JP2002110152A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary batteryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】リチウム金属、リチウム合金、リチウム
化合物、炭素材料などを負極活物質に用いた非水電解質
二次電池は、高エネルギー密度電池として期待され、盛
んに研究開発が進められている。2. Description of the Related Art Non-aqueous electrolyte secondary batteries using lithium metal, lithium alloys, lithium compounds, carbon materials and the like as negative electrode active materials are expected to be high energy density batteries, and are being actively researched and developed.
【0003】上記非水電解質二次電池の中でも、正極活
物質としてLiCoO2またはLiMn2O4を含む正極
と、負極活物質としてリチウムを吸蔵・放出する炭素材
料を含む負極とを備えたリチウムイオン電池は、負極の
微粉化が生じ難く、かつ長寿命と高い安全性を得られる
ため、広く実用化されている。[0003] Among the nonaqueous electrolyte secondary batteries, a lithium ion having a positive electrode containing LiCoO 2 or LiMn 2 O 4 as a positive electrode active material and a negative electrode containing a carbon material capable of occluding and releasing lithium as a negative electrode active material. BACKGROUND ART Batteries are widely put into practical use because pulverization of a negative electrode hardly occurs, and a long life and high safety can be obtained.
【0004】しかしながら、リチウム金属、リチウム合
金、リチウム化合物を負極活物質として含む二次電池
は、未だ実用化されていない。リチウム金属を負極活物
質に用いると、非水電解液とリチウム金属との反応によ
るリチウムの劣化と、充放電の繰り返しによるデンドラ
イト状(樹枝状)のリチウムの発生による脱離が起きる
ため、内部短絡の発生並びにサイクル寿命の低下という
問題が生じるからである。一方、リチウム−アルミニウ
ム合金のようなリチウム合金を含む負極を備えた二次電
池は、非水電解液と負極との反応が抑制されて充放電効
率が改善されるものの、深い充放電を繰り返すと負極が
微粉化するため、長寿命を得られなくなる。[0004] However, a secondary battery containing lithium metal, a lithium alloy, or a lithium compound as a negative electrode active material has not yet been put to practical use. When lithium metal is used for the negative electrode active material, the internal short circuit occurs because lithium degrades due to the reaction between the non-aqueous electrolyte and the lithium metal, and desorption occurs due to the generation of dendritic (dendritic) lithium due to repeated charge and discharge. This is because the problem of generation of swelling and reduction of cycle life occurs. On the other hand, a secondary battery provided with a negative electrode containing a lithium alloy such as a lithium-aluminum alloy suppresses the reaction between the nonaqueous electrolyte and the negative electrode, thereby improving the charge / discharge efficiency. Since the negative electrode is pulverized, a long life cannot be obtained.
【0005】負極容量をより一層向上させる観点から、
負極活物質として酸化物などのカルコゲン化合物を用い
る提案がなされている。例えば、特開平7−12227
4号公開公報及び特開平7−235293号公開公報に
は、SnOまたはSnO2を負極活物質として含む負極
を備えた二次電池が開示されている。一方、特開平7−
288123号公報には、SnSiO3、SnSi1-xP
xO3などの非晶質酸化物を負極活物質として含む負極を
備えた二次電池が開示されている。From the viewpoint of further improving the negative electrode capacity,
Proposals have been made to use a chalcogen compound such as an oxide as a negative electrode active material. For example, JP-A-7-12227
Japanese Patent Publication No. 4 and JP-A-7-235293 disclose a secondary battery including a negative electrode containing SnO or SnO 2 as a negative electrode active material. On the other hand, JP-A-7-
No. 288123 discloses SnSiO 3 , SnSi 1-x P
A secondary battery including a negative electrode containing an amorphous oxide such as xO 3 as a negative electrode active material is disclosed.
【0006】しかしながら、これら公報に記載された負
極活物質を含む負極を備えた二次電池は、放電容量及び
サイクル寿命が十分なものではない。また、負極の高容
量化が進むと、使用(放電)時の電流密度が増加するた
め、大電流(ハイレート)放電した際に高容量が得られ
難くなる傾向があるが、前記公報に記載された二次電池
は、ハイレート放電特性も十分なものではない。[0006] However, secondary batteries provided with a negative electrode containing a negative electrode active material described in these publications have insufficient discharge capacity and cycle life. Further, as the capacity of the negative electrode increases, the current density during use (discharge) increases, so that it becomes difficult to obtain a high capacity when discharging a large current (high rate). Also, the secondary battery does not have sufficient high-rate discharge characteristics.
