JP6870712B2 - Negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池に関する。
The present invention relates to a negative electrode for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池は、携帯電話、ノートパソコン等のモバイル機器やハイブリットカー等の動力源としても広く用いられている。これらの分野の発展と共に、リチウムイオン二次電池は、より高い性能が求められている。 Lithium-ion secondary batteries are also widely used as a power source for mobile devices such as mobile phones and laptop computers and hybrid cars. With the development of these fields, lithium ion secondary batteries are required to have higher performance.
その性能の一つがレート特性である。レート特性は、高速に充放電した際の充放電特性である。例えば、特許文献1には、ゾル−ゲル法によって形成される複合酸化物は、BET比表面積が大きく、リチウムイオンの急速な挿入放出反応が可能となることが記載されている。 One of its performance is the rate characteristic. The rate characteristic is a charge / discharge characteristic when charging / discharging at high speed. For example, Patent Document 1 describes that the composite oxide formed by the sol-gel method has a large BET specific surface area and enables a rapid insertion / release reaction of lithium ions.
また例えば、特許文献2には、炭素を結合剤として結晶性炭素粒子同士を結合した二次粒子を用いることで、リチウムイオン二次電池のレート特性が向上することが記載されている。 Further, for example, Patent Document 2 describes that the rate characteristics of a lithium ion secondary battery are improved by using secondary particles in which crystalline carbon particles are bonded to each other using carbon as a binder.
また例えば、特許文献3には、金属イオンが分子レベルで分散した重合物を炭化することにより、金属含有粒子が担持された活物質が得られ、レート特性が向上することが記載されている。 Further, for example, Patent Document 3 describes that by carbonizing a polymer in which metal ions are dispersed at the molecular level, an active material in which metal-containing particles are supported can be obtained, and the rate characteristics are improved.
リチウムイオン二次電池の性能の向上により更なるレート特性の改善が求められている。 Further improvement of rate characteristics is required by improving the performance of the lithium ion secondary battery.
本開示は上記問題に鑑みてなされたものであり、入出力特性が向上する負極及びリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a negative electrode and a lithium ion secondary battery having improved input / output characteristics.
本発明者らは、活物質又は導電助剤が扁平に凝集すると、活物質層の厚みが薄い場合でもリチウムイオン二次電池のレート特性が向上することを見出した。
すなわち、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
The present inventors have found that when the active material or the conductive auxiliary agent is aggregated flatly, the rate characteristics of the lithium ion secondary battery are improved even when the thickness of the active material layer is thin.
That is, in order to solve the above problems, the following means are provided.
(1)第1の態様にかかる負極は、集電体と、前記集電体の少なくとも一面に接する活物質層とを備え、前記活物質層の平均厚みは、前記集電体の平均厚みの0.8倍以上2.0倍以下であり、前記活物質層は、複数の活物質と複数の導電助剤とを有し、前記活物質層は、前記複数の活物質の一部又は前記複数の導電助剤の一部が凝集した凝集物を有し、前記凝集物は、前記活物質層が広がる面と交差する切断面における周囲長が5μm以上62μm以下であり、前記凝集物は、前記切断面における短軸長さを長軸長さで割った扁平率が0.33以上0.80以下の扁平凝集物を含む。 (1) The negative electrode according to the first aspect includes a current collector and an active material layer in contact with at least one surface of the current collector, and the average thickness of the active material layer is the average thickness of the current collector. The active material layer is 0.8 times or more and 2.0 times or less, the active material layer has a plurality of active materials and a plurality of conductive auxiliary agents, and the active material layer is a part of the plurality of active materials or the said. The aggregate has an agglomerate in which a part of a plurality of conductive auxiliary agents is aggregated, and the agglomerate has a peripheral length of 5 μm or more and 62 μm or less on a cut surface intersecting the surface on which the active material layer spreads. It contains flat aggregates having a flatness of 0.33 or more and 0.80 or less, which is obtained by dividing the minor axis length on the cut surface by the major axis length.
(2)上記態様にかかる負極は、前記活物質層が広がる面と交差する切断面において、300μmの幅の間に、前記凝集物が1個以上5個以下あってもよい。 (2) The negative electrode according to the above aspect may have one or more and five or less agglomerates in a width of 300 μm on a cut surface intersecting the surface on which the active material layer spreads.
(3)上記態様にかかる負極における前記扁平凝集物は、長軸が面内方向に配向していてもよい。 (3) The long axis of the flat aggregate in the negative electrode according to the above aspect may be oriented in the in-plane direction.
(4)上記態様にかかる負極において、前記凝集物は、前記複数の活物質の一部が凝集した活物質凝集物と前記複数の導電助剤の一部が凝集した導電助剤凝集物とのうちいずれかであり、前記活物質凝集物の平均粒径は、前記活物質の平均粒径の3倍以上であってもよい。 (4) In the negative electrode according to the above aspect, the agglomerates are an active material agglomerate in which a part of the plurality of active materials is aggregated and a conductive auxiliary agent agglomerate in which a part of the plurality of conductive auxiliary agents is aggregated. The average particle size of the active material aggregate may be three times or more the average particle size of the active material.
(5)上記態様にかかる負極において、前記凝集物は、前記複数の活物質の一部が凝集した活物質凝集物と前記複数の導電助剤の一部が凝集した導電助剤凝集物とのうちいずれかであり、前記導電助剤凝集物の平均粒径は、前記導電助剤の平均粒径の40倍以上であってもよい。 (5) In the negative electrode according to the above aspect, the agglomerates are an active material agglomerate in which a part of the plurality of active materials is aggregated and a conductive auxiliary agent agglomerate in which a part of the plurality of conductive auxiliary agents is aggregated. The average particle size of the conductive auxiliary agent aggregate may be 40 times or more the average particle size of the conductive auxiliary agent.
