JP2015197975A - Secondary battery negative electrode and method for manufacturing the same, and secondary battery using the secondary battery negative electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は非水電解液二次電池に関する発明である。更に詳細には、リチウム二次電池あるいはリチウムイオン二次電池に関し、特に、二次電池の充放電サイクル寿命、容量保持特性および抵抗上昇の問題を改善することのできる二次電池用負極およびその製造方法、およびそれを用いた非水電解液二次電池に関するものである。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the present invention relates to a lithium secondary battery or a lithium ion secondary battery, and in particular, a secondary battery negative electrode capable of improving the problems of charge / discharge cycle life, capacity retention characteristics, and resistance increase of the secondary battery, and its manufacture. The present invention relates to a method and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the method.
負極に炭素材料、酸化物、リチウム合金またはリチウム金属を用い、正極にリチウム含有遷移金属複合酸化物を用い、更に鎖状又は環状のカーボネート系の溶媒を含んだ電解液を有する非水電解液リチウムイオンまたはリチウム二次電池は、高いエネルギー密度を実現できることから携帯電話、ノートパソコン用などの電源として注目されている。また最近では、出力特性の向上、保存特性などの長期信頼性の向上によりハイブリッド自動車(HEV)などのモーター駆動の電源としても注目されている。これらの二次電池においては、負極表面と前記溶媒分子との反応を抑制する目的で、電解液中に複数の添加剤を加え、充放電過程の電気化学反応を利用し、負極表面に添加剤由来の保護皮膜(又は被膜、SEI)と呼ばれる膜を形成し二次電池の基本特性や信頼性を向上させることが知られている。この皮膜は、充放電効率、サイクル寿命、安全性に大きな影響を及ぼすことから電池の高性能化には負極表面の皮膜の形成・制御が不可欠であることが知られ、皮膜形成添加剤を電解液に用いた二次電池は非常に優れた電池特性を示す。 Non-aqueous electrolyte lithium which uses carbon material, oxide, lithium alloy or lithium metal for negative electrode, uses lithium-containing transition metal composite oxide for positive electrode, and further has electrolyte containing chain or cyclic carbonate solvent Ion or lithium secondary batteries are attracting attention as power sources for mobile phones and laptop computers because they can achieve high energy density. Recently, attention has also been paid to a power source for driving a motor such as a hybrid vehicle (HEV) by improving output characteristics and long-term reliability such as storage characteristics. In these secondary batteries, for the purpose of suppressing the reaction between the negative electrode surface and the solvent molecules, a plurality of additives are added to the electrolytic solution, and an electrochemical reaction in the charge / discharge process is used to add the additives to the negative electrode surface. It is known to improve the basic characteristics and reliability of a secondary battery by forming a film called a protective film (or coating, SEI). This coating has a significant effect on charge and discharge efficiency, cycle life, and safety, so it is known that formation and control of the coating on the negative electrode surface is indispensable for improving battery performance. The secondary battery used for the liquid exhibits very excellent battery characteristics.
しかしながら、次のような課題も有していた。電解液に皮膜形成添加剤を添加すると、電解液は負極だけでなく正極にも接触するため、正極表面での酸化分解により添加剤の分解物が発生する。添加剤の分解物が電解液に溶出することによって、電解液の粘性が上昇しイオン伝導度が低下するため、電池特性が低下する。また、充放電過程での皮膜形成後も、電解液中の添加剤はすべて消費されずに残存するため、充放電の繰り返しにより新たな皮膜が成長し、負極の内部抵抗が上昇し電池特性が低下する。さらに、皮膜形成添加剤は一般的に反応性が高く、電解液中での保存安定性が悪いという課題もあった。 However, it has the following problems. When a film-forming additive is added to the electrolytic solution, the electrolytic solution contacts not only the negative electrode but also the positive electrode, so that a decomposition product of the additive is generated by oxidative decomposition on the positive electrode surface. When the decomposition product of the additive is eluted into the electrolytic solution, the viscosity of the electrolytic solution is increased and the ionic conductivity is decreased, so that the battery characteristics are deteriorated. In addition, all the additives in the electrolytic solution remain without being consumed even after the film is formed in the charge / discharge process, so that a new film grows by repeated charge / discharge, the internal resistance of the negative electrode increases, and the battery characteristics are improved. descend. Furthermore, the film-forming additive is generally highly reactive and has a problem of poor storage stability in the electrolytic solution.
この課題に対する解決方法として、特許文献1に示すように、負極スラリー中に0.5〜20質量%の皮膜形成添加剤を添加し、このスラリーを使用して製造した負極電極を非水電解溶媒中で充放電することで負極表面にSEI膜を形成することにより、皮膜形成後に非水電解液に残存する添加剤が低減可能な電極の製造方法が知られている。また、特許文献2には、リチウム二次電池用負極活物質スラリー組成物に、電池を充放電する時に負極に固体電解質界面層を形成させることができる添加剤を添加することにより、初充電時にガス発生を抑制できることが記載されている。
As a solution to this problem, as shown in Patent Document 1, 0.5 to 20% by mass of a film forming additive is added to the negative electrode slurry, and the negative electrode manufactured using this slurry is converted into a nonaqueous electrolytic solvent. A method for producing an electrode is known in which an SEI film is formed on the surface of a negative electrode by charging and discharging in the inside, whereby an additive remaining in a nonaqueous electrolytic solution can be reduced after the film is formed. In addition,
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載されるように負極スラリーに皮膜形成添加剤を添加して電極を製造した場合、皮膜形成添加剤として使用する化合物、またその添加量によっては、電解液に添加剤が溶け出し、上述の電池特性低下の原因となりうる。また、皮膜形成添加剤によっては、スラリーの分散状態が変化し、スラリー製造時にダマができたり分離したりと不均一なスラリーになり、均一な負極を作製することができないという問題があった。さらに、多量の添加剤が結着剤に付着した場合、結着効果が弱まり、負極と集電体の密着性が低下しサイクル寿命の低下や容量劣化につながるという問題があった。
However, as described in Patent Document 1 and
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池の負極表面および表面近傍を皮膜により制御し、電解液溶媒の分解を抑制する技術を提供することにある。また、本発明の別の目的は、二次電池のサイクル寿命や容量保存特性を向上させる技術を提供することにある。また、本発明の別の目的は、抵抗上昇を抑制する特性に優れた非水電解液二次電池を提供することである。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to control the negative electrode surface of a secondary battery, and the surface vicinity by a membrane | film | coat, and to provide the technique which suppresses decomposition | disassembly of electrolyte solution solvent. Another object of the present invention is to provide a technique for improving the cycle life and capacity storage characteristics of a secondary battery. Another object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in characteristics for suppressing an increase in resistance.
本発明の一態様は、下記式(1)または式(2)で表されるビニルエーテル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする二次電池用負極に関する。 One aspect of the present invention relates to a negative electrode for a secondary battery, comprising at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds represented by the following formula (1) or formula (2).
本発明によれば、サイクル特性の低下および内部抵抗の上昇が抑制された非水電解液二次電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the non-aqueous-electrolyte secondary battery in which the fall of cycling characteristics and the raise of internal resistance were suppressed can be provided.
以下、本発明の電極およびこの電極を使用することができる二次電池の例を構成要素ごとに説明する。 Hereinafter, examples of the electrode of the present invention and a secondary battery in which this electrode can be used will be described for each component.
[1]負極
・負極活物質層
負極は、例えば負極活物質が負極用結着剤によって負極集電体に結着されて構成される。本実施形態における負極活物質は、リチウムの吸蔵及び放出が可能なものであれば、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。負極は、集電体上に負極活物質層を設けて構成されたものを用いる。
[1] Negative Electrode / Negative Electrode Active Material Layer The negative electrode is configured, for example, by binding a negative electrode active material to a negative electrode current collector with a negative electrode binder. As long as the negative electrode active material in this embodiment can occlude and release lithium, any material can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The negative electrode is formed by providing a negative electrode active material layer on a current collector.
負極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵放出が可能な材料であれば他に制限は無く、公知の負極活物質を任意に用いることができる。例えば、コークス、アセチレンブラック、メゾフェーズマイクロビーズ、グラファイト等の炭素質材料;リチウム金属;リチウム−シリコン、リチウム−スズ等のリチウム合金、チタン酸リチウムなどを使用することが好ましい。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素質材料を使用するのが最も好ましい。なお、負極活物質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of occluding and releasing lithium ions, and a known negative electrode active material can be arbitrarily used. For example, carbonaceous materials such as coke, acetylene black, mesophase microbeads, and graphite; lithium metal; lithium alloys such as lithium-silicon and lithium-tin, and lithium titanate are preferably used. Among these, it is most preferable to use a carbonaceous material in terms of good cycle characteristics and safety and excellent continuous charge characteristics. In addition, a negative electrode active material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
さらに、負極活物質の粒径は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、初期効率、レ−ト特性、サイクル特性等の電池特性が優れる点で、通常1μm以上、好ましくは15μm以上であり、通常50μm以下、好ましくは30μm以下程度である。また、例えば、上記の炭素質材料をピッチ等の有機物で被覆した後で焼成したもの、CVD法等を用いて表面に上記炭素質材料よりも非晶質の炭素を形成したものなども、炭素質材料として好適に使用することができる。ここで、被覆に用いる有機物としては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ;乾留液化油等の石炭系重質油;常圧残油、減圧残油等の直留系重質油;原油、ナフサ等の熱分解時に副生する分解系重質油(例えばエチレンヘビーエンド)等の石油系重質油が挙げられる。また、これらの重質油を200〜400℃で蒸留して得られた固体状残渣物を、1〜100μmに粉砕したものも使用することができる。さらに塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂なども使用することができる。負極活物質層は、例えば、上述の負極活物質をロール成形してシート電極としたり、圧縮成形によりペレット電極としたりすることも可能であるが、通常は、正極活物質層の場合と同様に、上述の負極活物質と、結着剤と、必要に応じて各種の助剤等とを、溶媒でスラリー化してなる塗布液を、集電体に塗布し、乾燥することにより製造することができる。 Further, the particle size of the negative electrode active material is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is usually 1 μm or more, preferably 15 μm in terms of excellent battery characteristics such as initial efficiency, rate characteristics, and cycle characteristics. These are usually 50 μm or less, preferably about 30 μm or less. In addition, for example, those obtained by coating the above carbonaceous material with an organic substance such as pitch and then firing, those obtained by forming amorphous carbon on the surface using the CVD method, etc. It can be suitably used as a quality material. Here, organic substances used for coating include coal tar pitch from soft pitch to hard pitch; coal heavy oil such as dry distillation liquefied oil; straight heavy oil such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil; crude oil And petroleum heavy oils such as cracked heavy oil (for example, ethylene heavy end) produced as a by-product during thermal decomposition of naphtha and the like. Moreover, what grind | pulverized the solid residue obtained by distilling these heavy oils at 200-400 degreeC to 1-100 micrometers can also be used. Furthermore, a vinyl chloride resin, a phenol resin, an imide resin, etc. can also be used. For example, the negative electrode active material layer can be formed into a sheet electrode by roll molding the negative electrode active material described above, or a pellet electrode by compression molding. Usually, as in the case of the positive electrode active material layer, The negative electrode active material, the binder, and, if necessary, various auxiliary agents and the like can be produced by applying a coating solution obtained by slurrying with a solvent onto a current collector and drying it. it can.
また、ケイ素を含む負極活物質としては、例えば、シリコンやシリコン化合物等が挙げられる。シリコンとしては、例えば、単体ケイ素が挙げられる。シリコン化合物としては、例えば、シリコン酸化物、ケイ酸塩、ニッケルシリサイドやコバルトシリサイドなどの遷移金属とケイ素との化合物等などが挙げられる。シリコン化合物には、負極活物質自体の繰り返し充放電に対する膨脹収縮を緩和する役目があり、充放電サイクル特性の観点から好ましく用いられる。さらにシリコン化合物の種類によってはシリコン間の導通を確保する役目もあり、このような観点から、シリコン化合物としてシリコン酸化物が好ましく用いられる。シリコン酸化物は、特に限定されるものではないが、例えば、SiOx(0<x<2)で表される。シリコン酸化物は、Liを含んでもよく、Liを含むシリコン酸化物は、例えばSiLiyOz(y>0、2>z>0)で表される。また、シリコン酸化物は微量の金属元素や非金属元素を含んでも良い。シリコン酸化物は、例えば、窒素、ホウ素およびイオウの中から選ばれる一種または二種以上の元素を、例えば0.1〜5質量%含有することができる。微量の金属元素や非金属元素を含有することで、シリコン酸化物の電気伝導性を向上させることができる。また、シリコン酸化物は結晶であってもよく、非晶質であってもよい。また、負極活物質は、シリコン又はシリコン酸化物に加えて、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料を含むことが好ましい。炭素材料は、シリコンやシリコン酸化物と複合化させた状態で含有させることもできる。炭素材料は、シリコン酸化物と同様に、負極活物質自体の繰り返し充放電に対する膨脹収縮を緩和し、負極活物質であるシリコン間の導通を確保する役目がある。したがって、シリコン、シリコン酸化物、及び炭素材料が共存することにより、より良好なサイクル特性が得られる。 Examples of the negative electrode active material containing silicon include silicon and silicon compounds. Examples of silicon include simple silicon. Examples of the silicon compound include silicon oxide, silicate, a compound of transition metal such as nickel silicide and cobalt silicide and silicon, and the like. The silicon compound has a role of relaxing expansion and contraction due to repeated charge / discharge of the negative electrode active material itself, and is preferably used from the viewpoint of charge / discharge cycle characteristics. Furthermore, depending on the type of silicon compound, it also has a role of ensuring conduction between silicons. From this point of view, silicon oxide is preferably used as the silicon compound. The silicon oxide is not particularly limited, but is represented by, for example, SiOx (0 <x <2). The silicon oxide may contain Li, and the silicon oxide containing Li is represented by, for example, SiLiyOz (y> 0, 2> z> 0). Further, the silicon oxide may contain a trace amount of a metal element or a nonmetal element. The silicon oxide can contain, for example, 0.1 to 5% by mass of one or more elements selected from nitrogen, boron and sulfur. By containing a trace amount of a metal element or a nonmetal element, the electrical conductivity of the silicon oxide can be improved. Further, the silicon oxide may be crystalline or amorphous. The negative electrode active material preferably contains a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions in addition to silicon or silicon oxide. The carbon material can also be contained in a composite state with silicon or silicon oxide. Similar to silicon oxide, the carbon material has the role of relaxing expansion and contraction due to repeated charge and discharge of the negative electrode active material itself and ensuring conduction between silicon as the negative electrode active material. Therefore, better cycle characteristics can be obtained by the coexistence of silicon, silicon oxide, and carbon material.