【0007】ところで、負極にリチウム挿入化合物とし
て金属酸化物などを用いる場合、金属酸化物自体の導電
性が充分でないことから、ハイレート充電でリチウムイ
オンを均一に挿入させるために、導電材としてアセチレ
ンブラックや黒鉛カーボン等を添加・併用することが不
可欠である。しかしながら、これらの導電材の電気伝導
度は102〜104S/cmの範囲であり、金属に比べて
2〜4桁も低いため、カーボン系導電材のみでハイレー
ト使用に耐えうる充分な電気伝導を付与することは困難
である。また、カーボンの10倍近い比重を有する合金
化合物を活物質とする場合には、カーボンと合金化合物
を均一に混合することが極めて難しいため、カーボン系
導電材のみでハイレート使用に耐えうる充分な電気伝導
を付与することがさらに困難になる。When a metal oxide or the like is used as a lithium insertion compound for the negative electrode, acetylene black is used as a conductive material to uniformly insert lithium ions by high-rate charging because the metal oxide itself has insufficient conductivity. It is indispensable to add or use graphite or graphite carbon. However, the electrical conductivity of these conductive materials is in the range of 10 2 to 10 4 S / cm, and is 2 to 4 orders of magnitude lower than that of metal. It is difficult to provide conduction. Further, when an alloy compound having a specific gravity close to 10 times that of carbon is used as an active material, it is extremely difficult to uniformly mix carbon and the alloy compound, so that only a carbon-based conductive material has sufficient electric power to withstand high-rate use. It becomes more difficult to provide conduction.
【0008】このような問題に対しては、活物質にAg
等の電気伝導度の高い金属粒子を混ぜて導電性を高め、
ハイレート特性を改善する方法が提案されているが、や
はりAg粒子を均一に混合することが難しく、充分な特
性を引き出すことができなかった。In order to solve such a problem, Ag is added to the active material.
Increase the conductivity by mixing metal particles with high electrical conductivity such as
Although a method for improving the high-rate characteristics has been proposed, it was also difficult to uniformly mix the Ag particles, and sufficient characteristics could not be obtained.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するためになされたもので、充放電特性、
特にハイレート放電効率が向上された高容量な非水電解
質二次電池を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has a charge-discharge characteristic,
In particular, it is an object of the present invention to provide a high-capacity nonaqueous electrolyte secondary battery with improved high-rate discharge efficiency.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解質
二次電池は、正極と、アルカリ金属を吸蔵・放出する負
極活物質を含む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持さ
れる集電体を有する負極と、非水電解質とを具備した非
水電解質二次電池において、前記負極活物質は、Fe,
Co及びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1種の
元素とAl,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれ
る少なくとも1種の元素を含む化合物粒子と、前記化合
物粒子の表面の少なくとも一部に形成され、Ag,Ni
及びCuよりなる群から選ばれる少なくとも1種からな
る導電性粒子層とを備えることを特徴とするものであ
る。A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention carries a positive electrode, a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that absorbs and releases an alkali metal, and the negative electrode mixture layer. In a nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode having a current collector and a nonaqueous electrolyte, the negative electrode active material is Fe,
A compound particle containing at least one element selected from the group consisting of Co and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb, and formed on at least a part of the surface of the compound particle Ag, Ni
And a conductive particle layer made of at least one selected from the group consisting of Cu and Cu.
【0011】本発明に係る別な非水電解質二次電池は、
正極と、アルカリ金属を吸蔵・放出する負極活物質を含
む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持される集電体を
有する負極と、非水電解質とを具備した非水電解質二次
電池において、前記負極活物質は、表面の少なくとも一
部に導電性粒子層が形成された化合物一次粒子で構成さ
れた二次粒子を含み、前記化合物一次粒子は、Fe,C
o及びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元
素とAl,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれる
少なくとも1種の元素を含む化合物から形成され、かつ
前記導電性粒子層は、Ag,Ni及びCuよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種から構成されることを特徴と
するものである。Another non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is:
Non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that occludes and releases an alkali metal, a negative electrode having a current collector on which the negative electrode mixture layer is supported, and a non-aqueous electrolyte In the above, the negative electrode active material includes a secondary particle composed of a compound primary particle having a conductive particle layer formed on at least a part of a surface thereof, and the compound primary particle includes Fe, C
the conductive particle layer is formed of a compound containing at least one element selected from the group consisting of o and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb; It is characterized by being composed of at least one selected from the group consisting of Ni and Cu.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明に係る非水電解質二次電池
は、正極と、負極と、非水電解質とを備える。以下、正
極、負極及び非水電解質について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. Hereinafter, the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte will be described.
