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JP2000331686A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery

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Publication number
JP2000331686A
JP2000331686A JP11140623A JP14062399A JP2000331686A JP 2000331686 A JP2000331686 A JP 2000331686A JP 11140623 A JP11140623 A JP 11140623A JP 14062399 A JP14062399 A JP 14062399A JP 2000331686 A JP2000331686 A JP 2000331686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
electrolyte secondary
aqueous electrolyte
material layer
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP11140623A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Suzuki
克典 鈴木
Koji Higashimoto
晃二 東本
Kenji Hara
賢二 原
Tomohiro Iguchi
智博 井口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP11140623A priority Critical patent/JP2000331686A/en
Publication of JP2000331686A publication Critical patent/JP2000331686A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】マンガン酸リチウムを正極活物質に用いた非水
電解液二次電池において、サイクル寿命特性を向上させ
る。 【解決手段】正極活物質層や負極活物質層の表面に炭素
材料、金属粉末又は導電性セラミックなどからなる導電
性材料の層を設ける。そして、これらの導電性材料の層
を設けた正極板又は負極板を用いて、非水電解液二次電
池を作製する。
(57) [Problem] To improve cycle life characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium manganate as a positive electrode active material. A conductive material layer made of a carbon material, metal powder, conductive ceramic, or the like is provided on a surface of a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer. Then, a non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured using the positive electrode plate or the negative electrode plate provided with these conductive material layers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は正極活物質として、
マンガン酸リチウムを用いた非水電解液二次電池におけ
るサイクル寿命特性の改良に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positive electrode active material,
The present invention relates to improvement of cycle life characteristics in a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium manganate.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池に代表される非水電解
液二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを活か
して、主にVTRカメラやノートパソコン、携帯電話な
どのポータブル機器に使用されている。そして、近年は
電気自動車用又は電力貯蔵用を目的とした、大形リチウ
ム二次電池の研究開発が活発に行われている。
2. Description of the Related Art A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium secondary battery takes advantage of its high energy density and is mainly used in portable equipment such as VTR cameras, notebook computers, and mobile phones. I have. In recent years, research and development of large lithium secondary batteries for electric vehicles or for power storage have been actively conducted.

【0003】負極活物質に金属リチウムやリチウム合金
を用いる非水電解液二次電池は、充電時にデンドライト
状のリチウムが負極に析出し、セパレータを通して正極
と内部短絡を起こすなどの問題点があった。そこで、炭
素材料を負極用活物質として使用する、非水電解液二次
電池が開発されている。
A non-aqueous electrolyte secondary battery using metallic lithium or a lithium alloy as a negative electrode active material has a problem that during charging, dendritic lithium precipitates on the negative electrode and causes an internal short circuit with the positive electrode through the separator. . Therefore, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a carbon material as an active material for a negative electrode has been developed.

【0004】正極活物質にはコバルト酸リチウム(LiCo
O2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチ
ウム(LiMn2O4)等が一般的に用いられている。前記し
た各種の正極活物質と、黒鉛やカーボンブラックなどの
導電剤及びバインダなどを混合して混合物を作製し、該
混合物に溶媒を加えて混練してスラリーを作製する。そ
して、該スラリーをアルミニウム箔などの集電体に塗着
・乾燥して正極板を形成している。なお、結晶にスピネ
ル構造を有するマンガン酸リチウムは、コバルト酸リチ
ウムやニッケル酸リチウムに比べて熱的安定性に優れる
という特長がある。そして、マンガンはコバルトやニッ
ケルに比べて資源も豊富であり安価である。そこで、マ
ンガン酸リチウムを正極活物質に用いた非水電解液二次
電池は、上記した電気自動車用又は電力貯蔵用を目的と
する、大形のリチウム二次電池に適するものとして注目
されている。
The positive electrode active material is lithium cobalt oxide (LiCo).
O 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) and the like are generally used. A mixture is prepared by mixing the above-described various positive electrode active materials, a conductive agent such as graphite or carbon black, a binder, and the like, and a solvent is added to the mixture and kneaded to prepare a slurry. Then, the slurry is applied to a current collector such as an aluminum foil and dried to form a positive electrode plate. Note that lithium manganate having a spinel structure in the crystal has a feature of being superior in thermal stability as compared with lithium cobaltate and lithium nickelate. Manganese is richer in resources and cheaper than cobalt and nickel. Therefore, non-aqueous electrolyte secondary batteries using lithium manganate as a positive electrode active material have been receiving attention as being suitable for large-sized lithium secondary batteries for the purpose of electric vehicles or power storage described above. .