炭素材料としては、黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物を用いることができる。ここで、結晶性の高い黒鉛は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。負極活物質中の炭素材料の含有率は、2質量%以上50質量%以下とすることが好ましく、2質量%以上30質量%以下とすることがより好ましい。 As the carbon material, graphite, amorphous carbon, diamond-like carbon, carbon nanotube, or a composite thereof can be used. Here, graphite with high crystallinity has high electrical conductivity, and is excellent in adhesiveness and voltage flatness with a negative electrode current collector made of a metal such as copper. On the other hand, since amorphous carbon having low crystallinity has a relatively small volume expansion, it has a high effect of relaxing the volume expansion of the entire negative electrode, and deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects hardly occurs. The content of the carbon material in the negative electrode active material is preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less.
シリコンとシリコン化合物とを含有する負極活物質の作製方法としては、シリコン化合物としてシリコン酸化物を用いる場合には、例えば、単体ケイ素とシリコン酸化物を混合し、高温減圧下にて焼結させる方法が挙げられる。また、シリコン化合物として遷移金属とケイ素との化合物を用いる場合には、例えば、単体ケイ素と遷移金属を混合、溶融させる方法や、単体ケイ素の表面に遷移金属を蒸着等により被覆する方法が挙げられる。 As a method for producing a negative electrode active material containing silicon and a silicon compound, when silicon oxide is used as the silicon compound, for example, a method of mixing simple silicon and silicon oxide and sintering under high temperature and reduced pressure Is mentioned. Further, when a compound of transition metal and silicon is used as the silicon compound, for example, a method of mixing and melting simple silicon and the transition metal, and a method of coating the transition metal on the surface of the simple silicon by vapor deposition or the like can be mentioned. .
上記で述べた作製方法に加えて、炭素との複合化を組み合わせることもできる。例えば、高温非酸素雰囲気下で有機化合物の気体雰囲気中に単体ケイ素とシリコン化合物の混合焼結物を導入する方法や、高温非酸素雰囲気下で単体ケイ素とシリコン酸化物の混合焼結物と炭素の前駆体樹脂を混合する方法により、単体ケイ素とシリコン酸化物の核の周囲に炭素からなる被覆層を形成することができる。これにより充放電に対する体積膨張の抑制及びサイクル特性のさらなる改善効果が得られる。 In addition to the manufacturing method described above, the compounding with carbon can be combined. For example, a method of introducing a mixed sintered product of simple silicon and silicon compound into a gas atmosphere of an organic compound in a high temperature non-oxygen atmosphere, or a mixed sintered product of single silicon and silicon oxide and carbon in a high temperature non-oxygen atmosphere. By the method of mixing the precursor resins, a coating layer made of carbon can be formed around the cores of simple silicon and silicon oxide. Thereby, the suppression of volume expansion with respect to charging / discharging and the further improvement effect of cycling characteristics are acquired.
本実施形態における負極活物質としてシリコンを用いる場合は、シリコン、シリコン酸化物及び炭素材料を含む複合体(以下、Si/SiO/C複合体とも称す)からなることが好ましい。さらに、シリコン酸化物は、その全部または一部がアモルファス構造を有することが好ましい。アモルファス構造のシリコン酸化物は、他の負極活物質である炭素材料やシリコンの体積膨張を抑制することができる。このメカニズムは明確ではないが、シリコン酸化物がアモルファス構造であることにより、炭素材料と電解液の界面への皮膜形成に何らかの影響があるものと推定される。また、アモルファス構造は、結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する要素が比較的少ないと考えられる。なお、シリコン酸化物の全部または一部がアモルファス構造を有することは、エックス線回折測定(一般的なXRD測定)にて確認することができる。具体的には、シリコン酸化物がアモルファス構造を有しない場合には、シリコン酸化物に固有のピークが観測されるが、シリコン酸化物の全部または一部がアモルファス構造を有する場合は、シリコン酸化物に固有のピークがブロードとなって観測される。 When silicon is used as the negative electrode active material in the present embodiment, the negative electrode active material is preferably composed of a composite containing silicon, silicon oxide, and a carbon material (hereinafter also referred to as Si / SiO / C composite). Furthermore, it is preferable that all or part of the silicon oxide has an amorphous structure. The silicon oxide having an amorphous structure can suppress the volume expansion of a carbon material or silicon which is another negative electrode active material. Although this mechanism is not clear, it is presumed that the formation of a film on the interface between the carbon material and the electrolytic solution has some influence due to the amorphous structure of silicon oxide. The amorphous structure is considered to have relatively few elements due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects. Note that it can be confirmed by X-ray diffraction measurement (general XRD measurement) that all or part of silicon oxide has an amorphous structure. Specifically, when silicon oxide does not have an amorphous structure, a peak peculiar to silicon oxide is observed, but when all or part of silicon oxide has an amorphous structure, silicon oxide is observed. A unique peak is observed as a broad peak.
Si/SiO/C複合体において、シリコンは、その全部または一部がシリコン酸化物中に分散していることが好ましい。シリコンの少なくとも一部をシリコン酸化物中に分散させることで、負極全体としての体積膨張をより抑制することができ、電解液の分解も抑制することができる。なお、シリコンの全部または一部がシリコン酸化物中に分散していることは、透過型電子顕微鏡観察(一般的なTEM観察)とエネルギー分散型X線分光法測定(一般的なEDX測定)を併用することで確認することができる。具体的には、サンプルの断面を観察し、シリコン酸化物中に分散しているシリコン部分の酸素濃度を測定し、酸化物となっていないことを確認することができる。 In the Si / SiO / C composite, it is preferable that all or part of silicon is dispersed in silicon oxide. By dispersing at least a part of silicon in silicon oxide, volume expansion as a whole of the negative electrode can be further suppressed, and decomposition of the electrolytic solution can also be suppressed. Note that all or part of silicon is dispersed in the silicon oxide because transmission electron microscope observation (general TEM observation) and energy dispersive X-ray spectroscopy measurement (general EDX measurement). It can confirm by using together. Specifically, the cross section of the sample is observed, the oxygen concentration of the silicon portion dispersed in the silicon oxide is measured, and it can be confirmed that the sample is not an oxide.
Si/SiO/C複合体において、例えば、シリコン酸化物の全部または一部がアモルファス構造であり、シリコンはその全部または一部がシリコン酸化物中に分散している。このようなSi/SiO/C複合体は、例えば、特開2004−47404号公報で開示されているような方法で作製することができる。すなわち、Si/SiO/C複合体は、例えば、シリコン酸化物をメタンガスなどの有機物ガスを含む雰囲気下でCVD処理を行うことで得ることができる。このような方法で得られるSi/SiO/C複合体は、シリコンを含むシリコン酸化物からなる粒子の表面がカーボンで被覆された形態となる。また、シリコンはシリコン酸化物中にナノクラスター化している。 In the Si / SiO / C composite, for example, all or part of silicon oxide has an amorphous structure, and all or part of silicon is dispersed in silicon oxide. Such a Si / SiO / C composite can be produced, for example, by a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-47404. That is, the Si / SiO / C composite can be obtained, for example, by performing a CVD process on silicon oxide in an atmosphere containing an organic gas such as methane gas. The Si / SiO / C composite obtained by such a method has a form in which the surface of particles made of silicon oxide containing silicon is coated with carbon. Silicon is nanoclustered in silicon oxide.
Si/SiO/C複合体において、シリコン、シリコン酸化物および炭素材料の割合は、特に制限されるものではない。シリコンは、Si/SiO/C複合体に対し、5質量%以上90質量%以下とすることが好ましく、20質量%以上50質量%以下とすることがより好ましい。シリコン酸化物は、Si/SiO/C複合体に対し、5質量%以上90質量%以下とすることが好ましく、40質量%以上70質量%以下とすることがより好ましい。炭素材料は、Si/SiO/C複合体に対し、2質量%以上50質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは2質量%以上30質量%以下である。 In the Si / SiO / C composite, the ratio of silicon, silicon oxide and carbon material is not particularly limited. Silicon is preferably 5% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the Si / SiO / C composite. The silicon oxide is preferably 5% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the Si / SiO / C composite. The carbon material is preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the Si / SiO / C composite.
また、Si/SiO/C複合体は、単体ケイ素、シリコン酸化物及び炭素材料の混合物からなることができ、単体ケイ素とシリコン酸化物と炭素材料とをメカニカルミリングで混合することでも作製することができる。例えば、Si/SiO/C複合体は、それぞれの単体ケイ素、シリコン酸化物および炭素材料が粒子状のものを混合して得ることができる。例えば、単体ケイ素の平均粒子径は、炭素材料の平均粒子径およびシリコン酸化物の平均粒子径よりも小さい構成とすることができる。このようにすれば、充放電時に伴う体積変化の大きい単体ケイ素が相対的に小粒径となり、体積変化の小さい炭素材料やシリコン酸化物が相対的に大粒径となるため、デンドライト生成および合金の微粉化がより効果的に抑制される。 Further, the Si / SiO / C composite can be composed of a mixture of simple silicon, silicon oxide and carbon material, and can also be produced by mixing simple silicon, silicon oxide and carbon material by mechanical milling. it can. For example, the Si / SiO / C composite can be obtained by mixing particulate silicon, silicon oxide and carbon materials. For example, the average particle diameter of simple silicon can be made smaller than the average particle diameter of the carbon material and the average particle diameter of the silicon oxide. In this way, single silicon having a large volume change during charge / discharge has a relatively small particle size, and carbon materials and silicon oxides having a small volume change have a relatively large particle size. Is more effectively suppressed.
また、単体ケイ素の平均粒子径は、例えば20μm以下とすることができ、15μm以下とすることが好ましい。また、シリコン酸化物の平均粒子径が炭素材料の平均粒子径の1/2以下であることが好ましく、単体ケイ素の平均粒子径がシリコン酸化物の平均粒子径の1/2以下であることが好ましい。 Moreover, the average particle diameter of single-piece | unit silicon can be 20 micrometers or less, for example, and it is preferable to set it as 15 micrometers or less. The average particle diameter of silicon oxide is preferably 1/2 or less of the average particle diameter of the carbon material, and the average particle diameter of simple silicon is 1/2 or less of the average particle diameter of silicon oxide. preferable.
さらに、シリコン酸化物の平均粒子径が炭素材料の平均粒子径の1/2以下であり、かつ単体ケイ素の平均粒子径がシリコン酸化物の平均粒子径の1/2以下であることがより好ましい。平均粒子径をこのような範囲に制御すれば、体積膨脹の緩和効果がより有効に得ることができ、エネルギー密度、サイクル寿命と効率のバランスに優れた二次電池を得ることができる。より具体的には、シリコン酸化物の平均粒子径を黒鉛の平均粒子径の1/2以下とし、単体ケイ素の平均粒子径をシリコン酸化物の平均粒子径の1/2以下とすることが好ましい。またより具体的には、単体ケイ素の平均粒子径は、例えば20μm以下とすることができ、15μm以下とすることが好ましい。また、負極活物質として、上述のSi/SiO/C複合体の表面をシランカップリング剤によって処理したものを用いてもよい。 Furthermore, it is more preferable that the average particle diameter of the silicon oxide is 1/2 or less of the average particle diameter of the carbon material, and the average particle diameter of the simple silicon is 1/2 or less of the average particle diameter of the silicon oxide. . By controlling the average particle diameter in such a range, the effect of relaxing the volume expansion can be obtained more effectively, and a secondary battery excellent in the balance of energy density, cycle life and efficiency can be obtained. More specifically, it is preferable that the average particle diameter of silicon oxide is ½ or less of the average particle diameter of graphite, and the average particle diameter of simple silicon is ½ or less of the average particle diameter of silicon oxide. . More specifically, the average particle diameter of the single silicon can be, for example, 20 μm or less, and is preferably 15 μm or less. Moreover, you may use what processed the surface of the above-mentioned Si / SiO / C composite_body | complex with a silane coupling agent as a negative electrode active material.
・負極用結着剤
負極用結着剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、各種ポリウレタン等を用いることができる。これらの中でも、良好な機械的、熱的、電気特性に加え、優れた耐薬品性を有するポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリアミドイミドが好ましい。
-Negative electrode binder The negative electrode binder is not particularly limited, and examples thereof include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer. Polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyimide, polyamideimide, various polyurethanes, and the like can be used. Among these, polyvinylidene fluoride, polyimide, and polyamideimide having excellent chemical resistance in addition to good mechanical, thermal, and electrical properties are preferable.