【0013】(1) 正極 この正極は、例えば、正極活物質、導電剤および結着剤
を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物をアルミニウム箔な
どの集電体に塗布、乾燥、プレスすることにより作製さ
れる。(1) Positive electrode For the positive electrode, for example, a positive electrode active material, a conductive agent and a binder are suspended in an appropriate solvent, and this suspension is applied to a current collector such as an aluminum foil, dried, and pressed. It is produced by this.
【0014】前記正極活物質は、種々の酸化物、硫化物
が挙げられる。例えば、二酸化マンガン(MnO2)、
リチウムマンガン複合酸化物(例えばLiMn2O4また
はLiMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例え
ばLiNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(Li
CoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例
えばLiNi1-xCoxO2)、リチウムマンガンコバル
ト複合酸化物(例えばLiMnxCo1-xO2)、バナジ
ウム酸化物(例えばV2O5)などが挙げられる。また、
導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料など
の有機材料も挙げられる。中でも、電池電圧が高いリチ
ウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)、リチウムニ
ッケル複合酸化物(LiNiO2)、リチウムコバルト
複合酸化物(LiCoO2)、リチウムニッケルコバル
ト複合酸化物(LiNi0.8Co0.2O2)、リチウムマ
ンガンコバルト複合酸化物(LiMnxCo1-xO2)が
好ましい。The positive electrode active material includes various oxides and sulfides. For example, manganese dioxide (MnO 2 ),
Lithium manganese composite oxide (eg, LiMn 2 O 4 or LiMnO 2 ), lithium nickel composite oxide (eg, LiNiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (Li
CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (eg, LiNi 1 -x Co x O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxide (eg, LiMn x Co 1 -x O 2 ), vanadium oxide (eg, V 2 O 5 ) And the like. Also,
Organic materials such as a conductive polymer material and a disulfide-based polymer material are also included. Among them, lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ), lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), and lithium nickel cobalt composite oxide (LiNi 0.8 Co 0.2 O) having a high battery voltage 2), lithium manganese cobalt composite oxides (LiMn x Co 1-x O 2) is preferred.
【0015】前記導電剤としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, graphite and the like.
【0016】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVdF)、フッ素系ゴムなどが挙げられる。Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
【0017】前記正極活物質、導電剤及び結着剤の配合
比は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜20重
量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好まし
い。The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder. preferable.
【0018】(2) 負極 この負極は、アルカリ金属を吸蔵・放出する負極活物質
を含む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持される集電
体を有する。(2) Negative Electrode This negative electrode has a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that occludes and releases an alkali metal, and a current collector on which the negative electrode mixture layer is carried.
【0019】前記負極活物質は、Fe,Co及びNiよ
りなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とAl,S
i,Sn及びSbよりなる群から選ばれる少なくとも1
種の元素を含む化合物粒子と、前記化合物粒子の表面の
少なくとも一部に形成され、Ag,Ni及びCuよりな
る群から選ばれる少なくとも1種からなる導電性粒子層
とを有する。The negative electrode active material comprises at least one element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni and Al, S
at least one selected from the group consisting of i, Sn and Sb
And a conductive particle layer formed on at least a part of the surface of the compound particle and made of at least one selected from the group consisting of Ag, Ni and Cu.
【0020】ここでいう化合物粒子には、一次粒子及び
二次粒子が包含される。The compound particles referred to herein include primary particles and secondary particles.
【0021】特に、表面の少なくとも一部に導電性粒子
層が形成された一次粒子で構成された二次粒子を負極活
物質とすることが好ましい。かかる二次粒子によると、
負極活物質の電気伝導度を著しく向上させることができ
るため、二次電池のハイレート特性をより向上すること
ができる。特に好ましいのは、前記二次粒子の表面の少
なくとも一部に導電性粒子層が形成されていると共に、
前記二次粒子を構成する一次粒子間の間隙の少なくとも
一部に導電性粒子が存在しているものである。In particular, it is preferable that secondary particles composed of primary particles having a conductive particle layer formed on at least a part of the surface are used as the negative electrode active material. According to such secondary particles,
Since the electric conductivity of the negative electrode active material can be significantly improved, the high rate characteristics of the secondary battery can be further improved. Particularly preferred, while a conductive particle layer is formed on at least a part of the surface of the secondary particles,
The conductive particles are present in at least a part of the gap between the primary particles constituting the secondary particles.