【0005】しかしながら、前記したマンガン酸リチウ
ムを用いた非水電解液二次電池は、充放電サイクルの進
行や長期間の放置によって放電容量が低下するという問
題点がある。この原因として、充放電によるリチウムイ
オンの脱離・挿入に伴い、マンガン酸リチウムの結晶が
膨張・収縮を繰り返すことや、マンガンイオンの溶出な
どによって、正極活物質層内の集電特性が低下するなど
の理由が考えられている。そして、前記した黒鉛やカー
ボンブラックなどの導電剤の添加のみでは、この問題点
の解決が難しいことが明らかになってきた。
[0005] However, the nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium manganate has a problem that the discharge capacity is reduced due to the progress of the charge / discharge cycle and the long-term storage. The reason for this is that the lithium manganate crystal repeatedly expands and contracts due to the desorption / insertion of lithium ions due to charge and discharge, and the elution of manganese ions causes the current collection characteristics in the positive electrode active material layer to deteriorate. Such reasons are considered. It has become clear that it is difficult to solve this problem only by adding a conductive agent such as graphite or carbon black.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、正極活物質
としてマンガン酸リチウムを用いた非水電解液二次電池
において、充放電サイクル特性を向上させることを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the charge / discharge cycle characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium manganate as a positive electrode active material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために、第一の発明では、放電、充電によりリチウム
を吸蔵、放出が可能なマンガン酸リチウム、導電材及び
結着剤を正極活物質層に用い、放電、充電によりリチウ
ムを放出、吸蔵が可能な炭素材料及び結着剤を負極活物
質層に用いた非水電解液二次電池において、前記正極活
物質層又は前記負極活物質層の少なくとも一方の表面
に、導電性材料の層を設けることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, in the first invention, lithium manganate capable of occluding and releasing lithium by discharging and charging, a conductive material and a binder are used as a positive electrode. In a non-aqueous electrolyte secondary battery using a carbon material and a binder capable of releasing and occluding lithium by discharging and charging and discharging lithium by using the material layer for the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer or the negative electrode active material A layer of a conductive material is provided on at least one surface of the layer.

【0008】第二の発明では、前記導電性材料として炭
素粉末を用いることを特徴とし、第三の発明では、前記
炭素粉末として繊維状炭素又はグラファイトを用いるこ
とを特徴としている。
The second invention is characterized in that carbon powder is used as the conductive material, and the third invention is characterized in that fibrous carbon or graphite is used as the carbon powder.

【0009】第四の発明では、前記導電性材料として金
属粉末を用いることを特徴とし、第五の発明では、前記
金属粉末が銀、酸化スズ、アンチモン、ニッケル、アル
ミニウムのいずれかの粉末を含んでいることを特徴とし
ている。
A fourth invention is characterized in that a metal powder is used as the conductive material. In the fifth invention, the metal powder contains any one of silver, tin oxide, antimony, nickel and aluminum. It is characterized by being in.

【0010】第六の発明では、前記導電性材料として、
導電性セラミック繊維を用いることを特徴としている。
In a sixth aspect, the conductive material includes:
It is characterized by using conductive ceramic fibers.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解液二
次電池について、図1を用いて具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be specifically described with reference to FIG.

【0012】1.正極の作製 正極は、厚さ20μmの正極集電体1(アルミニウム箔)と
正極活物質層2で構成される(図1)。平均粒径が20μm
のマンガン酸リチウム(LiMn2O4)の粉末、炭素粉末及
びバインダーであるポリフッ化ビニリデン(商品名:KF
#1120、呉羽化学工業(株)製、以下PVDFと略す)
とを重量比80:12:8の配合で混合して混合粉末を作製
する。
1. Preparation of Positive Electrode The positive electrode is composed of a positive electrode current collector 1 (aluminum foil) having a thickness of 20 μm and a positive electrode active material layer 2 (FIG. 1). Average particle size is 20μm
Lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) powder, carbon powder and binder polyvinylidene fluoride (trade name: KF
# 1120, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter abbreviated as PVDF)
Are mixed at a weight ratio of 80: 12: 8 to produce a mixed powder.