(6)上記態様にかかる負極において、前記活物質の平均粒径が100nm以上500nm以下であってもよい。 (6) In the negative electrode according to the above aspect, the average particle size of the active material may be 100 nm or more and 500 nm or less.
(7)上記態様にかかる負極において、前記導電助剤の平均粒径が20nm以上40nm以下であってもよい。 (7) In the negative electrode according to the above aspect, the average particle size of the conductive auxiliary agent may be 20 nm or more and 40 nm or less.
(8)上記態様にかかる負極において、前記活物質の質量%が70質量%以上85質量%以下であり、前記導電助剤の質量%が3質量%以上10質量%以下であり、バインダーの質量%が10質量%以上20質量%以下であってもよい。 (8) In the negative electrode according to the above aspect, the mass% of the active material is 70% by mass or more and 85% by mass or less, the mass% of the conductive auxiliary agent is 3% by mass or more and 10% by mass or less, and the mass of the binder. % May be 10% by mass or more and 20% by mass or less.
(9)第2の態様にかかるリチウムイオン二次電池は、上記態様にかかる負極と、前記負極と対向する正極と、前記負極と前記正極との間を繋ぐ非水電解質と、を備える。 (9) The lithium ion secondary battery according to the second aspect includes a negative electrode according to the above aspect, a positive electrode facing the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte connecting the negative electrode and the positive electrode.
上記態様に係る負極及びリチウムイオン二次電池は、入出力特性に優れる。 The negative electrode and the lithium ion secondary battery according to the above aspect are excellent in input / output characteristics.
以下、実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings used in the following description, the featured portion may be enlarged for convenience in order to make the feature easy to understand, and the dimensional ratio of each component may be different from the actual one. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and the present invention can be appropriately modified without changing the gist thereof.
「リチウムイオン二次電池」
図1は、第1実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の模式図である。図1に示すリチウムイオン二次電池100は、発電素子40と外装体50と非水電解液(図示略)とを備える。外装体50は、発電素子40の周囲を被覆する。発電素子40は、接続された一対の端子60、62によって外部と接続される。非水電解液は、外装体50内に収容されている。
"Lithium-ion secondary battery"
FIG. 1 is a schematic view of a lithium ion secondary battery according to the first embodiment. The lithium ion
(発電素子)
発電素子40は、正極20と負極30とセパレータ10とを備える。
(Power generation element)
The
<負極>
図2は、第1実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の負極の断面模式図である。図2は、負極30を負極集電体32が広がる面内方向と交差(略直交)する面で切断した断面図である。負極30は、例えば、負極集電体32と負極活物質層34とを有する。
<Negative electrode>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the negative electrode of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the
[負極集電体]
負極集電体32は、例えば、導電性の板材である。負極集電体32は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス等の金属薄板である。負極集電体32の平均厚みは、例えば、10μm以上30μm以下である。
[Negative electrode current collector]
The negative electrode
[負極活物質層]
負極活物質層34は、負極集電体32の少なくとも一面に接する。負極活物質層34は、例えば、負極集電体32の両面に接する。負極活物質層34は、負極集電体32に沿って、面内方向に広がる。
[Negative electrode active material layer]
The negative electrode
負極活物質層34の平均厚みは、負極集電体32の平均厚みの0.8倍以上2.0倍以下であり、好ましくは平均厚みの0.9倍以上1.5倍以下である。負極活物質層34の平均厚みは、例えば、8μm以上30μm以下である。負極活物質層34の平均厚みは、負極活物質層34の厚みを異なる10点で測定した平均値である。負極活物質層34の平均厚みが薄い系は、エネルギー密度が低くなりやすい。また負極活物質層34の平均厚みが薄い系は、電子及びリチウムイオンの導電パスを確保することが難しく、レート特性が低くなりやすい。
The average thickness of the negative electrode
負極活物質層34は、複数の負極活物質と、複数の導電助剤とを有する。負極活物質層34は、必要に応じてバインダーを有してもよい。
The negative electrode
負極活物質層34は、例えば、負極活物質と導電助剤とバインダーとを所定の割合で含む。例えば、負極活物質層34の負極活物質の質量%を70質量%以上85質量%以下とし、導電助剤の質量%を3質量%以上10質量%以下とし、バインダーの質量%を10質量%以上20質量%以下としてもよい。
The negative electrode
負極活物質層34は、分散部341と凝集物342とに分けられる。分散部341は、負極活物質と導電助剤が分散した領域である。例えば、分散部341において、負極活物質と導電助剤とは均一分散している。凝集物342は、負極活物質又は導電助剤が凝集したものである。
The negative electrode
凝集物342は、周囲長が5μm以上62μm以下である。凝集物342の周囲長は、負極活物質層34が広がる面と交差(略直交)する切断面における凝集物342の周囲の長さである。凝集物342は、周囲長が15μm以上の凝集物を含むことが好ましく、20μm以上の凝集物を含むことがより好ましく、30μm以上の凝集物を含むことがさらに好ましい。
The agglomerate 342 has a peripheral length of 5 μm or more and 62 μm or less. The perimeter of the
凝集物342は、扁平凝集物を含む。扁平凝集物は、形状に異方性を有する凝集物である。扁平凝集物の有無は、負極活物質層34が広がる面と交差(略直交)する第1の方向に沿って負極活物質層34を等間隔に切断した異なる切断面の5画像、及び、第1の方向と直交する第2の方向に沿って負極活物質層34を等間隔に切断した異なる切断面の5画像で判断する。
扁平凝集物は、負極活物質層34が広がる面と交差(略直交)するいずれかの切断面において、短軸長さを長軸長さで割った扁平率が0.33以上0.80以下である。扁平凝集物の短軸長さ及び長軸長さは、扁平凝集物を内包する最も小さい楕円の長軸方向の長さと短軸方向の長さである。扁平凝集物の形状は不定形でもよい。凝集物342は、全て扁平凝集物であることが好ましい。
The flat agglomerates have a flatness of 0.33 or more and 0.80 or less, which is obtained by dividing the minor axis length by the major axis length on any cut surface that intersects (approximately orthogonally) the surface on which the negative electrode