また、水性バインダーも使用することができる。水性バインダーは特に制限されるものではないが、通常、水分散性ポリマーがラテックス又はエマルジョンの形態で使用される。例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレン系樹脂エマルジョン、酢酸ビニル系重合体エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョン等を用いることができる。これらの中でも、粘弾特性の点から、水分散性の合成ゴムラテックス又はエマルジョンが好ましい。水分散性の合成ゴムラテックス(エマルジョン)としては、例えば、ポリブタジエンゴムラテックス、スチレン−ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンゴムラテックス、(メタ)アクリル酸エステル−ブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックスなどが挙げられる。電解液に対する耐性の点から、スチレン−ブタジエンゴムラテックス(SBRラテックス)が好ましい。 An aqueous binder can also be used. The aqueous binder is not particularly limited, but usually, a water-dispersible polymer is used in the form of a latex or an emulsion. For example, an acrylic resin emulsion, a styrene resin emulsion, a vinyl acetate polymer emulsion, a urethane resin emulsion, or the like can be used. Among these, a water-dispersible synthetic rubber latex or emulsion is preferable from the viewpoint of viscoelastic properties. Examples of the water-dispersible synthetic rubber latex (emulsion) include polybutadiene rubber latex, styrene-butadiene rubber latex, acrylonitrile-butadiene rubber latex, (meth) acrylic acid ester-butadiene rubber latex, chloroprene rubber latex, and the like. Styrene-butadiene rubber latex (SBR latex) is preferable from the viewpoint of resistance to the electrolytic solution.
これらの結着剤は、単独で又は2種類以上混合して用いることもできる。使用する負極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、負極活物質100質量部に対して、2〜10質量部が好ましい。 These binders can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the binder for the negative electrode to be used is preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “high energy” which are in a trade-off relationship. .
・負極用増粘剤
負極スラリーを作製しやすくするために、増粘剤を用いることもできる。このような増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(アルカリで中和されたリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩を含む)、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ヒドロキシエチル、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸(アルカリで中和されたリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩を含む)等が挙げられる。これらの増粘剤は、単独でまたは2種類以上混合して用いることもできる。電極中の増粘剤の割合としては、負極活物質に対して0.1〜5質量%が好ましい。
-Thickener for negative electrode In order to make it easy to produce a negative electrode slurry, a thickener can also be used. Such thickeners include carboxymethylcellulose (including alkali neutralized lithium, sodium and potassium salts), polyethylene oxide, polypropylene oxide, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, polyvinyl alcohol. , Polyacrylamide, hydroxyethyl polyacrylate, ammonium polyacrylate, polyacrylic acid (including lithium salt, sodium salt and potassium salt neutralized with alkali). These thickeners can be used alone or in admixture of two or more. As a ratio of the thickener in an electrode, 0.1-5 mass% is preferable with respect to a negative electrode active material.
・負極用界面活性剤
分散溶媒に水を用いる場合、スラリー中の炭素粒子の分散性を向上させる目的で、ノニオン系界面活性剤を用いることもできる。ノニオン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを好ましく使用できる。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、一般式:R−O−(AO)nH(式中、Rはアルキル基を示す。Aはアルキレン基を示す。nは自然数を示す。)で表される。ここで、符号Rで示されるアルキル基の炭素数及び符号Aで示されるアルキレン基の炭素数、並びにnで示されるアルキレンオキシ基(AO)の重合度は特に限定されない。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、符号Rで示されるアルキル基の炭素数、符号Aで示されるアルキレン基の炭素数及び符号nで示されるアルキレンオキシ基(AO)の重合度の少なくとも1種が異なる複数のポリオキシアルキレンアルキルエーテルの混合物であってもよい。
-Surfactant for negative electrode When water is used as the dispersion solvent, a nonionic surfactant can also be used for the purpose of improving the dispersibility of the carbon particles in the slurry. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, Polyoxyalkylene alkyl ether can be used preferably. The polyoxyalkylene alkyl ether is represented by the general formula: R—O— (AO) n H (wherein R represents an alkyl group, A represents an alkylene group, and n represents a natural number). Here, the carbon number of the alkyl group represented by the symbol R, the carbon number of the alkylene group represented by the symbol A, and the degree of polymerization of the alkyleneoxy group (AO) represented by n are not particularly limited. The polyoxyalkylene alkyl ether is different in at least one of the number of carbon atoms of the alkyl group represented by the symbol R, the number of carbon atoms of the alkylene group represented by the symbol A, and the degree of polymerization of the alkyleneoxy group (AO) represented by the symbol n. A mixture of polyoxyalkylene alkyl ethers may be used.
・皮膜形成添加剤
本発明において、負極は、少なくとも一種のビニルエーテル化合物を含有する。なお、本明細書において、ビニルエーテル化合物とは、分子内に一つ以上のビニルオキシ基(−O−CH=CH2)を有する化合物を表す。中でも、負極が、下記式(1)または下記式(2)で表されるビニルエーテル化合物から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましい。以下、式(1)または式(2)で表されるビニルエーテル化合物を、単に「ビニルエーテル化合物」と記載することもある。
-Film-forming additive In the present invention, the negative electrode contains at least one vinyl ether compound. Note that in this specification, the vinyl ether compound represents a compound having one or more vinyloxy groups (—O—CH═CH 2 ) in the molecule. Especially, it is preferable that a negative electrode contains at least 1 sort (s) chosen from the vinyl ether compound represented by following formula (1) or following formula (2). Hereinafter, the vinyl ether compound represented by the formula (1) or the formula (2) may be simply referred to as “vinyl ether compound”.
式(1)で表される単官能ビニルエーテル化合物(モノビニルエーテル化合物)において、R1としては、−CaH2aOH(aは1〜10の整数)、−(CH2CH2O)bH(bは2〜10の整数)、−(CH2CH2O)c−CdH2d+1(cは1〜10の整数、dは1〜5の整数)、シクロヘキシル基、フェニル基および−CeH2e+1(eは1〜20の整数、ただし、−CeH2e+1の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換されていてもよく、また、−CeH2e+1は直鎖であっても分岐鎖であってもよい)等が挙げられる。 In the monofunctional vinyl ether compound (monovinyl ether compound) represented by the formula (1), as R 1 , —C a H 2a OH (a is an integer of 1 to 10), — (CH 2 CH 2 O) b H (B is an integer of 2 to 10), — (CH 2 CH 2 O) c —C d H 2d + 1 (c is an integer of 1 to 10, d is an integer of 1 to 5), a cyclohexyl group, a phenyl group, and —C e H 2e + 1 (e is an integer of 1 to 20, provided that at least part of the hydrogen atoms of —C e H 2e + 1 may be substituted with fluorine atoms, and —C e H 2e + 1 is a straight chain, May also be branched).
式(1)において、R1が−CaH2aOHのとき、aは1〜10の整数であり、1〜5の整数であることが好ましい。−CaH2a−で表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられ、−CaH2a−は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。 In Formula (1), when R 1 is —C a H 2a OH, a is an integer of 1 to 10, and preferably an integer of 1 to 5. Examples of the alkylene group represented by —C a H 2a — include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, etc., and —C a H 2a — is branched even if it is linear. It may be a chain.
式(1)において、R1が−(CH2CH2O)bHのとき、bは2〜10の整数であり、2〜6の整数であることが好ましい。 In Formula (1), when R 1 is — (CH 2 CH 2 O) b H, b is an integer of 2 to 10, and preferably an integer of 2 to 6.
式(1)において、R1が−(CH2CH2O)c−CdH2d+1のとき、cは1〜10の整数であり、2〜6の整数であることが好ましく、また、dは1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましい。 In Formula (1), when R 1 is — (CH 2 CH 2 O) c —C d H 2d + 1 , c is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 2 to 6, and d Is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3.
式(1)において、R1は、シクロヘキシル基(−C6H11)またはフェニル基(−C6H5)であってもよい。 In the formula (1), R 1 may be a cyclohexyl group (—C 6 H 11 ) or a phenyl group (—C 6 H 5 ).
式(1)において、R1が−CeH2e+1で表されるアルキル基のとき、eは1〜20の整数であり、1〜8の整数であることが好ましい。また、−CeH2e+1は、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基であってもよく、ここでフッ素原子の置換位置及び置換数は任意である。−CeH2e+1がフッ素化アルキル基のとき、eは1〜3の整数であることがより好ましく、eは2または3であることがさらに好ましい。フッ素化アルキル基の例としては、−CH2CF3、−CH2CH2CF3、−CH2CF2CF3、−CF2CF2CF3等が挙げられるがこれらに限定されない。−CeH2e+1で表されるアルキル基またはフッ素化アルキル基は、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。eが1〜3の整数のとき、−CeH2e+1は、無置換のアルキル基であってもフッ素化アルキル基であってもよいが、フッ素化アルキル基であることがより好ましい。 In Formula (1), when R 1 is an alkyl group represented by -C e H 2e + 1 , e is an integer of 1 to 20, and preferably an integer of 1 to 8. In addition, —C e H 2e + 1 may be a fluorinated alkyl group in which at least a part of hydrogen atoms is substituted with fluorine atoms, and the substitution position and the number of substitutions of fluorine atoms are arbitrary. When —C e H 2e + 1 is a fluorinated alkyl group, e is more preferably an integer of 1 to 3, and e is more preferably 2 or 3. Examples of fluorinated alkyl groups include, but are not limited to, —CH 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 CF 3 and the like. The alkyl group or fluorinated alkyl group represented by —C e H 2e + 1 may be linear or branched. When e is an integer of 1 to 3, —C e H 2e + 1 may be an unsubstituted alkyl group or a fluorinated alkyl group, but more preferably a fluorinated alkyl group.
本実施形態において、好ましいR1の例としては、−CaH2aOH(aは1〜5の整数)、−(CH2CH2O)bH(bは2〜6の整数)、−(CH2CH2O)c−CdH2d+1(cは2〜6の整数、dは1〜3の整数)、−CeH2e+1(eは1〜3の整数であり、式中の水素原子の少なくともひとつがフッ素原子で置換されている)等が挙げられるがこれらに限定されない。 In the present embodiment, preferable examples of R 1 include -C a H 2a OH (a is an integer of 1 to 5),-(CH 2 CH 2 O) b H (b is an integer of 2 to 6),- (CH 2 CH 2 O) c -C d H 2d + 1 (c is an integer of from 2 to 6, d is an integer of 1 to 3), - C e H 2e + 1 (e is an integer of 1 to 3, of the formula And at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom), but is not limited thereto.
式(2)で表されるジビニルエーテル化合物において、R2としては、−CfH2f−(fは1〜20の整数)、−(CH2CH2O)g−CH2CH2−(gは1〜10の整数)、−CH2−C6H10−CH2−、−ChH2h−O−CO−C6H4−CO−O−CiH2i−(hおよびiはそれぞれ独立に1〜10の整数)、−CjH2j−O−CO−NH−CkH2k−NH−CO−O−ClH2l−(j、kおよびlはそれぞれ独立に1〜10の整数)、−CmH2m−O−CO−CnH2n−CO−O−CpH2p−(m、nおよびpはそれぞれ独立に1〜10の整数)、−CH2−C6H10−CH2−O−CO−CqH2q−CO−O−CH2−C6H10−CH2−(qは1〜10の整数)および−CrH2r−O−CO−O−CsH2s−(rおよびsはそれぞれ独立に1〜10の整数)等が挙げられる。 In the divinyl ether compound represented by the formula (2), R 2 includes —C f H 2f — (f is an integer of 1 to 20), — (CH 2 CH 2 O) g —CH 2 CH 2 — ( g is an integer of 1 to 10), —CH 2 —C 6 H 10 —CH 2 —, —C h H 2h —O—CO—C 6 H 4 —CO—O—C i H 2i — (h and i each independently an integer of 1 to 10) are, - C j H 2j -O- CO-NH-C k H 2k -NH-CO-O-C l H 2l - (1 j, k and l are each independently 10 integer), - C m H 2m -O -CO-C n H 2n -CO-O-C p H 2p - (m, n and p are each independently an integer of 1 to 10), - CH 2 -C 6 H 10 -CH 2 -O- CO-C q H 2q -CO-O-CH 2 -C 6 H 10 -CH 2 - (q is an integer of from 1 to 10) and -C r H 2r -O-CO- O-C s H 2s - (r and s are each independently an integer of 1 to 10), and the like.
式(2)において、R2が−CfH2f−のとき、fは1〜20の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−CfH2f−で表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられ、−CfH2f−は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。 In the formula (2), R 2 is -C f H 2f - when, f is an integer of 1 to 20, preferably an integer from 1 to 6. Examples of the alkylene group represented by —C f H 2f — include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, etc., and —C f H 2f — is branched even if it is linear. It may be a chain.
式(2)において、R2が−(CH2CH2O)g−CH2CH2−のとき、gは1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。
In the formula (2), R 2 is - (CH 2 CH 2 O) g -
式(2)において、R2が−CH2−C6H10−CH2−のとき、−C6H10−はシクロへキシレン基を表し、1,2−、1,3−、1,4−位のいずれで置換されていても良いが、1,4−位で置換されていることが好ましい。 In the formula (2), when R 2 is —CH 2 —C 6 H 10 —CH 2 —, —C 6 H 10 — represents a cyclohexylene group, and represents 1,2-, 1,3-, 1, Although it may be substituted at any of the 4-positions, it is preferably substituted at the 1,4-positions.