【0013】前記した混合粉末に、分散溶媒となるN-
メチル-2-ピロリドン(以下、NMPと略す)を適量加え
て十分に混練してスラリーにする。このスラリーをロー
ル toロールの転写によってアルミニウム箔の両面に
塗着して乾燥して正極板を作製する。
The above mixed powder is mixed with N-
An appropriate amount of methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) is added and sufficiently kneaded to form a slurry. This slurry is applied on both sides of an aluminum foil by roll-to-roll transfer and dried to produce a positive electrode plate.

【0014】本発明は、正極活物質層の表面に導電性材
料の層を設けたものである。すなわち、後述する各種の
導電性材料とPVDFとを重量比97:3の配合で混合し
た後、NMPを適量加えて十分に混練、分散させてスラ
リーにする。ロールコータを用いて、このスラリーを前
記した正極板の活物質層の表面に塗布して乾燥させ、約
5μmの導電性材料の層を形成する。
In the present invention, a conductive material layer is provided on the surface of the positive electrode active material layer. That is, after mixing various conductive materials described below and PVDF in a weight ratio of 97: 3, an appropriate amount of NMP is added, and the mixture is sufficiently kneaded and dispersed to form a slurry. Using a roll coater, apply this slurry to the surface of the active material layer of the positive electrode plate described above and dry it.
Form a 5 μm layer of conductive material.

【0015】前記した、表面に導電性材料の層を有しな
い従来の正極板、又は導電性材料の層を有する本発明の
正極板は、ロ−ルプレス機でプレス(80℃〜120℃に加
熱したロールを使用、0.2〜0.5kgf/cmの圧力でプレ
ス)し、正極活物質層の密度が約2g/cm3になるまで圧縮
した。その後、幅が50mm、長さが450mmに切断して短冊
状の正極を作製した。
The above-described conventional positive electrode plate having no conductive material layer on its surface or the positive electrode plate of the present invention having a conductive material layer is pressed by a roll press (heated to 80 to 120 ° C.). The pressed roll was pressed at a pressure of 0.2 to 0.5 kgf / cm), and compressed until the density of the positive electrode active material layer became about 2 g / cm 3 . Thereafter, the resultant was cut into a width of 50 mm and a length of 450 mm to produce a strip-shaped positive electrode.

【0016】2.負極の作製 負極活物質の炭素材料としてリチウムイオンの吸蔵、放
出が可能な平均粒径20μmの非晶質炭素(商標名:カー
ボトロンP、呉羽化学工業株式会社製)、バインダーと
してPVDFを用いた。この非晶質炭素及びPVDFを
重量比で90:10となるように混合する。そして、この粉
末に分散溶媒となるNMPを適量加えて十分に混練して
スラリーにする。このスラリーをロール to ロールの
転写により、厚さ15μmの銅箔の両面に塗着して乾燥す
る。
2. Production of Negative Electrode Amorphous carbon (trade name: Carbotron P, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle diameter of 20 μm capable of occluding and releasing lithium ions was used as a carbon material of the negative electrode active material, and PVDF was used as a binder. The amorphous carbon and PVDF are mixed so that the weight ratio becomes 90:10. Then, an appropriate amount of NMP as a dispersion solvent is added to this powder, and the mixture is sufficiently kneaded to form a slurry. This slurry is applied to both sides of a copper foil having a thickness of 15 μm by roll-to-roll transfer and dried.

【0017】本発明は、負極活物質層の表面に導電性材
料の層を設けたものである。すなわち、後述する各種の
導電性材料とPVDFとを重量比97:3の配合で混合し
た後、NMPを適量加えて十分に混練してスラリーにす
る。ロールコータを用いて、このスラリーを前記した負
極板の活物質層の表面に塗布して乾燥させ、約5μmの導
電性材料の層を形成する。
In the present invention, a conductive material layer is provided on the surface of the negative electrode active material layer. That is, after mixing various conductive materials described below and PVDF in a weight ratio of 97: 3, an appropriate amount of NMP is added and sufficiently kneaded to form a slurry. Using a roll coater, the slurry is applied to the surface of the active material layer of the negative electrode plate and dried to form a layer of a conductive material of about 5 μm.