扁平凝集物は、面内方向に配向していることが好ましい。「面内方向に配向する」とは、負極活物質層34が広がる面内方向に対する長軸の傾き角が45度以内であることを意味する。また扁平凝集物の長軸方向は、面内方向と略一致することが好ましい。扁平凝集物の長軸方向が面内方向と略一致するとは、扁平凝集物の長軸方向のxy平面に対する傾き角が10度以下であることを意味する。
The flat agglomerates are preferably oriented in the in-plane direction. “Oriented in the in-plane direction” means that the inclination angle of the major axis with respect to the in-plane direction in which the negative electrode
負極活物質層34は、一つ以上の凝集物342を含む。負極活物質層34は、凝集物342として活物質凝集物のみを有してもよく、導電助剤凝集物のみを有してもよく、活物質凝集物と導電助剤凝集物とを両方有してもよい。
The negative electrode
凝集物342は、負極活物質層34が広がる面と交差(略直交)する切断面において、300μmの幅の間に、1個以上5個以下あることが好ましい。凝集物342の数は、走査型電子顕微鏡(SEM)で測定でき、10画像の平均値として求める。
It is preferable that the number of
凝集物342は、負極活物質が凝集した活物質凝集物と、導電助剤が凝集した導電助剤凝集物に分けられる。活物質凝集物は、主に負極活物質を含む。活物質凝集物は、基本的には、負極活物質のみからなるが、不純物として導電助剤やバインダーを一部に含む場合もある。活物質凝集物は、負極活物質を90%以上含む。導電助剤凝集物は、主に導電助剤を含む。導電助剤凝集物は、基本的には、導電助剤のみからなるが、不純物として負極活物質やバインダーを一部に含む場合もある。導電助剤凝集物は、導電助剤を90%以上含む。 The agglomerate 342 is divided into an active material agglomerate in which the negative electrode active material is aggregated and a conductive auxiliary agent agglomerate in which the conductive auxiliary agent is aggregated. The active material aggregate mainly contains a negative electrode active material. The active material aggregate basically consists of only the negative electrode active material, but may contain a conductive auxiliary agent or a binder as an impurity. The active material aggregate contains 90% or more of the negative electrode active material. The conductive auxiliary agent agglomerate mainly contains a conductive auxiliary agent. The conductive auxiliary agent agglomerate basically consists of only the conductive auxiliary agent, but may contain a negative electrode active material or a binder as an impurity. The conductive auxiliary agent aggregate contains 90% or more of the conductive auxiliary agent.
活物質凝集物の平均粒径は、例えば、負極活物質の平均粒径の3倍以上である。活物質凝集物は、平均粒径が負極活物質の平均粒径の6倍以上のものを含むことが好ましく、平均粒径が負極活物質の平均粒径の10倍以上のものを含むことがより好ましい。 The average particle size of the active material aggregate is, for example, three times or more the average particle size of the negative electrode active material. The active material aggregate preferably contains an average particle size of 6 times or more the average particle size of the negative electrode active material, and preferably contains an average particle size of 10 times or more the average particle size of the negative electrode active material. More preferred.
導電助剤凝集物の平均粒径は、例えば、導電助剤の平均粒径の40倍以上である。導電助剤凝集物は、平均粒径が導電助剤の平均粒径の60倍以上のものを含むことが好ましく、平均粒径が導電助剤の平均粒径の80倍以上のものを含むことがより好ましい。 The average particle size of the conductive auxiliary agent aggregate is, for example, 40 times or more the average particle size of the conductive auxiliary agent. The conductive auxiliary agent aggregate preferably contains an average particle size of 60 times or more the average particle size of the conductive auxiliary agent, and includes an average particle size of 80 times or more the average particle size of the conductive auxiliary agent. Is more preferable.
凝集物の平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)で測定した切断面における短軸長さと長軸長さの平均値であり、10画像中にある凝集物の平均値として求められる。 The average particle size of the agglomerates is the average value of the minor axis length and the major axis length on the cut surface measured by a scanning electron microscope (SEM), and is obtained as the average value of the agglomerates in 10 images.
負極活物質は、イオンを吸蔵・放出可能な化合物である。負極活物質は、例えば、公知のリチウムイオン二次電池に用いられる負極活物質である。負極活物質は、例えば、炭素材料である。炭素材料は、例えば、イオンを吸蔵・放出可能な黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、カーボンナノチューブ、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素である。負極活物質の平均粒径は、例えば、100nm以上500nm以下である。 The negative electrode active material is a compound that can occlude and release ions. The negative electrode active material is, for example, a negative electrode active material used in a known lithium ion secondary battery. The negative electrode active material is, for example, a carbon material. The carbon material is, for example, graphite (natural graphite, artificial graphite) capable of storing and releasing ions, carbon nanotubes, non-graphitizable carbon, easily graphitized carbon, and low-temperature calcined carbon. The average particle size of the negative electrode active material is, for example, 100 nm or more and 500 nm or less.