式(2)において、R2が−ChH2h−O−CO−C6H4−CO−O−CiH2i−のとき、hおよびiは、それぞれ独立に、1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−ChH2h−または−CiH2i−で表されるアルキレン基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、また、−ChH2h−および−CiH2i−は互いに同一であっても異なっていても良い。−C6H4−はフェニレン基を表し、オルト、メタ、パラ位のいずれで置換されていてもよいがパラ位で置換されていることがより好ましい。 In Formula (2), when R 2 is —C h H 2h —O—CO—C 6 H 4 —CO—O—C i H 2i —, h and i are each independently an integer of 1 to 10 It is preferable that it is an integer of 1-6. The alkylene group represented by -C h H 2h -or -C i H 2i- may be linear or branched, and -C h H 2h -and -C i H 2i- May be the same or different. —C 6 H 4 — represents a phenylene group, which may be substituted at any of the ortho, meta, and para positions, but more preferably substituted at the para position.
式(2)において、R2が−CjH2j−O−CO−NH−CkH2k−NH−CO−O−ClH2l−のとき、j、kおよびlは、それぞれ独立に、1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−CjH2j−、−CkH2k−または−ClH2l−で表されるアルキレン基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、また、−CjH2j−、−CkH2k−および−ClH2l−は、互いに同一であっても異なっていても良い。 In formula (2), when R 2 is —C j H 2j —O—CO—NH—C k H 2k —NH—CO—O—C 1 H 2l —, j, k and l are each independently It is an integer of 1 to 10, and preferably an integer of 1 to 6. The alkylene group represented by —C j H 2j —, —C k H 2k — or —C 1 H 2l — may be linear or branched, and —C j H 2j — , -C k H 2k - and -C l H 2l - may be be the same or different from each other.
式(2)において、R2が−CmH2m−O−CO−CnH2n−CO−O−CpH2p−のとき、m、nおよびpは、それぞれ独立に、1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−CmH2m−、−CnH2n−および−CpH2p−で表されるアルキレン基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、また、互いに同一であっても異なっていても良い。 In Formula (2), when R 2 is —C m H 2m —O—CO—C n H 2n —CO—O—C p H 2p —, m, n and p are each independently 1 to 10 It is an integer of 1 and it is preferable that it is an integer of 1-6. -C m H 2m -, - C n H 2n - and -C p H 2p - alkylene group represented by may be branched be linear, also be the same as each other It may be different.
式(2)において、R2が−CH2−C6H10−CH2−O−CO−CqH2q−CO−O−CH2−C6H10−CH2−のとき、qは1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−CqH2q−は、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。−C6H10−はシクロへキシレン基を表し、1,2−、1,3−、1,4−位のいずれで置換されていても良いが、1,4−位で置換されていることが好ましい。 In the formula (2), when R 2 is —CH 2 —C 6 H 10 —CH 2 —O—CO—C q H 2q —CO—O—CH 2 —C 6 H 10 —CH 2 —, q is It is an integer of 1 to 10, and preferably an integer of 1 to 6. -C q H 2q - can be straight chain or may be branched. —C 6 H 10 — represents a cyclohexylene group, which may be substituted at any of the 1,2-, 1,3- and 1,4-positions, but is substituted at the 1,4-position. It is preferable.
式(2)において、R2が−CrH2r−O−CO−O−CsH2s−のとき、rおよびsは、それぞれ独立に、1〜10の整数であり、1〜6の整数であることが好ましい。−CrH2r−および−CsH2s−で表されるアルキレン基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、また、互いに同一であっても異なっていても良い。 In Formula (2), when R 2 is —C r H 2r —O—CO—O—C S H 2s —, r and s are each independently an integer of 1 to 10, It is preferably an integer. The alkylene groups represented by —C r H 2r — and —C s H 2s — may be linear or branched, and may be the same or different from each other.
本実施形態において、好ましいR2の例としては、−(CH2CH2O)g−CH2CH2−(gは1〜6の整数)及び−ChH2h−O−CO−C6H4−CO−O−CiH2i−(hおよびiはそれぞれ独立に1〜6の整数)等が挙げられるが、これらに限定されない。 In the present embodiment, preferable examples of R 2 include — (CH 2 CH 2 O) g —CH 2 CH 2 — (g is an integer of 1 to 6) and —C h H 2h —O—CO—C 6. H 4 —CO—O—C i H 2i — (h and i are each independently an integer of 1 to 6) and the like can be mentioned, but are not limited thereto.
本実施形態において使用することのできるビニルエーテル化合物は、一般的な化学反応により合成することができる。2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテルなど、水酸基を有するビニルエーテル化合物を原料として、ビニルエーテル内の水酸基との反応、例えば、ウレタン反応、エーテル化反応、エステル化反応、カーボネート化反応、などにより、種々のビニルエーテル化合物を合成することができる。例えば、イソフタル酸と4−ヒドロキシブチルビニルエーテルの反応により、ビス[4−(ビニルオキシ)ブチル]イソフタレートが合成できる。また、2−クロロエチルビニルエーテルと含フッ素アルコールとを、パラジウム系触媒および脂肪族アミンの存在下で反応させて含フッ素ビニルエーテル化合物を合成することができる。例えば、2−クロロエチルビニルエーテルとトリフルオロエタノール(HO−CH2CF3)の反応により、2,2,2−トリフルオロエチルビニルエーテルを合成することができる。 The vinyl ether compound that can be used in this embodiment can be synthesized by a general chemical reaction. Reactions with hydroxyl groups in vinyl ether, such as 2-hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, etc., as a raw material, such as urethane reaction, etherification reaction, esterification reaction, carbonate reaction , Etc., various vinyl ether compounds can be synthesized. For example, bis [4- (vinyloxy) butyl] isophthalate can be synthesized by the reaction of isophthalic acid and 4-hydroxybutyl vinyl ether. In addition, a fluorine-containing vinyl ether compound can be synthesized by reacting 2-chloroethyl vinyl ether with a fluorine-containing alcohol in the presence of a palladium catalyst and an aliphatic amine. For example, 2,2,2-trifluoroethyl vinyl ether can be synthesized by a reaction of 2-chloroethyl vinyl ether and trifluoroethanol (HO—CH 2 CF 3 ).
ビニルエーテル化合物は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 A vinyl ether compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
ビニルエーテル化合物の中でも、電解液との親和性の高いエステル基やカーボネート基を有するビニルエーテル化合物、リチウムイオン伝導性の高いエチレングリコール構造(−CH2CH2O−)を有するビニルエーテル化合物、負極活物質表面との親和性の高いフェニル基を有するビニルエーテル化合物、電解液への耐性が高いフッ素含有ビニルエーテル化合物が好ましい。また、負極表面の皮膜効果が大きいという点では、2官能のビニルエーテル化合物が好ましい。 Among vinyl ether compounds, vinyl ether compounds having an ester group or a carbonate group with high affinity with the electrolytic solution, vinyl ether compounds having an ethylene glycol structure (—CH 2 CH 2 O—) with high lithium ion conductivity, the surface of the negative electrode active material A vinyl ether compound having a phenyl group with high affinity and a fluorine-containing vinyl ether compound having high resistance to an electrolytic solution are preferable. Moreover, a bifunctional vinyl ether compound is preferable in that the film effect on the negative electrode surface is large.
本実施形態において、好ましいビニルエーテル化合物としては、負極スラリーの分散媒に分散、好ましくは均質に分散することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、負極スラリーの分散媒として水を用いた場合は、水溶性のビニルエーテル化合物であるエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテルがより好ましい。また、分散媒としてNMP等の有機溶媒を用いた場合は、テトラエチレングリコールメチルビニルエーテル、2,2,2−トリフルオロエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ビス[4−(ビニルオキシ)ブチル]イソフタレートがより好ましい。 In the present embodiment, the preferred vinyl ether compound is not particularly limited as long as it can be dispersed in the dispersion medium of the negative electrode slurry, and preferably dispersed uniformly. For example, water is used as the dispersion medium of the negative electrode slurry. In this case, ethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether and 4-hydroxybutyl vinyl ether which are water-soluble vinyl ether compounds are more preferable. When an organic solvent such as NMP is used as a dispersion medium, tetraethylene glycol methyl vinyl ether, 2,2,2-trifluoroethyl vinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, bis [4- (vinyloxy) Butyl] isophthalate is more preferred.
本実施形態においてビニルエーテル化合物は、電解液中の酸を開始剤としてカチオン重合し、ポリマー状の皮膜を形成するものと推定される。負極スラリーにビニルエーテル化合物を添加して作製した負極は、電解液との接触により負極中のビニルエーテル化合物が速やかに重合して負極表面(より具体的には、負極活物質およびバインダー表面)にポリマー状の皮膜を形成するため、電解液の分解反応を抑制することができ、この負極を用いることによりサイクル特性に優れた電池が得られる。皮膜形成添加剤として作用するビニルエーテル化合物は負極スラリー内で分散し、この負極スラリーを集電体に塗布、乾燥した後には、ビニルエーテル化合物が負極表面に均一に付着することが好ましい。 In this embodiment, the vinyl ether compound is presumed to form a polymer film by cationic polymerization using an acid in the electrolyte as an initiator. The negative electrode prepared by adding a vinyl ether compound to the negative electrode slurry is polymerized on the negative electrode surface (more specifically, the negative electrode active material and the binder surface) by rapid polymerization of the vinyl ether compound in the negative electrode by contact with the electrolyte. Therefore, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed, and a battery having excellent cycle characteristics can be obtained by using this negative electrode. It is preferable that the vinyl ether compound acting as a film-forming additive is dispersed in the negative electrode slurry, and after the negative electrode slurry is applied to the current collector and dried, the vinyl ether compound uniformly adheres to the negative electrode surface.
また、皮膜形成添加剤が多すぎると、負極上に形成される皮膜が厚膜化し、電極の内部抵抗が上昇するため、リチウムイオンの伝導性、電極中の電子伝導性が低下し電池特性が低下する恐れがある。そこで、本実施形態におけるビニルエーテル化合物の添加剤量としては、負極活物質量に対して0.01〜5.0質量%が好ましく、0.10〜3.0質量%がより好ましく、さらには0.17〜3.0質量%が好ましい。添加量が低いほどコスト面でも有利となる。 Also, if there are too many film-forming additives, the film formed on the negative electrode becomes thicker and the internal resistance of the electrode increases, so the lithium ion conductivity and the electron conductivity in the electrode decrease, and the battery characteristics are reduced. May fall. Therefore, the amount of the vinyl ether compound additive in this embodiment is preferably 0.01 to 5.0% by mass, more preferably 0.10 to 3.0% by mass, and more preferably 0% with respect to the amount of the negative electrode active material. .17-3.0 mass% is preferable. The lower the amount added, the more advantageous in terms of cost.
なお、本明細書において、負極がビニルエーテル化合物を「含む」と記載した場合、前記ビニルエーテル化合物が負極活物質層中に分散している、前記ビニルエーテル化合物が負極表面に付着している、または、前記ビニルエーテル化合物の少なくとも一部が重合して負極表面に皮膜を形成している等のいずれの状態を表してもよく、いずれの状態にあるかは文脈によって理解される。 In the present specification, when the negative electrode is described as “including” the vinyl ether compound, the vinyl ether compound is dispersed in the negative electrode active material layer, the vinyl ether compound is attached to the negative electrode surface, or the It may represent any state such that at least a part of the vinyl ether compound is polymerized to form a film on the negative electrode surface, and it is understood depending on the context.
・負極用集電体
負極用集電体の材質としては、公知のものを任意に用いることができるが、例えば、銅、ニッケル、SUS等の金属材料が用いられる。中でも加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。また、集電体は予め粗面化処理しておくのが好ましい。さらに、集電体の形状も任意であり、箔状、平板状、メッシュ状等が挙げられる。また、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの集電体を使用することもできる。また、集電体として薄膜を使用する場合の好ましい厚さ、形状も任意である。
-Current collector for negative electrode As a material of the current collector for negative electrode, a known material can be arbitrarily used. For example, a metal material such as copper, nickel, SUS or the like is used. Among these, copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost. The current collector is preferably subjected to a roughening treatment in advance. Furthermore, the shape of the current collector is also arbitrary, and examples thereof include a foil shape, a flat plate shape, and a mesh shape. Also, a perforated current collector such as expanded metal or punching metal can be used. Moreover, the preferable thickness and shape when using a thin film as the current collector are also arbitrary.