【0018】前記した、表面に導電性材料の層を有しな
い従来の負極板、又は導電性材料の層を有する本発明の
負極板は、ロ−ルプレス機でプレス(80℃〜120℃に加
熱したロールを使用、0.2〜0.5kgf/cmの圧力でプレ
ス)し、負極活物質層の密度が約0.8g/cm3になるまで圧
縮した。その後、幅が55mm、長さが500mmの短冊状に切
断して負極を作製した。
The above-mentioned conventional negative electrode plate having no conductive material layer on its surface or the negative electrode plate of the present invention having a conductive material layer is pressed by a roll press (heated to 80 to 120 ° C.). The pressed roll was pressed at a pressure of 0.2 to 0.5 kgf / cm) and compressed until the density of the negative electrode active material layer became about 0.8 g / cm 3 . Thereafter, the resultant was cut into a strip having a width of 55 mm and a length of 500 mm to produce a negative electrode.

【0019】3.電解液の作製 本発明では、非水溶媒に電解質を溶解させた非水電解液
を用いた。本発明で用いた非水電解液はエチレンカーボ
ネートとジメチルカーボネートを体積比で1:2に混合
した混合溶媒に、電解質としてLiPF6を1mol/l溶解させ
たものである。
3. Preparation of Electrolyte Solution In the present invention, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent was used. The non-aqueous electrolyte used in the present invention is obtained by dissolving 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte in a mixed solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 2.

【0020】前記した非水溶媒としては、プロピレンカ
ーボネイト、ブチレンカーボネイト、γ―ブチロラクト
ン、アセトニトリル、スルホラン、1,2−ヂメトキシ
エタン、1,3−ヂメトキシプロパン、ヂメチルエーテ
ル、テトラヒドロプラン、2−メチルテトラヒドロプラ
ン、炭酸ヂメチル、炭酸ジエチル、及びエチルメチルカ
ーボネイトなどが使用できる。
Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, sulfolane, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydroplan, Methyltetrahydroplan, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and the like can be used.

【0021】また、前記電解質としては、過塩素酸リチ
ウム(LiClO4)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フ
ッ化ヒ素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスル
ホン酸リチウム(LiCF3SO3)などが使用できる。
The electrolyte includes lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and the like. Can be used.

【0022】4.電池の作製 得られた正極板、負極板にタブ端子を超音波溶接法で取
り付けた後、帯状のセパレータ5を介してこれらを捲回
して捲回物を作製し、該捲回物を電池缶6に挿入する。
セパレータ5は、厚さが25μm、幅が58mm、長さが550mm
の微多孔性のポリエチレン製フィルムである。そして負
極集電体3に予め溶接しておいた負極タブ端子(図な
し)を、ニッケルメッキした電池缶6に溶接する。そし
て、正極タブ端子8を正極キャップ7に抵抗溶接する。次
に、前記した電解液を、電池缶6内に4ml注入する。正極
キャップ7を電池缶の上部に配置させ、絶縁性のガスケ
ット9を介して電池缶6の上部をかしめて密閉し、高さ65
mm、直径18mmの円筒形リチウムイオン二次電池を作製し
た。ここで、正極キャップ7内には、電池内部の圧力上
昇に応じて作動する電流遮断機構(圧力スイッチ)と、
前記電流遮断機構よりも高い圧力で作動する安全弁機構
が組み込まれている。本実施例では、作動圧が9kgf/cm2
の電流遮断機構と、作動圧が20kgf/cm2の安全弁機構を
用いた。
4. Production of Battery After tab terminals were attached to the obtained positive electrode plate and negative electrode plate by an ultrasonic welding method, these were wound through a band-shaped separator 5 to produce a wound product, and the wound product was used as a battery can. Insert into 6.
Separator 5 has a thickness of 25 μm, a width of 58 mm, and a length of 550 mm
Is a microporous polyethylene film. Then, the negative electrode tab terminal (not shown) welded to the negative electrode current collector 3 in advance is welded to the nickel-plated battery can 6. Then, the positive electrode tab terminal 8 is resistance-welded to the positive electrode cap 7. Next, 4 ml of the above-described electrolytic solution is injected into the battery can 6. Place the positive electrode cap 7 on the upper part of the battery can, caulk the upper part of the battery can 6 through the insulating gasket 9 and seal it,
A cylindrical lithium ion secondary battery having a diameter of 18 mm and a diameter of 18 mm was produced. Here, in the positive electrode cap 7, a current cutoff mechanism (pressure switch) that operates in response to a pressure increase inside the battery,
A safety valve mechanism that operates at a higher pressure than the current interruption mechanism is incorporated. In this embodiment, the operating pressure is 9 kgf / cm 2
And a safety valve mechanism with an operating pressure of 20 kgf / cm 2 .

