレドープさせた。負極をドープ液から引き上げた後、負極に付着したドープ液を除去するために、当該負極をＴＨＦに１分間浸漬した。その後、当該負極を２５℃で５分間真空乾燥することで、ドープ負極を得た。
　前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例１２〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は４０：６０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔実施例１３〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１０４質量部（固形分０．１モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度１００％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は７．２％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度１００％のポリアクリル酸リチウム水溶液２７．８質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表１に示す。
　〔比較例１〕
　＜負極の作製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）８質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　＜負極へのリチウムプレドープ＞
　（リチウムおよび多環芳香族化合物が溶解した溶液（ドープ液）の調製）
　アルゴン雰囲気下において、ＴＨＦ（和光純薬工業社製、脱酸素グレード）１７．７質量部に、ＮＡＰ０．５１質量部と、金属リチウム（本城金属製）０．０６７質量部を加え、２５℃で２時間撹拌することでリチウムドープ液を調製した。
　（負極へのリチウムプレドープ工程）
　当該溶液中に、上記方法で作製した負極を２５℃で１５分間浸漬し、この負極にリチウムをプレドープさせた。負極をドープ液から引き上げた後、負極に付着したドープ液を除去するために、当該負極をＴＨＦに１分間浸漬した。その後、当該負極を２５℃で５分間真空乾燥することで、ドープ負極を得た。
　前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例２〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、比較例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例３〕
　＜負極の作製＞
　比較例１と同様のポリアクリル酸水溶液８質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例４〕
　＜カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の調製＞
　ポリアクリル酸の２５％水溶液（和光純薬工業社製、分子量約１５万）２９．５質量部（固形分０．１モル）に、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液３１．２質量部（固形分０．０３モル）を撹拌しながら滴下することで、中和度３０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は１３．６％であった。
　＜負極の作製＞
　前記方法で調製した中和度３０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液１４．７質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例５〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液３６．６質量部（固形分３質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１６．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例６〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液７．３質量部（固形分０．６質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８．８質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例７〕
　＜負極の作製＞
　実施例１で調製した中和度９０％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液２４．３質量部（固形分２質量部）と、０．６質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１７．４質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は６０：４０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１５０℃、５分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
　〔比較例８〕
　＜負極の作製＞
　第１の負極結着剤であるＳＢＲ水溶液１質量部（固形分０．５質量部）及び第２の負極結着剤であるＣＭＣ２８．４質量部（固形分０．６質量部）と、０．７質量部の導電助剤アセチレンブラック（電気化学工業製、ＨＳ－１００）を、電池用コンパウンド攪拌機（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ハイビスミックス　モデル２Ｐ－０３）を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物（信越化学工業製、ＫＳＣ－１０６４）、炭素粒子（黒鉛：日立化成株式会社製、ＭＡＧＤ－２０）を合計１８．２質量部添加し、Ｈ２Ｏを加えてさらに混練を行って、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は２０：８０とした。
　この負極合材ペーストを、集電体としてのＣｕ箔（厚さ：１８μｍ）にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で１２０℃、３分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された負極が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は単位面積当たり４ｍｇ／ｃｍ２であった。
　負極へのリチウムプレドープは、実施例１と同様の方法で行った。前記方法で作製したドープ負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表１に示されるように、合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）とを負極合材層に含む負極を、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を含む溶液でプレドープして得た二次電池用負極を用いた実施例１～１３は、プレドープにより負極の重量および体積が増大しにくく、かつ、初回充放電効率も高かった。
　これに対し、表２に示されるように、多環芳香族化合物を含む溶液でプレドープして得られた負極を用いた比較例１および２は、プレドープにより負極の重量および体積が増大していた。
　また、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を含む溶液でプレドープしたものの、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量が４質量％以上１３質量％以下ではないか、または中和度５０％未満である比較例３～６は、初回充放電効率が高まりにくかった。
　また、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）を含む溶液でプレドープしたものの、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）以外の結着材を用いた比較例８は、プレドープにより負極の質量および体積が増大しにくかったものの、初回充放電効率が高まりにくかった。
　本出願は、２０１６年８月１８日出願の日本国出願番号２０１６－１６０７４８号に基づく優先権を主張する出願であり、当該出願の特許請求の範囲および明細書に記載された内容は本出願に援用される。
　本発明の非水電解質二次電池は、初回充放電効率が高く、エネルギー密度が高い。したがって、上記非水電解質二次電池は、各種用途に適用可能である。

Claims (15)

  1. 　アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有し、
    　前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、
    　前記負極合材層中の前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、かつ、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上であることを特徴とする非水電解質二次電池用負極。
  2. 　前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、以下の式（１）で表される構造を５０モル％以上含有することを特徴とする、請求項１に記載の非水電解質二次電池用負極。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋およびＮＨ４ ＋から選択される少なくとも１種のカチオンであり、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、Ｍ＋が異なる複数種の上記式（１）で表される構造を含有してもよい。）
  3. 　前記合金系材料（Ａ）は、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）で表されるケイ素酸化物である、請求項１または２に記載の非水電解質二次電池用負極。
  4. 　前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素により被覆されており、
    　前記被覆する炭素の質量は、前記負極合材層に含まれる前記ケイ素酸化物の全質量に対して２質量％以上５０質量％以下である、請求項３に記載の非水電解質二次電池用負極。
  5. 　前記炭素粒子（Ｂ）は、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素被覆黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも一種の黒鉛を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極。
  6. 　前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は９７％未満であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極。
  7. 　前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）は、ポリアクリル酸のリチウム塩またはポリアクリル酸のナトリウム塩を含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極。
  8. 　前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）は、ビフェニル、ターフェニルまたはその誘導体であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極。
  9. 　前記合金系材料（Ａ）は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用負極を有する、非水電解質二次電池。
  11. アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）とを少なくとも含み、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度が５０％以上である活物質含有層を、
    　直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）の存在下で前記合金系材料（Ａ）が吸蔵可能なアルカリ金属またはアルカリ土類金属と接触させて、負極合材層を得る工程を含み、
    　前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、
    　前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下である、
    　非水電解質二次電池用負極の製造方法。
  12. 　前記負極合材層を得る工程は、前記アルカリ金属または前記アルカリ土類金属および直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が溶解した溶液中に上記活物質含有層を浸漬させる工程であることを特徴とする、請求項１１に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
  13. 　前記得られた負極合材層を、前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒中に浸漬する工程をさらに含む、請求項１１または１２に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
  14. 　前記直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）が可溶な溶媒は、テトラヒドロフランであることを特徴とする、請求項１３に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
  15. 　正極、負極、および電解液を備え、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を含有する非水電解質二次電池であって、
    　前記負極は、前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料（Ａ）と、炭素粒子（Ｂ）と、カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）と、直鎖ポリフェニレン化合物（Ｄ）と、を少なくとも含む負極合材層を有し、
    　前記負極合材層に含まれる前記合金系材料（Ａ）および前記炭素粒子（Ｂ）の体積の合計を１００体積％としたときの、前記合金系材料（Ａ）の体積の割合は、１０体積％以上６０体積％未満であり、
    　前記負極合材層中の前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の量は、前記負極合材層の全質量に対して４質量％以上１３質量％以下であり、かつ、前記カルボン酸塩含有ポリマー（Ｃ）の中和度は５０％以上であり、
    　前記正極が有する正極活物質の容量から算出される前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属のモル量より、満充電時の負極に含まれる前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計モル量が多い、非水電解質二次電池。
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