・負極の作製方法
負極の作製方法としては、例えば、負極集電体上に、負極活物質、負極用結着剤、皮膜形成添加剤、および必要に応じて負極用増粘剤、界面活性剤などを含む負極活物質層を形成することで作製することができる。負極活物質層の形成方法としては、例えば、ドクターブレード法、ダイコーター法、CVD法、スパッタリング法などが挙げられる。予め負極活物質層を形成した後に、蒸着、スパッタ等の方法でアルミニウム、ニッケルまたはそれらの合金の薄膜を形成して、負極集電体としてもよい。中でも、負極活物質、負極用結着剤、皮膜形成添加剤、負極用増粘剤、界面活性剤などを分散溶媒に混合してスラリーを作製し、集電体上に塗布した後、加熱乾燥する方法が、安価に製造できるため好ましい。皮膜形成添加剤の結着剤への付着を防止する目的で、負極活物質、負極用増粘剤、皮膜形成添加剤、界面活性剤を分散後、負極用結着剤を最後に添加するのが好ましい。スラリーを負極集電体に塗布した後の加熱乾燥温度は50℃以上140℃以下、さらには80℃以上120℃以下が好ましい。分散溶媒としては、NMPまたは水が好ましい。本実施形態においてビニルエーテル化合物は、主に負極活物質の表面に付着することが好ましく、負極活物質表面のみに付着することがより好ましい。
-Method for producing negative electrode As a method for producing the negative electrode, for example, on the negative electrode current collector, a negative electrode active material, a binder for negative electrode, a film-forming additive, and, if necessary, a thickener for negative electrode, a surfactant It can be manufactured by forming a negative electrode active material layer containing the above. Examples of the method for forming the negative electrode active material layer include a doctor blade method, a die coater method, a CVD method, and a sputtering method. After forming a negative electrode active material layer in advance, a thin film of aluminum, nickel, or an alloy thereof may be formed by a method such as vapor deposition or sputtering to form a negative electrode current collector. Among them, a negative electrode active material, a negative electrode binder, a film forming additive, a negative electrode thickener, a surfactant and the like are mixed with a dispersion solvent to prepare a slurry, which is applied onto a current collector, and then dried by heating. This method is preferable because it can be manufactured at low cost. In order to prevent adhesion of the film forming additive to the binder, the negative electrode active material, the negative electrode thickener, the film forming additive, and the surfactant are dispersed, and then the negative electrode binder is added last. Is preferred. The heating and drying temperature after applying the slurry to the negative electrode current collector is preferably 50 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. As a dispersion solvent, NMP or water is preferable. In this embodiment, it is preferable that the vinyl ether compound mainly adheres to the surface of the negative electrode active material, and more preferable to adhere only to the surface of the negative electrode active material.
本実施形態によれば、リチウムイオン二次電池用の製造時に、皮膜形成添加剤であるビニルエーテル化合物を負極スラリーに添加し、このスラリーを集電体に塗布、乾燥することにより、あらかじめ皮膜形成添加剤が含まれた負極を得ることができる。本実施形態においては、非水系電解液にはビニルエーテル化合物は添加されず、また、負極表面に形成される皮膜はビニルエーテル化合物の重合体であるため非水系電解液への溶け出すこともない。これにより、電解液の粘度が上昇しないためイオン伝導度が低下しない。また、本実施形態によれば、皮膜形成添加剤が電解液に非相溶であっても使用できる、正極に皮膜形成添加剤が付着しないので正極の抵抗を上げない、などの利点が得られる。また、本発明のビニルエーテル化合物を適切な添加量で添加することにより、スラリーの分散状態を阻害することなく、均一な負極が作製できる。さらに、多量の添加剤が結着剤に付着することはないため、結着剤の結着効果が弱まることなく、負極と集電体の密着性は低下しない。したがって、電池のサイクル低下、内部ガスの発生による膨れなどの電池特性低下を抑制でき、電解液の保存特性の低下も抑制できるため、充放電サイクル寿命、特に高温における充放電サイクル寿命、および容量保持特性に優れ、また、抵抗上昇(特に保存後の抵抗上昇)の問題等を改善した、優れた非水電解液二次電池を提供することができる。 According to this embodiment, at the time of manufacturing for a lithium ion secondary battery, a vinyl ether compound, which is a film forming additive, is added to the negative electrode slurry, and this slurry is applied to the current collector and dried to obtain a film forming addition in advance. A negative electrode containing an agent can be obtained. In this embodiment, the vinyl ether compound is not added to the non-aqueous electrolyte, and the film formed on the negative electrode surface is a polymer of the vinyl ether compound, so that it does not dissolve into the non-aqueous electrolyte. Thereby, since the viscosity of electrolyte solution does not rise, ionic conductivity does not fall. Further, according to the present embodiment, there are advantages such that the film forming additive can be used even if it is incompatible with the electrolytic solution, and since the film forming additive does not adhere to the positive electrode, the resistance of the positive electrode is not increased. . Further, by adding the vinyl ether compound of the present invention in an appropriate addition amount, a uniform negative electrode can be produced without inhibiting the dispersion state of the slurry. Furthermore, since a large amount of additive does not adhere to the binder, the binding effect of the binder is not weakened, and the adhesion between the negative electrode and the current collector does not decrease. Therefore, battery characteristics such as battery cycle deterioration and swelling due to internal gas generation can be suppressed, and electrolyte storage characteristics can also be suppressed. Charge / discharge cycle life, especially charge / discharge cycle life at high temperatures and capacity retention It is possible to provide an excellent non-aqueous electrolyte secondary battery that is excellent in characteristics and improved in resistance increase (particularly resistance increase after storage).
[2]正極
・正極活物質層
正極活物質層は、例えば、正極活物質、結着剤及び溶媒(さらに必要により導電助剤)を含むスラリーを調製し、これを正極集電体上に塗布し、乾燥し、必要に応じて加圧することにより、正極集電体上に正極活物質層を形成することにより作製できる。
[2] Positive electrode / positive electrode active material layer The positive electrode active material layer is prepared by, for example, preparing a slurry containing a positive electrode active material, a binder, and a solvent (and further a conductive aid if necessary), and applying this onto a positive electrode current collector. Then, it can be produced by forming a positive electrode active material layer on the positive electrode current collector by drying and pressurizing as necessary.
正極活物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、リチウム複合酸化物やリン酸鉄リチウムなどを用いることができる。リチウム複合酸化物としては、マンガン酸リチウム(LiMn2O4);コバルト酸リチウム(LiCoO2);ニッケル酸リチウム(LiNiO2);これらのリチウム化合物のマンガン、コバルト、ニッケルの部分の少なくとも一部をアルミニウム、マグネシウム、チタン、亜鉛、ジルコニウムなど他の金属元素で置換したもの;マンガン酸リチウムのマンガンの一部を少なくともニッケルで置換したニッケル置換マンガン酸リチウム;ニッケル酸リチウムのニッケルの一部を少なくともコバルトで置換したコバルト置換ニッケル酸リチウム;ニッケル置換マンガン酸リチウムのマンガンの一部を他の金属(例えばアルミニウム、マグネシウム、チタン、亜鉛の少なくとも一種)で置換したもの;コバルト置換ニッケル酸リチウムのニッケルの一部を他の金属元素(例えばアルミニウム、マグネシウム、チタン、亜鉛の少なくとも一種)で置換したものが挙げられる。さらには、下記式(A):
LixM1 yM2 z−sFesO2−δ(A)
(式中、x、y、z、s、δは、1.16≦x≦1.32、0.33≦y≦0.63、0.06≦z≦0.50、0.06≦s≦0.50、z≧s、0≦δ≦0.80を満たし、M1はMn、Ti、Zrから選ばれる少なくとも一種の金属元素であってMnを含み、M2はCo、Ni、Mnから選ばれる少なくとも一種の金属元素である。)で示される、層状岩塩型構造を有するリチウム鉄マンガン系複合酸化物が挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
Although it does not restrict | limit especially as a positive electrode active material, For example, lithium complex oxide, lithium iron phosphate, etc. can be used. Examples of the lithium composite oxide include lithium manganate (LiMn 2 O 4 ); lithium cobaltate (LiCoO 2 ); lithium nickelate (LiNiO 2 ); and at least part of the manganese, cobalt, and nickel portions of these lithium compounds. Substituted with other metal elements such as aluminum, magnesium, titanium, zinc, zirconium; nickel-substituted lithium manganate in which a part of manganese in lithium manganate is substituted with at least nickel; a part of nickel in lithium nickelate is at least cobalt Cobalt-substituted lithium nickelate substituted with nickel; a part of manganese of nickel-substituted lithium manganate substituted with another metal (for example, at least one of aluminum, magnesium, titanium, and zinc); cobalt-substituted lithium nickelate Some of the nickel other metallic elements (e.g. aluminum, magnesium, titanium, at least one zinc) include those substituted with. Furthermore, the following formula (A):
Li x M 1 y M 2 z -s Fe s O 2-δ (A)
(Wherein x, y, z, s and δ are 1.16 ≦ x ≦ 1.32, 0.33 ≦ y ≦ 0.63, 0.06 ≦ z ≦ 0.50, 0.06 ≦ s. ≦ 0.50, z ≧ s, 0 ≦ δ ≦ 0.80, M 1 is at least one metal element selected from Mn, Ti, and Zr and contains Mn, and M 2 is Co, Ni, Mn A lithium iron manganese-based composite oxide having a layered rock salt structure, which is at least one metal element selected from These lithium composite oxides may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
正極活物質の平均粒径については、電解液との反応性やレート特性等の観点から、例えば平均粒径が0.1〜50μmの範囲にある正極活物質を用いることができ、好ましくは平均粒径が1〜30μmの範囲にある正極活物質、より好ましくは平均粒径が5〜25μmの範囲にあるものを用いることができる。ここで、平均粒径は、レーザー回折散乱法による粒度分布(体積基準)における積算値50%での粒径(メジアン径:D50)を意味する。 Regarding the average particle diameter of the positive electrode active material, for example, a positive electrode active material having an average particle diameter in the range of 0.1 to 50 μm can be used from the viewpoint of reactivity with the electrolytic solution, rate characteristics, and the like. A positive electrode active material having a particle diameter in the range of 1 to 30 μm, more preferably an average particle diameter in the range of 5 to 25 μm can be used. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter: D50) at an integrated value of 50% in a particle size distribution (volume basis) by a laser diffraction scattering method.
上記正極活物質を結着して一体化する正極結着剤としては、具体的には、上記負極結着剤と同様のものを用いることができる。正極結着剤としては、汎用性、低コストの観点から、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。使用する正極結着剤の量は、正極活物質100質量部に対して、2〜10質量部であることが好ましい。正極結着剤の含有量が2質量部以上であれば、活物質同士あるいは活物質と集電体との密着性が向上し、サイクル特性が良好になり、10質量部以下であれば、活物質比率が向上し、正極容量を向上させることができる。 As the positive electrode binder that binds and integrates the positive electrode active material, specifically, the same negative electrode binder as that described above can be used. As the positive electrode binder, polyvinylidene fluoride is preferable from the viewpoint of versatility and low cost. The amount of the positive electrode binder used is preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. When the content of the positive electrode binder is 2 parts by mass or more, the adhesion between the active materials or between the active material and the current collector is improved, and the cycle characteristics are improved. The substance ratio is improved and the positive electrode capacity can be improved.
上記正極活物質層には、正極活物質のインピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子を用いることができる。 A conductive auxiliary material may be added to the positive electrode active material layer for the purpose of reducing the impedance of the positive electrode active material. As the conductive auxiliary material, carbonaceous fine particles such as graphite, carbon black, and acetylene black can be used.
・正極用結着剤
正極用結着剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。これらの中でも、結着性が強いことから、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリル酸(アルカリで中和されたリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩を含む)、カルボキシメチルセルロース(アルカリで中和されたリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩を含む)が好ましい。使用する正極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、負極活物質100質量部に対して、2〜10質量部が好ましい。
・ Binder for positive electrode The binder for positive electrode is not particularly limited. For example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer. Styrene-butadiene copolymer rubber, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyimide, polyamideimide and the like can be used. Among these, polyimide, polyamideimide, polyacrylic acid (including lithium salt, sodium salt and potassium salt neutralized with alkali), carboxymethylcellulose (lithium salt neutralized with alkali) due to its strong binding properties , Sodium salts and potassium salts) are preferred. The amount of the binder for the positive electrode to be used is preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “high energy” which are in a trade-off relationship. .
・正極用集電体
正極用集電体は、結着剤により一体化される正極活物質を含む正極活物質層を支持し、外部端子との導通を可能とする導電性を有するものであればよく、具体的には、上記負極集電体と同様のものを用いることができる。
-Current collector for positive electrode The current collector for positive electrode should support the positive electrode active material layer including the positive electrode active material integrated by the binder and have conductivity that enables conduction with the external terminal. Specifically, the same negative electrode current collector as described above can be used.
・正極の作製方法
正極電極の製造方法としては、特に制限はないが、例えば、マンガン酸リチウムなどのリチウムマンガン複合酸化物、あるいは、層状岩塩型構造を有するリチウム鉄マンガン系複合酸化物を、導電補助材および結着剤と共に、結着剤を溶解しうる適当な分散媒で混合(スラリー法)した上で、アルミ箔等の集電体上に塗布し、溶剤を乾燥した後、プレス等により圧縮して成膜する。尚、導電補助材としては特に制限は無く、カーボンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等の通常用いられるものを用いることができる。
・ Method for producing positive electrode There is no particular limitation on the method for producing the positive electrode. For example, lithium manganese composite oxide such as lithium manganate or lithium iron manganese composite oxide having a layered rock salt structure is electrically conductive. After mixing with an auxiliary material and a binder together with a suitable dispersion medium that can dissolve the binder (slurry method), the mixture is applied onto a current collector such as an aluminum foil, the solvent is dried, and then pressed. Compress to form a film. In addition, there is no restriction | limiting in particular as a conductive support material, Usually used things, such as carbon black, acetylene black, natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, can be used.
[3]電解液
電解液は、非プロトン性溶媒として、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類およびそれらのフッ素誘導体、からなる群から選択された一以上の溶媒を含むことができる。具体的には、たとえばプロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)等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)等の鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、1,2−ジエトキシエタン(DEE)、エトキシメトキシエタン(EME)等の鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル類、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、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、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、N−メチルピロリドンなどのうち、一種または二種以上を混合して使用することができる。
[3] Electrolyte solution The electrolyte solution includes, as an aprotic solvent, cyclic carbonates, chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, γ-lactones, cyclic ethers, chain ethers and fluorine derivatives thereof, One or more solvents selected from the group consisting of can be included. Specifically, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), dipropyl Linear carbonates such as carbonate (DPC), aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate and ethyl propionate, γ-lactones such as γ-butyrolactone, 1,2-diethoxyethane (DEE), Chain ethers such as ethoxymethoxyethane (EME), cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, acetamide, dimethylformamide, acetonitrile, Proponitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, N- Among methylpyrrolidone and the like, one kind or a mixture of two or more kinds can be used.