【0023】5.充放電サイクル寿命試験 作製した有機電解液二次電池は、下記の条件で充放電サ
イクル試験をした。そして、初期の放電容量と500サイ
クル後の放電容量を比較した。
5. Charge / discharge cycle life test The prepared organic electrolyte secondary battery was subjected to a charge / discharge cycle test under the following conditions. Then, the initial discharge capacity and the discharge capacity after 500 cycles were compared.

【0024】充電条件:4.2V(定電圧充電)、500mA
(制限電流)、3h、50℃ 放電条件:300mA(定電流放電)、放電終止電圧2.6V、5
0℃ 充電、放電の間に、休止時間を10分間設けた。
Charge condition: 4.2V (constant voltage charge), 500mA
(Limit current), 3h, 50 ° C Discharge condition: 300mA (constant current discharge), Discharge end voltage 2.6V, 5
A pause time of 10 minutes was provided between charging and discharging at 0 ° C.

【0025】[0025]

【実施例】(比較例1)上記した表面に導電性材料の層
を有しない従来の正極板と、表面に導電性材料の層を有
しない従来の負極板とを用いて非水電解液二次電池を作
製した。その他の非水電解液二次電池の作製条件や充放
電試験条件等は上記したものである。
(Comparative Example 1) A non-aqueous electrolyte solution was prepared by using a conventional positive electrode plate having no conductive material layer on its surface and a conventional negative electrode plate having no conductive material layer on its surface. A secondary battery was manufactured. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0026】(実施例1)正極活物質層の表面に、炭素
粉末を用いて導電性材料の層を形成した。なお、炭素粉
末として、繊維状炭素である気相成長炭素材を用いた。
この導電性材料の層を有する正極板と、導電性材料の層
を有しない従来の負極板とを用いて非水電解液二次電池
を作製した。その他の非水電解液二次電池の作製条件や
充放電試験条件等は上記したものである。
Example 1 A layer of a conductive material was formed on the surface of a positive electrode active material layer using carbon powder. Note that a vapor-grown carbon material that was fibrous carbon was used as the carbon powder.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using the positive electrode plate having the conductive material layer and the conventional negative electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0027】(実施例2)正極活物質層の表面に、銀粉
を用いて導電性材料の層を形成した。この正極板と、導
電性材料の層を有しない従来の負極板とを用いて非水電
解液二次電池を作製した。その他の非水電解液二次電池
の作製条件や充放電試験条件等は上記したものである。
Example 2 A conductive material layer was formed on the surface of the positive electrode active material layer using silver powder. A non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated using this positive electrode plate and a conventional negative electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0028】(実施例3)正極活物質層の表面に、導電
性セラミック繊維を用いて導電性材料の層を形成した。
なお、導電性セラミック繊維は、セラミック繊維の1種
類であるチタン酸カリウムウィスカの表面をグラファイ
トで被覆したものである。この導電性材料の層を有する
正極板と、導電性材料の層を有しない従来の負極板とを
用いて非水電解液二次電池を作製した。その他の非水電
解液二次電池の作製条件や充放電試験条件等は上記した
ものである。
Example 3 A conductive material layer was formed on the surface of the positive electrode active material layer using conductive ceramic fibers.
The conductive ceramic fiber is obtained by coating the surface of a potassium titanate whisker, which is one type of ceramic fiber, with graphite. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using the positive electrode plate having the conductive material layer and the conventional negative electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0029】作製した非水電解液二次電池について、初
期の放電容量及び500サイクル試験後の放電容量を表1
に示す。表1に示されるように、本発明を用いることに
よりサイクル寿命特性が大幅に向上している。この理由
は、本発明を用いることにより正極表面の電極反応が均
一になったためと考えられる。
Table 1 shows the initial discharge capacity and the discharge capacity after the 500 cycle test of the produced non-aqueous electrolyte secondary battery.
Shown in As shown in Table 1, the use of the present invention significantly improved the cycle life characteristics. The reason is considered to be that the use of the present invention made the electrode reaction on the positive electrode surface uniform.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】(実施例4)負極活物質層の表面に、前記
した気相成長炭素材を用いて導電性材料の層を形成し
た。この負極板と、導電性材料の層を有しない従来の正
極板とを用いて非水電解液二次電池を作製した。その他
の非水電解液二次電池の作製条件や充放電試験条件等は
上記したものである。