【0022】前記化合物は、Fe,Co及びNiよりな
る群から選ばれる少なくとも1種の元素をMとし、かつ
Al,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれる少な
くとも1種の元素をXとした際に、MXa(原子比aは
0.2≦a≦6で、より好ましい範囲は0.8≦a≦
3.2である)で表わされる組成を有することが好まし
い。かかる組成を有する化合物は、二次電池の放電容量
及びサイクル寿命をより向上することができる。In the compound, M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni, and X is at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb. At this time, MXa (atomic ratio a is 0.2 ≦ a ≦ 6, more preferably 0.8 ≦ a ≦
3.2 is preferred. The compound having such a composition can further improve the discharge capacity and cycle life of the secondary battery.
【0023】前記化合物としては、Sb元素を含むもの
が好ましい。Sbを含有する化合物は、負極容量及びサ
イクル寿命をさらに向上することができる。中でも、ア
ンチモン化合物が望ましい。アンチモン化合物の中で
も、CoSb3,CoSb2,CoSb,NiSb2,N
iSb,FeSb2,FeSbが好ましい。As the compound, a compound containing an Sb element is preferable. The compound containing Sb can further improve the negative electrode capacity and cycle life. Among them, antimony compounds are desirable. Among the antimony compounds, CoSb 3 , CoSb 2 , CoSb, NiSb 2 , N
iSb, FeSb 2 , and FeSb are preferred.
【0024】前記導電性粒子層は、Agを含有している
ことが好ましい。Agを含む導電性粒子層は、ハイレー
ト放電特性をさらに向上することができる。Preferably, the conductive particle layer contains Ag. The conductive particle layer containing Ag can further improve high-rate discharge characteristics.
【0025】前記導電性粒子層を構成する導電性粒子の
平均粒径は、1nm以上、1μm以下にすることが好ま
しい。これは次のような理由によるものである。平均粒
径を1nm未満にすると、導電性粒子自体の電気伝導度
が低下し、高いハイレート特性が得られなくなる恐れが
ある。一方、平均粒径が1μmを超えると、負極活物質
の電気伝導度が不足して高いハイレート特性を得られな
くなる恐れがある。平均粒径のより好ましい範囲は、1
0nm以上、300nm以下である。It is preferable that the average particle diameter of the conductive particles constituting the conductive particle layer is 1 nm or more and 1 μm or less. This is due to the following reasons. If the average particle size is less than 1 nm, the electric conductivity of the conductive particles themselves may be reduced, and high high-rate characteristics may not be obtained. On the other hand, if the average particle size exceeds 1 μm, the electrical conductivity of the negative electrode active material may be insufficient, and high high rate characteristics may not be obtained. A more preferred range of the average particle size is 1
It is not less than 0 nm and not more than 300 nm.
【0026】前記負極合剤層中の前記導電性粒子層の含
有量は、0.1重量%以上、10重量%以下にすること
が好ましい。これは次のような理由によるものである。
導電性粒子層の含有量を0.1重量%未満にすると、負
極活物質の電気伝導度を十分に向上させることが困難に
なる恐れがある。一方、導電性粒子層の含有量が10重
量%を超えると、負極活物質の容量が低下する恐れがあ
る。導電性粒子層の含有量のさらに好ましい範囲は、
0.3重量%以上、3重量%以下である。It is preferable that the content of the conductive particle layer in the negative electrode mixture layer is 0.1% by weight or more and 10% by weight or less. This is due to the following reasons.
If the content of the conductive particle layer is less than 0.1% by weight, it may be difficult to sufficiently improve the electric conductivity of the negative electrode active material. On the other hand, when the content of the conductive particle layer exceeds 10% by weight, the capacity of the negative electrode active material may be reduced. More preferred range of the content of the conductive particle layer,
0.3 to 3% by weight.