本実施形態の二次電池用電解液において、さらに電解質としてリチウム塩を含む構成とすることができる。こうすることにより、リチウムイオンを移動物質とすることができるため、電池特性を向上させることができる。リチウム塩としてたとえばリチウムイミド塩、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiAlCl4、LiN(CnF2n+1SO2)(CmF2m+1SO2)(n、mは自然数)の中から選択された一以上の物質を含む構成とすることができる。また、特にLiPF6またはLiBF4を用いることが好ましい。これらを用いることにより、リチウム塩の電気伝導率を高めることができ、二次電池のサイクル特性をさらに向上させることができる。 The electrolyte solution for a secondary battery according to the present embodiment may further include a lithium salt as an electrolyte. In this way, since lithium ions can be used as a mobile substance, battery characteristics can be improved. Examples of lithium salts include lithium imide salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C n F 2n + 1 SO 2 ) (C m F 2m + 1 SO 2 ) (n and m are natural numbers) It can be set as the structure containing one or more substances selected from these. In particular, it is preferable to use LiPF 6 or LiBF 4 . By using these, the electrical conductivity of the lithium salt can be increased, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
電解液中のリチウム塩のわずかな分解により発生する酸によって、負極内のビニルエーテル化合物の重合反応が負極表面で速やかに起こりポリマー状の皮膜を形成する。従って、皮膜形成のためには、電解液と電極の接触後、例えば10分〜1日置いてから充放電を行うことが好ましい。必要により、電解液に重合開始剤を添加してもよい。電解液と電極の接触は、セルの組立て前に、電解液、もしくは、重合開始剤を含む溶液に電極を含浸させることによって行ってもよく、または、セルの組立て後に、セルに電解液を注入することによって行ってもよい。反応時間はビニルエーテル化合物の種類や濃度、リチウム塩または重合開始剤の種類や濃度、反応温度等によって異なる。酸を発生しやすいリチウム塩として、LiPF6またはLiBF4を用いることが好ましい。 The acid generated by the slight decomposition of the lithium salt in the electrolytic solution causes the polymerization reaction of the vinyl ether compound in the negative electrode to rapidly occur on the negative electrode surface to form a polymer film. Therefore, for film formation, it is preferable to charge / discharge after contact between the electrolyte solution and the electrode, for example, after 10 minutes to 1 day. If necessary, a polymerization initiator may be added to the electrolytic solution. The contact between the electrolytic solution and the electrode may be performed by impregnating the electrode with an electrolytic solution or a solution containing a polymerization initiator before the assembly of the cell, or after the assembly of the cell, the electrolytic solution is injected into the cell. It may be done by doing. The reaction time varies depending on the type and concentration of the vinyl ether compound, the type and concentration of the lithium salt or polymerization initiator, the reaction temperature, and the like. LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used as the lithium salt that easily generates an acid.
なお、電解液にビニルエーテル化合物を添加すると、重合反応が起こり電解液がゲル状となるため、電解液にビニルエーテル化合物を添加することは好ましくない。 When a vinyl ether compound is added to the electrolytic solution, a polymerization reaction occurs and the electrolytic solution becomes a gel. Therefore, it is not preferable to add a vinyl ether compound to the electrolytic solution.
重合開始剤は、ブレンステッド酸類、ルイス酸類など、公知の開始剤を使用することができる。ブレンステッド酸類としては、例えばフッ化水素酸、塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸などが挙げられる。ルイス酸類としては、例えば三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、四塩化スズ、二塩化亜鉛、塩化第二鉄などが挙げられる。溶液は、重合反応に不活性であれば特に制限はないが、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素系、エチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒が好ましい。 As the polymerization initiator, known initiators such as Bronsted acids and Lewis acids can be used. Examples of Bronsted acids include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, nitric acid, sulfuric acid, trichloroacetic acid, and trifluoroacetic acid. Examples of Lewis acids include boron trifluoride, aluminum trichloride, aluminum tribromide, tin tetrachloride, zinc dichloride, and ferric chloride. The solution is not particularly limited as long as it is inert to the polymerization reaction. For example, hydrocarbon solvents such as hexane, benzene and toluene, and ether solvents such as ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran are preferable.
電解液は、スルホニル基を少なくとも2個有する環式スルホン酸エステルに加え、一以上のスルホニル基を有する化合物をさらに含む構成とすることもできる。また、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ジビニルエチレンカーボネートおよびフルオロエチレンカーボネートなどをさらに含む構成とすることもできる。 In addition to the cyclic sulfonic acid ester having at least two sulfonyl groups, the electrolytic solution may further include a compound having one or more sulfonyl groups. Moreover, it can also be set as the structure which further contains vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, divinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, etc.
[4]セパレータ
セパレータとしては、特に制限されるものではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン等の多孔質フィルムや不織布を用いることができる。また、セパレータとしては、それらを積層したものを用いることもできる。
[4] Separator The separator is not particularly limited, and a porous film such as polypropylene or polyethylene or a nonwoven fabric can be used. Moreover, what laminated | stacked them can also be used as a separator.
[5]外装体
外装体としては、特に制限されるものではないが、例えば、ラミネートフィルムを用いることができる。ラミネートフィルムとしては、電解液に安定でかつ十分な水蒸気バリア性を持つものであれば、適宜選択することができる。ラミネートフィルムとしては、例えば、外装体として、アルミニウム、シリカ、アルミナをコーティングしたポリプロピレン、ポリエチレン等のラミネートフィルムを用いることができる。特に、体積膨張を抑制する観点から、アルミニウムラミネートフィルムが好ましい。
[5] Exterior Body The exterior body is not particularly limited, and for example, a laminate film can be used. The laminate film can be appropriately selected as long as it is stable to the electrolytic solution and has a sufficient water vapor barrier property. As the laminate film, for example, a laminate film made of polypropylene, polyethylene or the like coated with aluminum, silica, or alumina can be used as the outer package. In particular, an aluminum laminate film is preferable from the viewpoint of suppressing volume expansion.
外装体としてラミネートフィルムを用いた二次電池の場合、外装体として金属缶を用いた二次電池に比べて、ガスが発生すると電極素子の歪みが非常に大きくなる。これは、ラミネートフィルムが金属缶に比べて二次電池の内圧により変形しやすいためである。さらに、外装体としてラミネートフィルムを用いた二次電池を封止する際には、通常、電池内圧を大気圧より低くするため、内部に余分な空間がなく、ガスが発生した場合にそれが直ちに電池の体積変化や電極素子の変形につながる場合がある。 In the case of a secondary battery using a laminate film as an exterior body, the distortion of the electrode element is greatly increased when gas is generated, compared to a secondary battery using a metal can as the exterior body. This is because the laminate film is more easily deformed by the internal pressure of the secondary battery than the metal can. Furthermore, when sealing a secondary battery using a laminate film as an exterior body, the internal pressure of the battery is usually lower than the atmospheric pressure, so there is no extra space inside, and if gas is generated, it is immediately It may lead to battery volume changes and electrode element deformation.
本実施形態に係る二次電池では、上記問題を克服することができる。それにより、安価かつ積層数の変更によるセル容量の設計の自由度に優れた、積層ラミネート型のリチウムイオン二次電池を提供することができる。ラミネートフィルムの代表的な層構成としては、金属薄膜層と熱融着性樹脂層とが積層された構成が挙げられる。また、ラミネートフィルムの代表的な層構成としては、その他にも、金属薄膜層の熱融着樹脂層と反対側の面に、さらにポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルやナイロン等のフィルムからなる保護層が積層された構成が挙げられる。電池要素を封止する場合、熱融着性樹脂層を対向させて電池要素が包囲される。金属薄膜層としては、例えば、厚さ10〜100μmの、Al、Ti、Ti合金、Fe、ステンレス、Mg合金などの箔が用いられる。熱融着性樹脂層に用いられる樹脂は、熱融着が可能な樹脂であれば特に制限はない。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体やエチレン−アクリル酸共重合体を金属イオンで分子間結合させたアイオノマー樹脂などが、熱融着性樹脂層として用いられる。熱融着性樹脂層の厚さは10〜200μmが好ましく、より好ましくは30〜100μmである。 The secondary battery according to the present embodiment can overcome the above problem. As a result, it is possible to provide a laminate-type lithium ion secondary battery that is inexpensive and has excellent flexibility in designing the cell capacity by changing the number of layers. A typical layer configuration of the laminate film includes a configuration in which a metal thin film layer and a heat-fusible resin layer are laminated. In addition, as a typical layer structure of a laminate film, a protective layer made of a film of polyester such as polyethylene terephthalate or nylon is further laminated on the surface of the metal thin film layer opposite to the heat fusion resin layer. The structure which was made is mentioned. When sealing the battery element, the battery element is surrounded with the heat-fusible resin layer facing each other. As the metal thin film layer, for example, a foil of Al, Ti, Ti alloy, Fe, stainless steel, Mg alloy or the like having a thickness of 10 to 100 μm is used. The resin used for the heat-fusible resin layer is not particularly limited as long as it can be heat-sealed. For example, polypropylene, polyethylene, these acid modified products, polyphenylene sulfide, polyesters such as polyethylene terephthalate, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer and ethylene-acrylic acid copolymer with metal ions. An ionomer resin bonded between molecules is used as the heat-fusible resin layer. The thickness of the heat-fusible resin layer is preferably 10 to 200 μm, more preferably 30 to 100 μm.
[6]電池構成
二次電池の構成は、特に制限されるものではないが、例えば、正極および負極が対向配置された電極素子と、電解液と、が外装体に内包されている積層ラミネート型とすることができる。図1は、積層ラミネート型の二次電池が有する電極素子の構造を示す模式的断面図である。この電極素子は、平面構造を有する正極1の複数および負極3の複数が、セパレータ2を挟みつつ交互に積み重ねられて形成されている。各正極1が有する正極集電体1bは、正極活物質層1aに覆われていない端部で互いに溶接されて電気的に接続され、さらにその溶接箇所に正極端子4が溶接されている。各負極3が有する負極集電体3bは、負極活物質層3aに覆われていない端部で互いに溶接されて電気的に接続され、さらにその溶接箇所に負極端子6が溶接されている。さらに、正極端子4は正極タブ5に、負極端子6は負極タブ7に溶接されている。このような平面的な積層構造を有する電極素子は、Rの小さい部分(捲回構造の巻き芯に近い領域)がないため、捲回構造を持つ電極素子に比べて、充放電に伴う電極の体積変化に対する悪影響を受けにくいという利点がある。すなわち、体積膨張を起こしやすい活物質を用いた電極素子として有効である。一方で、捲回構造を持つ電極素子では電極が湾曲しているため、体積変化が生じた場合にその構造が歪みやすい。特に、ケイ素酸化物のように充放電に伴う体積変化が大きい負極活物質を用いた場合、捲回構造を持つ電極素子を用いた二次電池では、充放電に伴う容量低下が大きい。
[6] Battery configuration The configuration of the secondary battery is not particularly limited. For example, a laminated laminate type in which an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other and an electrolyte is included in an outer package. It can be. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of an electrode element included in a laminated laminate type secondary battery. This electrode element is formed by alternately stacking a plurality of positive electrodes 1 and a plurality of negative electrodes 3 having a planar structure with a
ところが、平面的な積層構造を持つ電極素子には、電極間にガスが発生した際に、その発生したガスが電極間に滞留しやすい問題点がある。これは、捲回構造を持つ電極素子の場合には電極に張力が働いているため電極間の間隔が広がりにくいのに対して、積層構造を持つ電極素子の場合には電極間の間隔が広がりやすいためである。外装体がアルミラミネートフィルムであった場合、この問題は特に顕著となる。 However, the electrode element having a planar laminated structure has a problem that when the gas is generated between the electrodes, the generated gas tends to stay between the electrodes. This is because, in the case of an electrode element having a wound structure, the distance between the electrodes is difficult to widen because tension is applied to the electrodes, whereas in the case of an electrode element having a laminated structure, the distance between the electrodes is widened. This is because it is easy. This problem is particularly noticeable when the outer package is an aluminum laminate film.
本発明では、ビニルエーテル化合物を負極に含有させることにより、上記の問題を解決することができ、高エネルギー型の負極を用いた積層ラミネート型のリチウムイオン二次電池においても、長寿命駆動が可能となる。従って、本発明の一実施形態の二次電池は、正極および負極が対向配置された電極素子と、電解液と、前記電極素子および前記電解液を内包する外装体とを有する積層ラミネート型の二次電池であって、前記負極は、炭素材料、リチウムと合金可能な金属およびリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物の少なくとも1つを含む負極活物質を含み、かつ負極用結着剤によって負極集電体と結着されており、前記負極がビニルエーテル化合物を含む。これは、捲回構造を持つ電極素子を用いた二次電池においても有効である。 In the present invention, the above problem can be solved by including a vinyl ether compound in the negative electrode, and a long-life driving is possible even in a laminated laminate type lithium ion secondary battery using a high energy negative electrode. Become. Therefore, a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a laminated laminate type battery having an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other, an electrolytic solution, and an outer package containing the electrode element and the electrolytic solution. The negative electrode includes a negative electrode active material including at least one of a carbon material, a metal that can be alloyed with lithium, and a metal oxide that can occlude and release lithium ions, and includes a negative electrode binder. A negative electrode current collector is bound, and the negative electrode contains a vinyl ether compound. This is also effective in a secondary battery using an electrode element having a wound structure.