(Example 4) A layer of a conductive material was formed on the surface of the negative electrode active material layer using the above-described vapor-grown carbon material. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using this negative electrode plate and a conventional positive electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0032】(実施例5)負極活物質層の表面に、銀粉
を用いて導電性材料の層を形成した。この負極板と、導
電性材料の層を有しない従来の正極板とを用いて非水電
解液二次電池を作製した。その他の非水電解液二次電池
の作製条件や充放電試験条件等は上記したものである。
Example 5 A conductive material layer was formed on the surface of a negative electrode active material layer using silver powder. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using this negative electrode plate and a conventional positive electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0033】(実施例6)負極活物質層の表面に、上記
した導電性セラミック繊維を用いて導電性材料の層を形
成した。この負極板と、導電性材料の層を有しない従来
の正極板とを用いて非水電解液二次電池を作製した。そ
の他の非水電解液二次電池の作製条件や充放電試験条件
等は上記したものである。
Example 6 A conductive material layer was formed on the surface of the negative electrode active material layer by using the above-described conductive ceramic fiber. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using this negative electrode plate and a conventional positive electrode plate having no conductive material layer. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0034】作製した非水電解液二次電池について、初
期の放電容量及び500サイクル試験後の放電容量を表2
に示す。表2に示されるように、本発明を用いることに
よりサイクル寿命特性が大幅に向上している。この理由
は、本発明を用いることにより負極表面の電極反応が均
一になったためと考えられる。
Table 2 shows the initial discharge capacity and the discharge capacity after the 500 cycle test of the produced non-aqueous electrolyte secondary battery.
Shown in As shown in Table 2, the use of the present invention significantly improved the cycle life characteristics. This is considered to be because the electrode reaction on the negative electrode surface became uniform by using the present invention.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】(実施例7)正極活物質層及び負極活物質
層の表面に、前記した気相成長炭素材を用いて導電性材
料の層を形成した。この正極板及び負極板を用いて非水
電解液二次電池を作製した。その他の非水電解液二次電
池の作製条件や充放電試験条件等は上記したものであ
る。
Example 7 A layer of a conductive material was formed on the surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer using the above-described vapor-grown carbon material. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using the positive electrode plate and the negative electrode plate. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0037】(実施例8)正極活物質層及び負極活物質
層の表面に、銀粉を用いて導電性材料の層を形成した。
この正極板及び負極板を用いて非水電解液二次電池を作
製した。その他の非水電解液二次電池の作製条件や充放
電試験条件等は上記したものである。
Example 8 A conductive material layer was formed on the surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer using silver powder.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using the positive electrode plate and the negative electrode plate. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0038】(実施例9)正極活物質層及び負極活物質
層の表面に、上記した導電性セラミック繊維を用いて導
電性材料の層を形成した。この正極板及び負極板を用い
て非水電解液二次電池を作製した。その他の非水電解液
二次電池の作製条件や充放電試験条件等は上記したもの
である。
Example 9 A layer of a conductive material was formed on the surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer using the conductive ceramic fibers described above. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured using the positive electrode plate and the negative electrode plate. The other conditions for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the conditions for the charge / discharge test are as described above.

【0039】作製した非水電解液二次電池について、初
期の放電容量及び500サイクル試験後の放電容量を表3
に示す。表3に示されるように、本発明を用いることに
よりサイクル寿命特性が大幅に向上している。
Table 3 shows the initial discharge capacity and the discharge capacity after the 500 cycle test of the manufactured non-aqueous electrolyte secondary battery.
Shown in As shown in Table 3, the cycle life characteristics are significantly improved by using the present invention.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】なお、炭素粉末としてグラファイトを用い
た場合や、金属粉末として酸化スズ、アンチモン、ニッ
ケル又はアルミニウムなどの粉末を用いた場合でも同様
の効果が得られた。
Similar effects were obtained when graphite was used as the carbon powder or when tin powder, antimony, nickel or aluminum was used as the metal powder.