【0027】前記負極活物質は、例えば、以下に説明す
る方法で作製される。まず、目的組成物に合わせて、F
e,Co及びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1
種の元素とAl,Si,Sn及びSbよりなる群から選
ばれる少なくとも1種の粉末を混合し、不活性ガス雰囲
気下、還元雰囲気下または真空下で200〜1000℃
の温度で熱処理する。200℃より低温での熱処理で
は、反応して化合物を形成するまでに長時間を要するた
め生産性に乏しく、1000℃を越える高温では、S
n,Sbのような蒸気圧の高い元素の蒸発散逸が著し
く、熱処理後の組成が粉末混合時の組成と大きく異なる
恐れがある。The negative electrode active material is produced, for example, by the method described below. First, according to the target composition, F
at least one selected from the group consisting of e, Co and Ni
Mixing at least one kind of powder selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb with a kind of element, and 200-1000 ° C. under an inert gas atmosphere, a reducing atmosphere or under vacuum
Heat treatment at a temperature of In a heat treatment at a temperature lower than 200 ° C., it takes a long time to react to form a compound, resulting in poor productivity.
Elements having a high vapor pressure, such as n and Sb, are remarkably evaporated and dissipated, and the composition after heat treatment may be significantly different from the composition at the time of powder mixing.
【0028】このようにして得られた粉末は、Fe,C
o及びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元
素とAl,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれる
少なくとも1種の元素を含む化合物の二次粒子から主に
構成される。次いで、得られた粉末を硝酸銀水溶液か、
硝酸ニッケル水溶液、もしくは硝酸銅水溶液に浸漬する
と、二次粒子の表面並びに二次粒子を構成する一次粒子
の表面に、Ag、NiまたはCuが吸着する。これを乾
燥し、焼成すると、表面の少なくとも一部にAg,Ni
及びCuよりなる群から選択される少なくとも1種類か
らなる導電性粒子層が形成された化合物一次粒子を接合
したものからなる二次粒子が得られる。また、この方法
によると、二次粒子に含まれる導電性粒子の平均粒径を
1nm以上、1μm以下の範囲内にすることができる。The powder thus obtained is made of Fe, C
It is mainly composed of secondary particles of a compound containing at least one element selected from the group consisting of o and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb. Then, the obtained powder is an aqueous solution of silver nitrate,
When immersed in a nickel nitrate aqueous solution or a copper nitrate aqueous solution, Ag, Ni or Cu is adsorbed on the surface of the secondary particles and the surface of the primary particles constituting the secondary particles. When this is dried and fired, Ag, Ni
And at least one type of conductive particle layer selected from the group consisting of Cu and secondary particles formed by bonding the compound primary particles formed with the conductive particle layer. In addition, according to this method, the average particle size of the conductive particles contained in the secondary particles can be in the range of 1 nm or more and 1 μm or less.
【0029】前記負極は、例えば、前記負極活物質、導
電材及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、銅箔などの金属
箔に塗布、乾燥、プレスすることにより作製される。The negative electrode is produced, for example, by suspending the negative electrode active material, conductive material and binder in a suitable solvent, applying the suspension to a metal foil such as a copper foil, drying and pressing.
【0030】前記導電剤としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, graphite and the like.
【0031】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVdF)、フッ素系ゴム、エチレン−ブタジエンゴ
ム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)
などが挙げられる。Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, ethylene-butadiene rubber (SBR), and carboxymethyl cellulose (CMC).
And the like.
【0032】前記負極活物質、導電剤及び結着剤の配合
比は、負極活物質70〜95重量%、導電剤0〜25重
量%、結着剤2〜10重量%の範囲にすることが好まし
い。The mixing ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 70 to 95% by weight of the negative electrode active material, 0 to 25% by weight of the conductive agent, and 2 to 10% by weight of the binder. preferable.
【0033】(3) 非水電解質 前記非水電解質としては、非水溶媒に電解質を溶解する
ことにより調製される液状非水電解質、高分子材料と非
水溶媒と電解質を複合化したゲル状非水電解質、高分子
材料に電解質を保持させた固体非水電解質、リチウムイ
オン伝導性を有する無機固体電解質等を挙げることがで
きる。中でも、種々の特性により、液状非水電解質を用
いることが好ましい。(3) Non-aqueous Electrolyte The non-aqueous electrolyte may be a liquid non-aqueous electrolyte prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, or a gel-like non-aqueous electrolyte obtained by combining a polymer material with a non-aqueous solvent and an electrolyte. Examples thereof include an aqueous electrolyte, a solid non-aqueous electrolyte in which an electrolyte is held in a polymer material, and an inorganic solid electrolyte having lithium ion conductivity. Among them, it is preferable to use a liquid non-aqueous electrolyte due to various characteristics.