導電助剤は、負極活物質層34における負極活物質間の電子伝導性を高める。導電助剤は、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物である。導電助剤は、カーボンブラック等の炭素材料が好ましい。
The conductive auxiliary agent enhances the electron conductivity between the negative electrode active materials in the negative electrode
バインダーは、活物質同士を結合する。バインダーは、公知のものを用いることができる。バインダーは、例えば、フッ素樹脂である。フッ素樹脂は、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等である。 The binder binds the active materials together. A known binder can be used. The binder is, for example, a fluororesin. Fluororesin is, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVF) and the like.
上記の他に、バインダーは、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムでもよい。またバインダーは、例えば、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等でもよい。 In addition to the above, the binder is, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-based fluororubber (VDF-HFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-HFP-TFE-based). Fluororesin), Vinylidene Fluoride-Pentafluoropropylene Fluororesin (VDF-PFP Fluororubber), Vinylidene Fluoride-Pentafluoropropylene-Tetrafluoroethylene Fluororesin (VDF-PFP-TFE Fluororubber), Vinylidene Fluoro Vinylidene fluoride-based fluoropolymers such as Ride-Perfluoromethyl Vinyl Ether-Tetrafluoroethylene Fluororesin (VDF-PFMVE-TFE Fluororesin) and Vinylidene Fluoride-Chlorotrifluoroethylene Fluororesin (VDF-CTFE Fluororesin) It may be rubber. Further, the binder may be, for example, cellulose, styrene / butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, polyimide resin, polyamide-imide resin, acrylic resin or the like.
<正極>
図1に示すように、正極20は、例えば、正極集電体22と正極活物質層24とを有する。
<Positive electrode>
As shown in FIG. 1, the
[正極集電体]
正極集電体22は、例えば、導電性の板材である。正極集電体22は、例えば、負極集電体32と同様の構成である。
[Positive current collector]
The positive electrode
[正極活物質層]
正極活活物質層24は、例えば、正極活物質と導電助剤とバインダーとを備える。正極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、正極活物質層24は導電材を含んでいなくてもよい。
[Positive electrode active material layer]
The positive electrode
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入(インターカレーション)、又は、リチウムイオンとカウンターアニオンのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能な電極活物質を用いることができる。 The positive electrode active material is an electrode active material capable of reversibly advancing the occlusion and release of lithium ions, the desorption and insertion (intercalation) of lithium ions, or the doping and dedoping of lithium ions and counter anions. Can be used.
正極活物質は、例えば、複合金属酸化物である。複合金属酸化物は、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、リチウムマンガンスピネル(LiMn2O4)、及び、一般式:LiNixCoyMnzMaO2の化合物(一般式中においてx+y+z+a=1、0≦x<1、0≦y<1、0≦z<1、0≦a<1、MはAl、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Crより選ばれる1種類以上の元素)、リチウムバナジウム化合物(LiV2O5)、オリビン型LiMPO4(ただし、Mは、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zrより選ばれる1種類以上の元素又はVOを示す)、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)、LiNixCoyAlzO2(0.9<x+y+z<1.1)である。正極活物質は、有機物でもよい。例えば、正極活物質は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセンでもよい。 The positive electrode active material is, for example, a composite metal oxide. Composite metal oxides, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickelate (LiNiO 2), lithium manganate (LiMnO 2), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4), and the general formula: LiNi x Co y Mn z M a O 2 compound (in the general formula x + y + z + a = 1,0 ≦ x <1,0 ≦ y <1,0 ≦ z <1,0 ≦ a <1, M is Al, Mg, Nb, One or more elements selected from Ti, Cu, Zn, and Cr), lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), olivine type LiMPO 4 (where M is Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti). , Al, showing one or more elements or VO selected from Zr), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12) , in LiNi x Co y Al z O 2 (0.9 <x + y + z <1.1) is there. The positive electrode active material may be an organic substance. For example, the positive electrode active material may be polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, or polyacene.
導電助剤及びバインダーは、負極活物質層34における導電助剤及びバインダーと同様の材料を用いることができる。
As the conductive auxiliary agent and the binder, the same material as the conductive auxiliary agent and the binder in the negative electrode
<セパレータ>
セパレータ10は、正極20と負極30とに挟まれる。セパレータ10は、正極20と負極30とを隔離し、正極20と負極30との短絡を防ぐ。セパレータ10は、正極20及び負極30に沿って面内に広がる。リチウムイオンは、セパレータ10を通過できる。
<Separator>
The
セパレータ10は、例えば、電気絶縁性の多孔質構造を有する。セパレータ10は、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いはセルロース、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。セパレータ10は、例えば、固体電解質であってもよい。固体電解質は、例えば、高分子固体電解質、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質である。
The
(端子)
端子60、62は、それぞれ正極20と負極30とに接続されている。正極20に接続された端子60は正極端子であり、負極30に接続された端子62は負極端子である。端子60、62は、外部との電気的接続を担う。端子60、62は、アルミニウム、ニッケル、銅等の導電材料から形成されている。接続方法は、溶接でもネジ止めでもよい。端子60、62は短絡を防ぐために、絶縁テープで保護することが好ましい。
(Terminal)
The
(外装体)
外装体50は、その内部に発電素子40及び非水電解液を密封する。外装体50は、非水電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池100内部への水分等の侵入等を抑止する。
(Exterior body)
The
外装体50は、例えば図1に示すように、金属箔52と、金属箔52の各面に積層された樹脂層54と、を有する。外装体50は、金属箔52を高分子膜(樹脂層54)で両側からコーティングした金属ラミネートフィルムである。
The
金属箔52としては例えばアルミ箔を用いることができる。樹脂層54には、ポリプロピレン等の高分子膜を利用できる。樹脂層54を構成する材料は、内側と外側とで異なっていてもよい。例えば、外側の材料としては融点の高い高分子、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)等を用い、内側の高分子膜の材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等を用いることができる。
As the
(非水電解液)
非水電解液は、外装体50内に封入され、発電素子40に含浸している。
非水電解液は、例えば、非水溶媒と電解質とを有する。電解質は、非水溶媒に溶解している。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolytic solution is sealed in the
The non-aqueous electrolyte solution has, for example, a non-aqueous solvent and an electrolyte. The electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent.