[発明の他の実施の形態]
上記実施の形態において、表面処理Mn系正極を主とした正極活物質に、LiCoO2等の一般的に正極活物質として知られている化合物を混合して用いることもできる。また、安全性等のためにLi2CO3等の通常用いられる添加物質をさらに加えることもできる。
[Other Embodiments of the Invention]
In the above-described embodiment, a compound generally known as a positive electrode active material such as LiCoO 2 can be mixed and used in a positive electrode active material mainly including a surface-treated Mn-based positive electrode. Further, for safety and the like, a commonly used additive substance such as Li 2 CO 3 can be further added.
また、上記実施の形態において、電池の外装体としては、角型、ペーパー型、積層型、円筒型、コイン型など種々の形状を採用することが出来る。外装材料その他の構成部材は特に限定されるものではなく、電池形状に応じて選定すればよい。一例を挙げると、フィルム状外装体を、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱性樹脂膜に直接あるいは接着剤を介して前述の熱融着性樹脂膜をラミネートしたフィルム、あるいは熱融着性樹脂膜単独フィルムなどで構成することができる。 Moreover, in the said embodiment, various shapes, such as a square shape, a paper type, a lamination | stacking type | mold, a cylindrical shape, and a coin type | mold, can be employ | adopted as an exterior body of a battery. The exterior material and other constituent members are not particularly limited, and may be selected according to the battery shape. For example, a film-like outer package is a film obtained by laminating the above-mentioned heat-fusible resin film directly or via an adhesive on a heat-resistant resin film such as polyethylene terephthalate, or a heat-fusible resin film alone film, etc. Can be configured.
また、本明細書で記載したリチウムイオン二次電池を複数個の電池を組み合わせて、組電池とすることができる。また、本明細書で記載したリチウムイオン二次電池またはその組電池は、モーター駆動用電源としても最適であり、車両用途等において使用できる。 The lithium ion secondary battery described in this specification can be combined with a plurality of batteries to form a battery pack. Further, the lithium ion secondary battery or its assembled battery described in this specification is optimal as a power source for driving a motor, and can be used in a vehicle application or the like.
以下に本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
[負極の作製]
負極シートは、カーボン(グラファイト)20g、導電性物質として炭素粉末(アセチレンブラック)0.86g、1.0質量%カルボキシメチルセルロース(CMC)水溶液22gおよび皮膜形成添加剤として、下記式で表されるエチレングリコールモノビニルエーテル(以下、「化合物1」とも記載する)0.036g(カーボンに対して0.18質量%)を混合した。この混合物に、40質量%SBR水溶液1.1gを添加し、撹拌することで均一なスラリーを調製した。このスラリーを厚さ10μmの銅箔表面に1cm2当たり16mgの量となるように塗布し、80℃で20分乾燥後、さらにプレスすることで、厚さ150μmの負極シートを作製した。
(Example 1)
[Production of negative electrode]
The negative electrode sheet is 20 g of carbon (graphite), 0.86 g of carbon powder (acetylene black) as a conductive substance, 22 g of a 1.0 mass% carboxymethylcellulose (CMC) aqueous solution, and ethylene represented by the following formula as a film forming additive. 0.036 g of glycol monovinyl ether (hereinafter also referred to as “Compound 1”) (0.18% by mass with respect to carbon) was mixed. To this mixture, 1.1 g of 40 mass% SBR aqueous solution was added and stirred to prepare a uniform slurry. This slurry was applied to the surface of a copper foil having a thickness of 10 μm so as to have an amount of 16 mg per 1 cm 2 , dried at 80 ° C. for 20 minutes, and further pressed to prepare a negative electrode sheet having a thickness of 150 μm.
[コイン型セルの作製]
得られた負極シートを直径12mmの円状に打ち抜き、これを電解液に浸して、電極中の空隙に電解液を染み込ませた。電解液としては、1.0mol/LのLiPF6電解質塩を含むエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート混合溶液(混合比3:7)を用いた。電解液を含浸させた電極に、電解液を含浸させたポリプロピレン多孔質フィルムセパレーターを積層した。さらにリチウム金属ディスクを対極として積層し、これをステンレス製コイン型電池外装体に入れ、かしめ機によって圧力を加え、密閉型のコイン型セルとした。
[Production of coin cell]
The obtained negative electrode sheet was punched into a circular shape having a diameter of 12 mm, and immersed in an electrolytic solution, so that the electrolytic solution was infiltrated into voids in the electrode. As the electrolytic solution, an ethylene carbonate / diethyl carbonate mixed solution (mixing ratio 3: 7) containing 1.0 mol / L LiPF 6 electrolyte salt was used. A polypropylene porous film separator impregnated with the electrolytic solution was laminated on the electrode impregnated with the electrolytic solution. Further, a lithium metal disk was laminated as a counter electrode, and this was put into a stainless steel coin-type battery outer package, and pressure was applied by a caulking machine to obtain a sealed coin-type cell.
[セル特性評価]
負極シートを電解液に含浸させてから30分経過後、20℃において、下限電圧0Vまで0.25mAの定電流で負極にリチウムイオンを吸蔵させたときの初期吸蔵容量を初回充電容量とした。また、前述の充電セルを0.25mAの定電流で上限電圧2Vまで放電後、0.5mAの定電流で下限電圧0Vまで再充電した。この再充電したセルに、定電流(0.5mA、1mA、1.5mA、2mA、2.5mA)を10秒間流したときの電流値と10秒後の電圧値をプロットし、その傾きを負極の初回抵抗値(内部抵抗値)として算出した。その後、20℃において定電流電圧で20サイクル充放電を行い、容量維持率が70%以上のセルを○、70%未満のセルを×とした。
[Cell characteristics evaluation]
30 minutes after the negative electrode sheet was impregnated with the electrolyte, the initial storage capacity was defined as the initial storage capacity when lithium ions were stored in the negative electrode at 20 ° C. with a constant current of 0.25 mA up to the lower limit voltage of 0V. In addition, the above-described charging cell was discharged at a constant current of 0.25 mA to an upper limit voltage of 2 V, and then recharged to a lower limit voltage of 0 V at a constant current of 0.5 mA. Plot the current value and the voltage value after 10 seconds when a constant current (0.5 mA, 1 mA, 1.5 mA, 2 mA, 2.5 mA) is applied to this recharged cell for 10 seconds, and the slope is negative. The initial resistance value (internal resistance value) was calculated. Thereafter, 20 cycles of charge and discharge were performed at 20 ° C. with a constant current voltage.
(実施例2)
皮膜形成添加剤として化合物1を0.10g(カーボンに対して0.52質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 2)
Evaluation similar to Example 1 was performed except that 0.10 g (0.52% by mass with respect to carbon) of Compound 1 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例3)
皮膜形成添加剤として化合物1を0.32g(カーボンに対して1.6質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 3)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.32 g (1.6% by mass with respect to carbon) of Compound 1 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例4)
皮膜形成添加剤として、下記式で表されるジエチレングリコールモノビニルエーテル(以下、「化合物2」とも記載する)を0.042g(カーボンに対して0.21質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
Example 4
As a film-forming additive, 0.042 g (0.21% by mass with respect to carbon) of diethylene glycol monovinyl ether represented by the following formula (hereinafter also referred to as “
(実施例5)
皮膜形成添加剤として化合物2を0.11g(カーボンに対して0.56質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 5)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.11 g (0.56% by mass with respect to carbon) of
(実施例6)
皮膜形成添加剤として化合物2を0.28g(カーボンに対して1.4質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 6)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.28 g (1.4% by mass based on carbon) of
(実施例7)
皮膜形成添加剤として、下記式で表される4−ヒドロキシブチルビニルエーテル(以下、「化合物3」とも記載する)を0.038g(カーボンに対して0.19質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 7)
As a film-forming additive, 0.038 g (0.19% by mass with respect to carbon) of 4-hydroxybutyl vinyl ether (hereinafter also referred to as “compound 3”) represented by the following formula was mixed to prepare a negative electrode. Except for this, the same evaluation as in Example 1 was performed.
(実施例8)
皮膜形成添加剤として化合物3を0.11g(カーボンに対して0.54質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 8)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.11 g (0.54% by mass based on carbon) of Compound 3 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例9)
皮膜形成添加剤として化合物3を0.36g(カーボンに対して1.8質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
Example 9
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.36 g of compound 3 (1.8% by mass with respect to carbon) was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例10)
負極シートは、カーボン(グラファイト)20g、導電性物質として炭素粉末(アセチレンブラック)0.86g、PVdF1.0g、N−メチルピロリドンおよび皮膜形成添加剤として、下記式で表されるテトラエチレングリコールメチルビニルエーテル(以下、「化合物4」とも記載する)0.034g(カーボンに対して0.17質量%)を加え、撹拌することで均一なスラリーを調製した。このスラリーを厚さ10μmの銅箔表面に1cm2当たり16mgの量となるように塗布し100℃で20分乾燥後、さらにプレスすることで、厚さ150μmの負極シートを作製した。負極の作製以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 10)
The negative electrode sheet is 20 g of carbon (graphite), 0.86 g of carbon powder (acetylene black) as a conductive material, 1.0 g of PVdF, N-methylpyrrolidone, and tetraethylene glycol methyl vinyl ether represented by the following formula as a film forming additive. 0.034 g (hereinafter also referred to as “compound 4”) (0.17% by mass with respect to carbon) was added and stirred to prepare a uniform slurry. This slurry was applied to the surface of a copper foil having a thickness of 10 μm so as to have an amount of 16 mg per 1 cm 2 , dried at 100 ° C. for 20 minutes, and further pressed to prepare a negative electrode sheet having a thickness of 150 μm. Evaluation similar to Example 1 was performed except producing the negative electrode.
(実施例11)
皮膜形成添加剤として化合物4を0.10g(カーボンに対して0.49質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 11)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that 0.10 g (0.49% by mass with respect to Compound 4) of Compound 4 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例12)
皮膜形成添加剤として化合物4を0.36g(カーボンに対して1.8質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 12)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.36 g of compound 4 (1.8% by mass with respect to carbon) was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例13)
皮膜形成添加剤として、下記式で表される2,2,2−トリフルオロエチルビニルエーテル(以下、「化合物5」とも記載する)を0.040g(カーボンに対して0.20質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 13)
As a film forming additive, 0.040 g (0.20% by mass with respect to carbon) of 2,2,2-trifluoroethyl vinyl ether (hereinafter also referred to as “
(実施例14)
皮膜形成添加剤として化合物5を0.11g(カーボンに対して0.54質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 14)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.11 g (0.54% by mass with respect to carbon) of
(実施例15)
皮膜形成添加剤として化合物5を0.46g(カーボンに対して2.3質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 15)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.46 g (2.3 mass% with respect to carbon) of
(実施例16)
皮膜形成添加剤として、下記式で表されるジエチレングリコールジビニルエーテル(以下、「化合物6」とも記載する)を0.042g(カーボンに対して0.21質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 16)
As a film forming additive, 0.042 g (0.21% by mass with respect to carbon) of diethylene glycol divinyl ether (hereinafter also referred to as “compound 6”) represented by the following formula was mixed to prepare a negative electrode. The same evaluation as in Example 10 was performed.
(実施例17)
皮膜形成添加剤として化合物6を0.11g(カーボンに対して0.57質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 17)
Evaluation similar to Example 10 was performed except that 0.11 g (0.57% by mass with respect to carbon) of compound 6 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例18)
皮膜形成添加剤として化合物6を0.38g(カーボンに対して1.9質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 18)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.38 g (1.9% by mass with respect to carbon) of Compound 6 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例19)
皮膜形成添加剤として、下記式で表されるトリエチレングリコールジビニルエーテル(以下、「化合物7」とも記載する)を0.038g(カーボンに対して0.19質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 19)
As a film forming additive, 0.038 g (0.19% by mass with respect to carbon) of triethylene glycol divinyl ether (hereinafter also referred to as “compound 7”) represented by the following formula was mixed to prepare a negative electrode. Except for this, the same evaluation as in Example 10 was performed.
(実施例20)
皮膜形成添加剤として化合物7を0.11g(カーボンに対して0.54質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 20)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.11 g (0.54% by mass based on carbon) of Compound 7 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例21)
皮膜形成添加剤として化合物7を0.50g(カーボンに対して2.5質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 21)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.50 g (2.5% by mass based on carbon) of Compound 7 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例22)
皮膜形成添加剤として、下記式で表されるビス[4−(ビニルオキシ)ブチル]イソフタレート(以下、「化合物8」とも記載する)を0.038g(カーボンに対して0.19質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 22)
As a film forming additive, 0.038 g (0.19% by mass with respect to carbon) of bis [4- (vinyloxy) butyl] isophthalate (hereinafter also referred to as “compound 8”) represented by the following formula was mixed. Then, the same evaluation as in Example 10 was performed except that the negative electrode was produced.
(実施例23)
皮膜形成添加剤として化合物8を0.19g(カーボンに対して0.95質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 23)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that 0.19 g (0.95% by mass with respect to carbon) of Compound 8 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(実施例24)
皮膜形成添加剤として化合物8を0.60g(カーボンに対して3.0質量%)混合して負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Example 24)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 10 except that 0.60 g (3.0% by mass based on carbon) of Compound 8 was mixed as a film forming additive to prepare a negative electrode.