【0042】また、セラミック繊維の1種類であるチタ
ン酸カリウムウィスカの代わりガラス繊維を用い、その
表面をグラファイトを被覆した導電性材料を用いた場合
でも同様の効果が得られた。また、チタン酸カリウムウ
ィスカやガラス繊維の表面を銀で被覆した導電性材料を
用いた場合でも同様の効果が得られた。
Similar effects were obtained when glass fibers were used instead of potassium titanate whiskers, which is one type of ceramic fibers, and a conductive material whose surface was coated with graphite was used. Similar effects were obtained even when a conductive material in which the surface of a potassium titanate whisker or glass fiber was coated with silver was used.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は、放電、充電によりリチウムを
吸蔵、放出が可能なマンガン酸リチウムを活物質として
用いる非水電解液二次電池において、正極活物質層や負
極活物質層の表面に導電性材料の層を設けるものであ
る。本発明を用いることにより、サイクル寿命特性の向
上した非水電解液二次電池が得られる。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium manganate as an active material, which can occlude and release lithium by discharging and charging, in the surface of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. A layer of a conductive material is provided. By using the present invention, a nonaqueous electrolyte secondary battery having improved cycle life characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施した円筒形リチウムイオン二次電
池の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a cylindrical lithium ion secondary battery embodying the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:正極集電体、2:正極活物質層、3:負極集電体、
4:負極活物質層、5:セパレータ、6:電池缶、7:
正極キャップ、8:正極タブ端子、9:ガスケット
1: positive electrode current collector, 2: positive electrode active material layer, 3: negative electrode current collector,
4: negative electrode active material layer, 5: separator, 6: battery can, 7:
Positive electrode cap, 8: positive electrode tab terminal, 9: gasket

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 智博 東京都中央区日本橋本町2丁目8番7号 新神戸電機株式会社内 Fターム(参考) 5H003 AA04 AA10 BA07 BB01 BB02 BB05 BB11 BB15 BC01 BC02 BC05 5H014 AA02 BB08 CC01 EE05 EE07 EE10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tomohiro Iguchi 2-8-7 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo F-term in Shin-Kobe Electric Co., Ltd. 5H003 AA04 AA10 BA07 BB01 BB02 BB05 BB11 BB15 BC01 BC02 BC05 5H014 AA02 BB08 CC01 EE05 EE07 EE10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放電、充電によりリチウムを吸蔵、放出が
可能なマンガン酸リチウム、導電材及び結着剤を正極活
物質層に用い、放電、充電によりリチウムを放出、吸蔵
が可能な炭素材料及び結着剤を負極活物質層に用いた非
水電解液二次電池において、前記正極活物質層又は前記
負極活物質層の少なくとも一方の表面に、導電性材料の
層を設けることを特徴とする非水電解液二次電池。
1. A carbon material capable of releasing and occluding lithium by discharging and charging lithium lithium manganate, a conductive material and a binder capable of occluding and releasing lithium by discharging and charging. In a nonaqueous electrolyte secondary battery using a binder for a negative electrode active material layer, a layer of a conductive material is provided on at least one surface of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. Non-aqueous electrolyte secondary battery.
【請求項2】前記導電性材料として、炭素粉末を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の非水電解液二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein carbon powder is used as said conductive material.
【請求項3】前記炭素粉末として、繊維状炭素又はグラ
ファイトを用いることを特徴とする請求項2記載の非水
電解液二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein fibrous carbon or graphite is used as said carbon powder.
【請求項4】前記導電性材料として、金属粉末を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の非水電解液二次電池。
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a metal powder is used as said conductive material.
【請求項5】前記金属粉末が、銀、酸化スズ、アンチモ
ン、ニッケル、アルミニウムのいずれかの粉末を含んで
いることを特徴とする請求項4記載の非水電解液二次電
池。
5. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 4, wherein the metal powder contains any one of silver, tin oxide, antimony, nickel and aluminum.
【請求項6】前記導電性材料として、導電性セラミック
繊維を用いることを特徴とする請求項1記載の非水電解
液二次電池。
6. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a conductive ceramic fiber is used as the conductive material.
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