非水溶媒は、例えば、環状カーボネートと、鎖状カーボネートと、を含有する。環状カーボネートは、電解質を溶媒和する。環状カーボネートは、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びブチレンカーボネートである。環状カーボネートは、プロピレンカーボネートを少なくとも含むことが好ましい。鎖状カーボネートは、環状カーボネートの粘性を低下させる。鎖状カーボネートは、例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。非水溶媒は、その他、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン等を有してもよい。 The non-aqueous solvent contains, for example, a cyclic carbonate and a chain carbonate. Cyclic carbonate solvates the electrolyte. Cyclic carbonates are, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate. The cyclic carbonate preferably contains at least propylene carbonate. The chain carbonate reduces the viscosity of the cyclic carbonate. The chain carbonate is, for example, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate. The non-aqueous solvent may also include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and the like. ..
非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートの割合は体積にして1:9〜1:1にすることが好ましい。 The ratio of cyclic carbonate to chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 1: 9 to 1: 1 in volume.
電解質は、例えば、リチウム塩である。電解質は、例えば、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiCF3CF2SO3、LiC(CF3SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(CF3CF2SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiN(CF3CF2CO)2、LiBOB等である。リチウム塩は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。電離度の観点から、電解質はLiPF6を含むことが好ましい。 The electrolyte is, for example, a lithium salt. Electrolytes include, for example, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CF 2 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2). SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (CF 3 CF 2 CO) 2 , LiBOB and the like. One type of lithium salt may be used alone, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of the degree of ionization, the electrolyte preferably contains LiPF 6.
「リチウムイオン二次電池の製造方法」
まず負極30を作製する。負極集電体32は、例えば、市販のものを用いる。負極集電体32の少なくとも一面に、ペースト状の負極スラリーを塗る。塗布方法は、特に制限はない。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。負極スラリーは、負極活物質と導電助剤とバインダーと溶媒とを混合してペースト化したものである。また負極スラリーには、負極活物質又は導電助剤の凝集物を添加する。凝集物は、負極活物質又は導電助剤を複合化処理して得られる。複合化処理は、例えば、メカニカルアロイング法である。複数の負極活物質又は複数の導電助剤を機械的に混合して、凝集物が得られる。
"Manufacturing method of lithium ion secondary battery"
First, the
次いで、負極スラリー中の溶媒を除去する。除去方法は特に限定されない。例えば、負極スラリーが塗布された負極集電体32を、80℃〜150℃の雰囲気下で乾燥させる。次いで、得られた塗膜をプレスして、負極活物質層34を高密度化することで、負極30が得られる。プレスの手段は、例えばロールプレス機、静水圧プレス機等を用いることができる。
Then, the solvent in the negative electrode slurry is removed. The removal method is not particularly limited. For example, the negative electrode
次いで、正極20を作製する。正極20は、負極30と同様に作製できる。正極集電体22の少なくとも一面に、ペースト状の正極スラリーを塗る。正極スラリーは、正極活物質、バインダー、導電助剤及び溶媒を混合し、ペースト化したものである。正極スラリーを正極集電体22に塗布し、乾燥することで正極20が得られる。
Next, the
次いで、作製した正極20及び負極30の間にセパレータ10が位置するようにこれらを積層して、発電素子40を作製する。発電素子40が捲回体の場合は、正極20、負極30及びセパレータ10の一端側を軸として、これらを捲回する。
Next, the
最後に、発電素子40を外装体50に封入する。非水電解液は外装体50内に注入する。非水電解液を注入後に減圧、加熱等を行うことで、発電素子40内に非水電解液が含浸する。熱等を加えて外装体50を封止することで、リチウムイオン二次電池100が得られる。
Finally, the
第1実施形態にかかるリチウムイオン二次電池は、後述する実施例で示すように、負極活物質が扁平凝集物を含むことで、レート特性が向上している。 The lithium ion secondary battery according to the first embodiment has improved rate characteristics because the negative electrode active material contains flat aggregates, as shown in Examples described later.
この原因は明確ではないが、所定のサイズの扁平凝集物の存在により、負極活物質層34内におけるリチウムイオン伝導性と電子伝導性とのうちの少なくとも一方が向上しているためではないかと考えられる。
The cause of this is not clear, but it is thought that the presence of flat agglomerates of a predetermined size may improve at least one of the lithium ion conductivity and the electron conductivity in the negative electrode
レート特性は、0.2CのCCCV充電後の0.2C放電容量を基準とし、急速放電させた際の容量維持率である。レート特性が高いほど、急速放電において電池の性能を十分発揮できる。活物質層内におけるリチウムイオン伝導性および電子伝導性は、レート特性に大きな影響を及ぼす。 The rate characteristic is a capacity retention rate at the time of rapid discharge based on the 0.2C discharge capacity after 0.2C CCCV charging. The higher the rate characteristic, the more the battery performance can be fully exhibited in rapid discharge. Lithium ion conductivity and electron conductivity in the active material layer have a great influence on the rate characteristics.