(比較例1)
皮膜形成添加剤を添加せずに負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Comparative Example 1)
The same evaluation as in Example 1 was performed except that the negative electrode was produced without adding the film forming additive.
(参考例1)
皮膜形成添加剤に化合物1を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Reference Example 1)
The same evaluation as in Example 1 was performed except that Compound 1 was used as a film-forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
(参考例2)
皮膜形成添加剤に化合物2を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Reference Example 2)
The same evaluation as in Example 1 was performed, except that
(参考例3)
皮膜形成添加剤に化合物3を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例1と同様の評価を行った。
(Reference Example 3)
The same evaluation as in Example 1 was performed, except that Compound 3 was used as a film forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
(参考例4)
皮膜形成添加剤に化合物4を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Reference Example 4)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that Compound 4 was used as a film forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
(参考例5)
皮膜形成添加剤に化合物5を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Reference Example 5)
The same evaluation as in Example 10 was performed, except that
(参考例6)
皮膜形成添加剤に化合物6を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Reference Example 6)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that Compound 6 was used as a film forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
(参考例7)
皮膜形成添加剤に化合物7を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Reference Example 7)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that Compound 7 was used as a film forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
(参考例8)
皮膜形成添加剤に化合物8を用いて、添加量を1.1g(カーボンに対して5.5質量%)と変えて負極を作製した以外は、実施例10と同様の評価を行った。
(Reference Example 8)
The same evaluation as in Example 10 was performed except that Compound 8 was used as a film forming additive and the amount added was changed to 1.1 g (5.5% by mass with respect to carbon) to produce a negative electrode.
評価結果を表1に示す。表1は、負極スラリーに添加剤を入れた場合の初回充電容量、内部抵抗値およびサイクル特性を評価したものである。内部抵抗値は、ビニルエーテル化合物を0.17%〜3.0%の範囲で添加した実施例1〜24では、添加剤なし(比較例1)の抵抗値とほぼ変わりないが、ビニルエーテル化合物を5.5%添加した参考例1〜8において抵抗値が大きく上昇した。これは、負極表面でのビニルエーテル化合物の重合反応により、ポリマー状の皮膜が形成されたことによるものと考えられる。実施例1〜24では負極表面に良好な皮膜が形成されたのに対し、参考例1〜8では実施例に比べてビニルエーテル化合物の添加量が多いため皮膜が厚膜化した結果、抵抗値が大きく上昇したものと考えられる。そして、充放電試験20サイクル後においては、実施例1〜24ではサイクル特性は良好であったのに対し、比較例1および参考例1〜8ではサイクル特性が悪い結果となった。実施例1〜24では良好な皮膜により負極表面での電解液分解反応が抑制された結果、良好なサイクル特性を示したものと思われる。一方、添加剤がない比較例1では、負極表面に良好な皮膜が形成されないため、充放電の繰り返しにより負極表面での電解液分解反応が進行し、その分解物が負極表面に堆積するため、抵抗が上昇しサイクル特性が低下したものと思われる。また、参考例1〜8では、充電することが出来なかった。これは実施例に比べてビニルエーテル化合物の添加量が多いため皮膜が厚膜化した結果、リチウムイオン伝導性が大幅に低下したためと考えられる。 The evaluation results are shown in Table 1. Table 1 evaluates the initial charge capacity, internal resistance value, and cycle characteristics when an additive is added to the negative electrode slurry. In Examples 1 to 24 in which the vinyl ether compound was added in the range of 0.17% to 3.0%, the internal resistance value was almost the same as the resistance value without the additive (Comparative Example 1). In Reference Examples 1 to 8 in which 5% was added, the resistance value increased significantly. This is presumably because a polymer film was formed by the polymerization reaction of the vinyl ether compound on the negative electrode surface. In Examples 1 to 24, a good film was formed on the surface of the negative electrode, whereas in Reference Examples 1 to 8, the amount of the vinyl ether compound added was larger than that of the example, so that the film was thickened. It is thought that it was greatly increased. Then, after 20 cycles of the charge / discharge test, the cycle characteristics were good in Examples 1 to 24, whereas in Comparative Example 1 and Reference Examples 1 to 8, the cycle characteristics were poor. In Examples 1 to 24, it was considered that good cycle characteristics were exhibited as a result of the electrolyte solution decomposition reaction on the negative electrode surface being suppressed by a good film. On the other hand, in Comparative Example 1 having no additive, since a good film is not formed on the negative electrode surface, the electrolytic solution decomposition reaction proceeds on the negative electrode surface due to repeated charge and discharge, and the decomposition product accumulates on the negative electrode surface. It seems that resistance increased and cycle characteristics decreased. Moreover, in Reference Examples 1-8, it was not able to charge. This is presumably because the lithium ion conductivity was greatly reduced as a result of increasing the film thickness because the amount of vinyl ether compound added was larger than in the Examples.
本発明の主要な発明は特許請求の範囲に記載のとおりであるが、さらに、以下の事項も開示している。 The main invention of the present invention is as described in the claims, and further, the following matters are also disclosed.
(付記1)
式(1)または式(2)で表されるビニルエーテル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする二次電池用負極。
(Appendix 1)
A negative electrode for a secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds represented by formula (1) or formula (2).
(付記2)
前記式(1)または式(2)で表されるビニルエーテル化合物を、負極活物質に対して0.01質量%以上5.0質量%以下の範囲で含有することを特徴とする付記1に記載の負極。
(Appendix 2)
The supplementary note 1, wherein the vinyl ether compound represented by the formula (1) or the formula (2) is contained in a range of 0.01% by mass to 5.0% by mass with respect to the negative electrode active material. Negative electrode.
(付記3)
前記ビニルエーテル化合物は、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、テトラエチレングリコールメチルビニルエーテル、2,2,2−トリフルオロエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテルおよびビス[4−(ビニルオキシ)ブチル]イソフタレートからなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする付記1または2に記載の負極。
(Appendix 3)
The vinyl ether compound includes ethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, tetraethylene glycol methyl vinyl ether, 2,2,2-trifluoroethyl vinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether and bis [4. The negative electrode according to
(付記4)
前記ビニルエーテル化合物が、負極表面に付着していることを特徴とする、付記1〜3のいずれか一項に記載の負極。
(Appendix 4)
The negative electrode according to any one of appendices 1 to 3, wherein the vinyl ether compound is attached to a negative electrode surface.
(付記5)
前記ビニルエーテル化合物が、負極表面に皮膜を形成していることを特徴とする、付記1〜3のいずれか一項に記載の負極。
(Appendix 5)
The negative electrode according to any one of appendices 1 to 3, wherein the vinyl ether compound forms a film on the negative electrode surface.
(付記6)
正極および付記5に記載の負極が対向配置された電極素子と、電解液とを有する二次電池。
(Appendix 6)
A secondary battery comprising an electrode element in which the positive electrode and the negative electrode according to
(付記7)
さらに、前記電極素子と前記電解液とを内包する外装体を備え、前記外装体がラミネートフィルムであることを特徴とする付記6に記載の二次電池。
(Appendix 7)
Furthermore, the secondary battery of Claim 6 provided with the exterior body which includes the said electrode element and the said electrolyte solution, and the said exterior body is a laminate film.
(付記8)
前記負極と正極がセパレータを介して積層配置された電極素子を有する積層ラミネート型であることを特徴とする付記7に記載の二次電池。
(Appendix 8)
The secondary battery according to appendix 7, wherein the secondary battery is a laminated laminate type having an electrode element in which the negative electrode and the positive electrode are laminated with a separator interposed therebetween.
(付記9)
付記6〜8のいずれか一項に記載の二次電池を用いた組電池。
(Appendix 9)
An assembled battery using the secondary battery according to any one of appendices 6 to 8.
(付記10)
付記6〜8のいずれか一項に記載の二次電池、または付記9に記載の組電池をモーター駆動用電源として搭載した車両。
(Appendix 10)
A vehicle equipped with the secondary battery according to any one of appendices 6 to 8 or the assembled battery according to appendix 9 as a motor driving power source.
(付記11)
付記6〜8のいずれか一項に記載の二次電池、または付記9に記載の組電池を搭載した蓄電設備。
(Appendix 11)
An electrical storage facility equipped with the secondary battery according to any one of appendices 6 to 8 or the assembled battery according to appendix 9.
(付記12)
式(1)または式(2)で表されるビニルエーテル化合物よりなる群より選ばれる少なくとも1種と、負極活物質と、結着剤とが分散媒に分散された負極スラリーを調製する工程と、
前記負極スラリーを負極集電体に塗布し、乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする、負極の製造方法。
(Appendix 12)
A step of preparing a negative electrode slurry in which at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds represented by formula (1) or formula (2), a negative electrode active material, and a binder are dispersed in a dispersion medium;
Applying the negative electrode slurry to a negative electrode current collector and drying;
A method for producing a negative electrode, comprising:
(付記13)
前記負極スラリーを調製する工程において、
前記ビニルエーテル化合物と負極活物質とを分散媒に分散後、さらに結着剤を添加して負極スラリーを調製することを特徴とする、付記12に記載の負極の製造方法。
(Appendix 13)
In the step of preparing the negative electrode slurry,
13. The method for producing a negative electrode according to appendix 12, wherein a negative electrode slurry is prepared by further adding a binder after dispersing the vinyl ether compound and the negative electrode active material in a dispersion medium.
(付記14)
前記ビニルエーテル化合物が負極活物質の表面に付着した負極が得られることを特徴とする、付記12または13に記載の負極の製造方法。
(Appendix 14)
14. The method for producing a negative electrode according to appendix 12 or 13, wherein a negative electrode in which the vinyl ether compound is attached to the surface of the negative electrode active material is obtained.
(付記15)
付記12〜14のいずれかに記載の製造方法によって製造された負極を、前記負極を外装体に封入する前に電解液に接触させることによって、前記負極表面に皮膜を形成する工程を含むことを特徴とする、負極の製造方法。
(Appendix 15)
Including a step of forming a film on the surface of the negative electrode by bringing the negative electrode manufactured by the manufacturing method according to any one of appendices 12 to 14 into contact with an electrolytic solution before enclosing the negative electrode in an exterior body. A method for producing a negative electrode, which is characterized.
(付記16)
正極と負極が対向配置された電極素子と、電解液とを備えた二次電池の製造方法であって、
正極と、付記12〜14のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された負極とを対向配置して電極素子を作製する工程と、
前記電極素子と前記電解液とを外装体に封入する工程と、
を含み、前記負極に前記電解液を含浸させることによって、負極表面に皮膜を形成することを特徴とする二次電池の製造方法。
(Appendix 16)
A method for producing a secondary battery comprising an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other, and an electrolyte solution,
A step of opposingly arranging the positive electrode and the negative electrode produced by the production method according to any one of appendices 12 to 14 to produce an electrode element;
Enclosing the electrode element and the electrolytic solution in an exterior body;
And a film is formed on the surface of the negative electrode by impregnating the negative electrode with the electrolytic solution.
本実施形態は、例えば、電源を必要とするあらゆる産業分野、ならびに電気的エネルギーの輸送、貯蔵および供給に関する産業分野にて利用することができる。具体的には、携帯電話、ノートパソコンなどのモバイル機器の電源;電気自動車、ハイブリッドカー、電動バイク、電動アシスト自転車などの電動車両を含む、電車や衛星や潜水艦などの移動・輸送用媒体の電源;UPSなどのバックアップ電源;太陽光発電、風力発電などで発電した電力を貯める蓄電設備;などに、利用することができる。 The present embodiment can be used in, for example, all industrial fields that require a power source and industrial fields related to transportation, storage, and supply of electrical energy. Specifically, power supplies for mobile devices such as mobile phones and notebook computers; power supplies for transportation and transportation media such as trains, satellites, and submarines, including electric vehicles such as electric cars, hybrid cars, electric bikes, and electric assist bicycles A backup power source such as a UPS; a power storage facility for storing power generated by solar power generation, wind power generation, etc .;
1a 正極活物質層
1b 正極集電体
2 セパレータ
3a 負極活物質層
3b 負極集電体
4 正極端子
5 正極タブ
6 負極端子
7 負極タブ
1a positive electrode active material layer 1b positive electrode
Claims (10)
前記負極スラリーを負極集電体に塗布し、乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする、負極の製造方法。 A step of preparing a negative electrode slurry in which at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds represented by formula (1) or formula (2), a negative electrode active material, and a binder are dispersed in a dispersion medium;
Applying the negative electrode slurry to a negative electrode current collector and drying;
A method for producing a negative electrode, comprising:
前記ビニルエーテル化合物と負極活物質とを分散媒に分散後、さらに結着剤を添加して負極スラリーを調製することを特徴とする、請求項7に記載の負極の製造方法。 In the step of preparing the negative electrode slurry,
The method for producing a negative electrode according to claim 7, wherein the vinyl ether compound and the negative electrode active material are dispersed in a dispersion medium, and a binder is further added to prepare a negative electrode slurry.
正極と、請求項7〜9のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された負極とを対向配置して電極素子を作製する工程と、
前記電極素子と前記電解液とを外装体に封入する工程と、
を含み、前記負極に前記電解液を含浸させることによって、負極表面に皮膜を形成することを特徴とする二次電池の製造方法。 A method for producing a secondary battery comprising an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other, and an electrolyte solution,
A step of producing an electrode element by opposingly arranging a positive electrode and a negative electrode produced by the production method according to any one of claims 7 to 9,
Enclosing the electrode element and the electrolytic solution in an exterior body;
And a film is formed on the surface of the negative electrode by impregnating the negative electrode with the electrolytic solution.
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