【0034】非水溶媒としては、公知の非水溶媒を用い
ることができ、エチレンカーボネート(EC)やプロピ
レンカーボネート(PC)などの環状カーボネートや、
環状カーボネートと環状カーボネートより低粘度の非水
溶媒(以下第2の溶媒)との混合溶媒を主体とする非水
溶媒を用いることが好ましい。As the non-aqueous solvent, known non-aqueous solvents can be used, and cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC);
It is preferable to use a non-aqueous solvent mainly composed of a mixed solvent of a cyclic carbonate and a non-aqueous solvent having a lower viscosity than the cyclic carbonate (hereinafter, a second solvent).
【0035】第2の溶媒としては、例えばジメチルカー
ボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネートなどの鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン、
アセトニトリル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チル、環状エーテルとしてテトラヒドロフラン、2−メ
チルテトラヒドロフランなど、鎖状エーテルとしてジメ
トキシエタン、ジエトキシエタンなどが挙げられる。Examples of the second solvent include chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate, γ-butyrolactone,
Examples of acetonitrile, methyl propionate, ethyl propionate, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, and chain ethers such as dimethoxyethane and diethoxyethane are given.
【0036】電解質としては、アルカリ塩が挙げられる
が、とくにリチウム塩が好ましい。リチウム塩として、
六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リ
チウム(LiBF4)、六フッ化ヒ素リチウム(LiA
sF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、トリフル
オロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)などが
挙げられる。特に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF
6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)が好ましい。Examples of the electrolyte include an alkali salt, and a lithium salt is particularly preferable. As a lithium salt,
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium arsenide hexafluoride (LiA
sF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium trifluorometasulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and the like. In particular, lithium hexafluorophosphate (LiPF
6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ) is preferred.
【0037】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.5〜2モル/Lとすることが好ましい。The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably 0.5 to 2 mol / L.
【0038】前記ゲル状非水電解質は、例えば、非水溶
媒と電解質を高分子材料に溶解し、熱処理等によりゲル
化させることにより調製される。前記高分子材料として
は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレー
ト、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリエチレン
オキシド(PECO)などの単量体の重合体または前記
単量体と他の単量体との共重合体が挙げられる。The above-mentioned gelled non-aqueous electrolyte is prepared, for example, by dissolving a non-aqueous solvent and an electrolyte in a polymer material and gelling by heat treatment or the like. Examples of the polymer material include a polymer of a monomer such as polyacrylonitrile, polyacrylate, polyvinylidene fluoride (PVdF), and polyethylene oxide (PECO), or a copolymer of the monomer and another monomer. Coalescence.
【0039】前記固体電解質は、電解質を高分子材料に
溶解し、固体化することにより調製される。前記高分子
材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフ
ッ化ビニリデン(PVdF)、ポリエチレンオキシド
(PEO)などの単量体の重合体または前記単量体と他
の単量体との共重合体が挙げられる。The solid electrolyte is prepared by dissolving the electrolyte in a polymer material and solidifying it. Examples of the polymer material include a polymer of a monomer such as polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF), and polyethylene oxide (PEO), or a copolymer of the monomer and another monomer. Can be
【0040】前記無機固体電解質としては、リチウムを
含有したセラミック材料等を挙げることができる。中で
も、Li3N、Li3PO4−Li2S−SiS2ガラスな
どが挙げられる。Examples of the inorganic solid electrolyte include a ceramic material containing lithium. Among them, Li 3 N, Li 3 PO 4 —Li 2 S—SiS 2 glass and the like can be mentioned.
【0041】非水電解質として、液状非水電解質もしく
はゲル状非水電解質を使用する際、正極と負極の間にセ
パレータを介在させることが好ましい。かかるセパレー
タとしては、例えば、合成樹脂製不織布、ポリエチレン
多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルムなどを
挙げることができる。When a liquid non-aqueous electrolyte or a gel non-aqueous electrolyte is used as the non-aqueous electrolyte, it is preferable to interpose a separator between the positive electrode and the negative electrode. Examples of such a separator include a synthetic resin nonwoven fabric, a polyethylene porous film, and a polypropylene porous film.