活物質凝集物は、主に、活物質からなる。活物質凝集物中では活物質同士がバインダーを介さず直接接触しており、リチウムイオン伝導性が向上しているのではないかと予想される。また導電助剤凝集物は、主に、導電助剤からなる。導電助剤凝集物中では、導電助剤同士がバインダーを介さず直接接触しており、電子伝導性が向上しているのではないかと予想される。 The active material aggregate mainly consists of the active material. In the active material aggregate, the active materials are in direct contact with each other without a binder, and it is expected that the lithium ion conductivity is improved. Further, the conductive auxiliary agent aggregate is mainly composed of the conductive auxiliary agent. In the agglomerates of conductive auxiliaries, the conductive auxiliaries are in direct contact with each other without a binder, and it is expected that the electron conductivity is improved.
また凝集物が所定の扁平形状であることで、活物質層内におけるリチウムイオン伝導性と電子伝導性とのうちの少なくとも一方が向上しやすくなっているのではないかと予想される。電子又はリチウムイオンにとって、扁平凝集物の長軸方向は移動しやすい。そのため、扁平凝集物の長軸方向が電子又はリチウムイオンにとっての幹線経路となり、電子又はリチウムイオンの移動が容易になっているのではないかと考えられる。扁平凝集物の長軸方向が面内方向に配向すると、面内方向にパスが確保され、よりレート特性が向上する。 Further, it is expected that the predetermined flat shape of the agglomerates facilitates improvement of at least one of the lithium ion conductivity and the electron conductivity in the active material layer. For electrons or lithium ions, the flat agglomerates tend to move in the long axis direction. Therefore, it is considered that the long axis direction of the flat agglomerates serves as a trunk path for electrons or lithium ions, facilitating the movement of electrons or lithium ions. When the long axis direction of the flat agglomerates is oriented in the in-plane direction, a path is secured in the in-plane direction, and the rate characteristics are further improved.
一方で、凝集物のサイズが大きくなりすぎると、レート特性は低下する。これは、凝集物が大きすぎると、負極活物質層34内における分散性が低くなりすぎ、負極活物質層34内の抵抗が増大したためと予想される。
On the other hand, if the size of the agglomerates becomes too large, the rate characteristics will deteriorate. It is presumed that this is because if the agglomerates are too large, the dispersibility in the negative electrode
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations thereof in the respective embodiments are examples, and the configurations are added or omitted within a range not deviating from the gist of the present invention. , Replacement, and other changes are possible.
「実施例1」
まず、負極を作製した。負極は、負極活物質と導電助剤とバインダーとを混合し、負極合材を作製した。負極活物質は平均粒径500nmのグラファイト、導電助剤は平均粒径20nmのカーボンブラック、バインダーはポリフッ化ビニリデン(PVDF)とした。負極活物質と導電助剤とバインダーは質量比で65:13:22とした。負極活物質及び導電助剤は、らいかい機で混練してから負極合材を作製した。この負極合剤を、N−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極スラリーを作製した。そして、厚さ10μmの銅箔の一面に、負極スラリーを塗布した。塗布後に、100℃で乾燥させ、溶媒を除去して負極活物質層を形成した。負極活物質層の厚みは15μmであり、負極集電体の厚みの1.5倍であった。
"Example 1"
First, a negative electrode was prepared. For the negative electrode, a negative electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture. The negative electrode active material was graphite having an average particle size of 500 nm, the conductive additive was carbon black having an average particle size of 20 nm, and the binder was polyvinylidene fluoride (PVDF). The mass ratio of the negative electrode active material, the conductive auxiliary agent, and the binder was 65:13:22. The negative electrode active material and the conductive auxiliary agent were kneaded with a raft machine to prepare a negative electrode mixture. This negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a negative electrode slurry. Then, a negative electrode slurry was applied to one surface of a copper foil having a thickness of 10 μm. After coating, it was dried at 100 ° C. to remove the solvent to form a negative electrode active material layer. The thickness of the negative electrode active material layer was 15 μm, which was 1.5 times the thickness of the negative electrode current collector.
同条件で作製した負極の断面をSEMで確認した。その結果、活物質凝集物と導電助剤凝集物とが、300μmの幅の範囲内にそれぞれ一つずつ存在した。活物質凝集物は、周囲長が30μm、扁平率が0.5であった。導電助剤凝集物は、周囲長が40μm、扁平率が0.8であった。 The cross section of the negative electrode produced under the same conditions was confirmed by SEM. As a result, one active material agglomerate and one conductive auxiliary agent agglomerate were present within a width range of 300 μm. The active material aggregate had a peripheral length of 30 μm and a flatness of 0.5. The conductive auxiliary agent aggregate had a peripheral length of 40 μm and a flatness of 0.8.
次いで、正極を作製した。正極は、正極活物質と導電材とバインダーとを混合し、正極合材を作製した。正極活物質はニッケル−マンガン−コバルト(NCA)、導電材はカーボンブラック、バインダーはポリフッ化ビニリデン(PVDF)とした。正極活物質と導電材とバインダーは、質量比で95:2:3の割合とした。この正極合材を、N−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極スラリーを作製した。そして、厚さ15μmのアルミニウム箔の一面に、正極スラリーを塗布した。塗布後に、100℃で乾燥させ、溶媒を除去して正極活物質層を形成した。 Then, a positive electrode was prepared. For the positive electrode, a positive electrode active material, a conductive material, and a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. The positive electrode active material was nickel-manganese-cobalt (NCA), the conductive material was carbon black, and the binder was polyvinylidene fluoride (PVDF). The positive electrode active material, the conductive material, and the binder had a mass ratio of 95: 2: 3. This positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode slurry. Then, a positive electrode slurry was applied to one surface of an aluminum foil having a thickness of 15 μm. After coating, it was dried at 100 ° C. to remove the solvent to form a positive electrode active material layer.
(評価用リチウムイオン二次電池の作製 フルセル)
作製した負極と正極とを、厚さ10μmのポリプロピレン製のセパレータを介して交互に積層し、負極6枚と正極5枚とを積層することで積層体を作製した。さらに、積層体の負極において、負極活物質層を設けていない銅箔の突起端部にニッケル製の負極リードを取り付けた。また積層体の正極においては、正極活物質層を設けていないアルミニウム箔の突起端部にアルミニウム製の正極リードを超音波溶接機によって取り付けた。
(Manufacturing of lithium-ion secondary battery for evaluation Full cell)
The prepared negative electrode and the positive electrode were alternately laminated via a polypropylene separator having a thickness of 10 μm, and 6 negative electrodes and 5 positive electrodes were laminated to prepare a laminated body. Further, in the negative electrode of the laminated body, a nickel negative electrode lead was attached to the protruding end of the copper foil not provided with the negative electrode active material layer. Further, in the positive electrode of the laminated body, an aluminum positive electrode lead was attached to the protruding end of the aluminum foil not provided with the positive electrode active material layer by an ultrasonic welding machine.
そしてこの積層体を、ラミネートフィルムの外装体内に挿入して周囲の1箇所を除いてヒートシールすることにより閉口部を形成した。外装体内には、非水電解液を注入した。非水電解液は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比で3:7とした溶媒中に、リチウム塩として1.0M(mol/L)のLiPF6が添加したものとした。そして、残りの1箇所を真空シール機によって減圧しながらヒートシールで密封し、リチウムイオン二次電池(フルセル)を作製した。 Then, this laminated body was inserted into the outer body of the laminated film and heat-sealed except for one peripheral portion to form a closed portion. A non-aqueous electrolyte solution was injected into the outer body. The non-aqueous electrolyte solution was prepared by adding 1.0 M (mol / L) of LiPF 6 as a lithium salt to a solvent having a volume ratio of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) of 3: 7. did. Then, the remaining one place was sealed with a heat seal while reducing the pressure with a vacuum sealer to prepare a lithium ion secondary battery (full cell).
レート特性は、二次電池充放電試験装置を用いて測定した。レート特性は、電圧範囲を4.2Vから3.0Vまでとし、フルセル設計容量当たり1C=1000mAhとし、3C放電容量維持率(%)で評価した。3C放電容量維持率は、0.2Cの電流値でCCCV充電(定電流定電圧充電、終止電流値が0.05C)を行い0.2Cの電流値で放電したときの放電容量に対して、0.2Cの電流値でCCCV充電(定電流定電圧充電、終止電流値が0.05C)を行い3Cで放電したときの放電容量の割合であり、以下の式(1)で表される。
(3C容量維持率(%))=(0.2CCCV充電/3C放電容量)/(0.2CCCV充電/0.2C放電容量)×100 ・・・(1)
The rate characteristics were measured using a secondary battery charge / discharge test device. The rate characteristics were evaluated with a voltage range of 4.2 V to 3.0 V, 1 C = 1000 mAh per full cell design capacity, and a 3C discharge capacity retention rate (%). The 3C discharge capacity retention rate is the discharge capacity when CCCV charging (constant current constant voltage charging, termination current value is 0.05C) is performed at a current value of 0.2C and discharged at a current value of 0.2C. It is the ratio of the discharge capacity when CCCV charging (constant current constant voltage charging, termination current value is 0.05C) is performed with a current value of 0.2C and discharged at 3C, and is represented by the following equation (1).
(3C capacity retention rate (%)) = (0.2CCCV charge / 3C discharge capacity) / (0.2CCCV charge / 0.2C discharge capacity) x 100 ... (1)
「実施例2〜6、比較例1〜5」
実施例2〜6及び比較例1〜5は、負極活物質及び導電助剤の周囲長、扁平率及び存在数、らいかい機で混練する時間、及び、負極集電体に対する負極活物質層の厚みを変えた点が実施例1と異なる。凝集物は負極活物質および導電助剤をそれぞれらいかい機で撹拌することにより作製した。その凝集体はふるいを用いて大きさを分類した。分類した凝集物をSEMにて観察し、周囲長と扁平率が異なっていることを確認した。これにより分別した凝集体を各サンプルにそれぞれ混合した。混練時間の違いにより活物質凝集物及び導電助剤凝集物の周囲長、扁平率が変化した。
"Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 5"
In Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, the peripheral length, flatness and abundance of the negative electrode active material and the conductive auxiliary agent, the time for kneading with a rake, and the negative electrode active material layer for the negative electrode current collector The difference from Example 1 is that the thickness is changed. The agglomerates were prepared by stirring the negative electrode active material and the conductive auxiliary agent with a rake. The aggregates were sized using a sieve. The classified aggregates were observed by SEM, and it was confirmed that the peripheral length and the flatness were different. The aggregates separated by this were mixed with each sample. The peripheral length and flatness of the active material agglomerates and the conductive additive agglomerates changed due to the difference in kneading time.
実施例1〜6及び比較例1〜5の条件及び測定結果を表1にまとめた。表1において、厚み比は、負極活物質層の厚みを負極集電体の厚みで割った値である。容量維持率は、上記の3C容量維持率であり、レート特性を示す。 The conditions and measurement results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 1. In Table 1, the thickness ratio is a value obtained by dividing the thickness of the negative electrode active material layer by the thickness of the negative electrode current collector. The capacity retention rate is the above-mentioned 3C capacity retention rate and shows rate characteristics.
「実施例7〜9」
実施例7〜9は、負極活物質層内における活物質凝集物の数を実施例1と変更した。活物質凝集物数は、負極スラリーを作製する際に、周囲長30μmの活物質凝集物を固形分量に対して1.3×(n−1)%添加することで調整した。ここで、nは活物質凝集物数に対応する。なお、表における凝集物数は、活物質凝集物数と導電助剤凝集物数を足した値である。
"Examples 7 to 9"
In Examples 7 to 9, the number of active material aggregates in the negative electrode active material layer was changed from that of Example 1. The number of active material aggregates was adjusted by adding 1.3 × (n-1)% of the active material aggregates having a circumference of 30 μm with respect to the solid content when preparing the negative electrode slurry. Here, n corresponds to the number of active material aggregates. The number of aggregates in the table is the sum of the number of active material aggregates and the number of conductive aid aggregates.
実施例7〜9の条件及び測定結果を表2にまとめた。表2には、比較のため、実施例1、実施例3、実施例4、実施例6の結果を同時に示す。 The conditions and measurement results of Examples 7 to 9 are summarized in Table 2. Table 2 shows the results of Example 1, Example 3, Example 4, and Example 6 at the same time for comparison.
「実施例10〜13」
実施例10〜13は、活物質の平均粒子サイズを変更した点が実施例1と異なる。実施例10〜13の条件及び測定結果を表3にまとめた。表3には、比較のため、実施例1の結果を同時に示す。
"Examples 10 to 13"
Examples 10 to 13 are different from Example 1 in that the average particle size of the active material is changed. The conditions and measurement results of Examples 10 to 13 are summarized in Table 3. Table 3 shows the results of Example 1 at the same time for comparison.
「実施例14〜17」
実施例14〜17は、導電助剤の平均粒子サイズを変更した点が実施例1と異なる。実施例14〜17の条件及び測定結果を表4にまとめた。表4には、比較のため、実施例1の結果を同時に示す。
"Examples 14 to 17"
Examples 14 to 17 are different from Example 1 in that the average particle size of the conductive auxiliary agent is changed. The conditions and measurement results of Examples 14 to 17 are summarized in Table 4. Table 4 shows the results of Example 1 at the same time for comparison.
「実施例18〜22」
実施例18〜22は、負極活物質層における負極活物質、導電助剤、バインダーの構成比率を変更した点が実施例1と異なる。実施例18〜22の条件及び測定結果を表5にまとめた。表5には、比較のため、実施例1の結果を同時に示す。
"Examples 18 to 22"
Examples 18 to 22 are different from Example 1 in that the composition ratios of the negative electrode active material, the conductive auxiliary agent, and the binder in the negative electrode active material layer are changed. The conditions and measurement results of Examples 18 to 22 are summarized in Table 5. Table 5 shows the results of Example 1 at the same time for comparison.
10 セパレータ
20 正極
22 正極集電体
24 正極活物質層
30 負極
32 負極集電体
34 負極活物質層
341 分散部
342 凝集物
40 発電素子
50 外装体
52 金属箔
54 樹脂層
60、62 端子
100 リチウムイオン二次電池
10
Claims (10)
前記活物質層の平均厚みは、前記集電体の平均厚みの0.8倍以上2.0倍以下であり、
前記活物質層は、複数の活物質と複数の導電助剤とを有し、
前記活物質層は、前記複数の活物質の一部又は前記複数の導電助剤の一部がバインダーを介さずに凝集した凝集物を有し、
前記複数の活物質のそれぞれは、リチウムイオン伝導性と電子伝導性とのうち少なくとも一方を有し、
前記凝集物は、前記活物質層が広がる面と交差する切断面における周囲長が5μm以上62μm以下であり、
前記凝集物は、前記切断面における短軸長さを長軸長さで割った扁平率が0.33以上0.80以下の扁平凝集物を含む、リチウムイオン二次電池用負極。 A current collector and an active material layer in contact with at least one surface of the current collector are provided.
The average thickness of the active material layer is 0.8 times or more and 2.0 times or less the average thickness of the current collector.
The active material layer has a plurality of active materials and a plurality of conductive auxiliary agents, and has a plurality of active materials.
The active material layer has an agglomerate in which a part of the plurality of active materials or a part of the plurality of conductive auxiliary agents is aggregated without using a binder.
Each of the plurality of active materials has at least one of lithium ion conductivity and electron conductivity.
The aggregate has a peripheral length of 5 μm or more and 62 μm or less on the cut surface intersecting the surface on which the active material layer spreads.
The agglomerate is a negative electrode for a lithium ion secondary battery containing a flat agglomerate having a flatness of 0.33 or more and 0.80 or less obtained by dividing the minor axis length on the cut surface by the major axis length.
前記活物質凝集物の平均粒径は、前記活物質の平均粒径の3倍以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用負極。 The agglomerate is either an active material agglomerate in which a part of the plurality of active materials is aggregated or a conductive auxiliary agent agglomerate in which a part of the plurality of conductive auxiliary agents is aggregated.
The negative electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle size of the active material aggregate is three times or more the average particle size of the active material.
前記導電助剤凝集物の平均粒径は、前記導電助剤の平均粒径の40倍以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用負極。 The agglomerate is either an active material agglomerate in which a part of the plurality of active materials is aggregated or a conductive auxiliary agent agglomerate in which a part of the plurality of conductive auxiliary agents is aggregated.
The negative electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle size of the conductive auxiliary agent aggregate is 40 times or more the average particle size of the conductive auxiliary agent.
前記導電助剤の質量%が3質量%以上10質量%以下であり、
バインダーの質量%が10質量%以上20質量%以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用負極。 The mass% of the active material is 70% by mass or more and 85% by mass or less.
The mass% of the conductive auxiliary agent is 3% by mass or more and 10% by mass or less.
The negative electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the mass% of the binder is 10% by mass or more and 20% by mass or less.
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