【0042】本発明に係わる非水電解質二次電池の一例
である円筒形非水電解質二次電池を図1を参照して詳細
に説明する。A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery which is an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
【0043】例えば、ステンレスからなる有底円筒状の
容器1は、底部に絶縁体2が配置されている。電極群3
は、前記容器1に収納されている。前記電極群3は、正
極4、セパレータ5、負極6及びセパレータ5を積層し
た帯状物を前記セパレータ5が外側に位置するように渦
巻き状に捲回した構造になっている。For example, a bottomed cylindrical container 1 made of stainless steel has an insulator 2 disposed at the bottom. Electrode group 3
Are stored in the container 1. The electrode group 3 has a structure in which a band formed by laminating the positive electrode 4, the separator 5, the negative electrode 6, and the separator 5 is spirally wound so that the separator 5 is located outside.
【0044】前記容器1内には、電解液が収容されてい
る。中央部が開口された絶縁紙7は、前記容器1内の前
記電極群3の上方に配置されている。絶縁封口板8は、
前記容器1の上部開口部に配置され、かつ前記上部開口
部付近を内側にかしめ加工することにより前記封口板8
は前記容器1に固定されている。正極端子9は、前記絶
縁封口板8の中央に嵌合されている。正極リード10の
一端は、前記正極4に、他端は前記正極端子9にそれぞ
れ接続されている。前記負極6は、図示しない負極リー
ドを介して負極端子である前記容器1に接続されてい
る。The container 1 contains an electrolytic solution. The insulating paper 7 having a central opening is disposed above the electrode group 3 in the container 1. The insulating sealing plate 8
The sealing plate 8 is disposed at the upper opening of the container 1 and caulked in the vicinity of the upper opening inward.
Is fixed to the container 1. The positive electrode terminal 9 is fitted in the center of the insulating sealing plate 8. One end of the positive electrode lead 10 is connected to the positive electrode 4, and the other end is connected to the positive electrode terminal 9. The negative electrode 6 is connected to the container 1 as a negative electrode terminal via a negative electrode lead (not shown).
【0045】なお、前述した図1において、円筒形非水
電解質二次電池に適用した例を説明したが、角型非水電
解質二次電池にも同様に適用できる。また、前記電池の
容器内に収納される電極群は、渦巻形に限らず、正極、
セパレータ及び負極をこの順序で複数積層した形態にし
てもよい。In FIG. 1, an example in which the present invention is applied to a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery has been described. However, the present invention can be similarly applied to a rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery. Further, the electrode group housed in the battery container is not limited to a spiral shape, but a positive electrode,
A configuration in which a plurality of separators and negative electrodes are stacked in this order may be adopted.
【0046】また、前述した図1においては、金属缶か
らなる外装体を使用したが、フィルム材からなる外装体
を使用しても良い。フィルム材としては、熱可塑性樹脂
層とアルミニウム層を含むラミネートフィルムが好まし
い。Further, in FIG. 1 described above, the exterior body made of a metal can is used, but an exterior body made of a film material may be used. As the film material, a laminate film including a thermoplastic resin layer and an aluminum layer is preferable.
【0047】以上説明した本発明に係る非水電解質二次
電池は、正極と、アルカリ金属を吸蔵・放出する負極活
物質を含む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持される
集電体を有する負極と、非水電解質とを具備した非水電
解質二次電池において、前記負極活物質は、Fe,Co
及びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
とAl,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれる少
なくとも1種の元素を含む化合物粒子と、前記化合物粒
子の表面の少なくとも一部に形成され、Ag,Ni及び
Cuよりなる群から選ばれる少なくとも1種からなる導
電性粒子層とを有することを特徴とするものである。The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention described above has a positive electrode, a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that absorbs and releases an alkali metal, and a current collector on which the negative electrode mixture layer is supported. In a non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode having: and a non-aqueous electrolyte, the negative electrode active material is Fe, Co
And a compound particle containing at least one element selected from the group consisting of Ni and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb, and formed on at least a part of the surface of the compound particle. , Ag, Ni and Cu, and at least one conductive particle layer selected from the group consisting of Ag, Ni and Cu.
【0048】このような二次電池によれば、化合物粒子
と導電性粒子との接合強度(接着強度)を向上すること
ができるため、負極活物質の電気伝導度を向上すること
ができる。その結果、高容量で、かつ高レート放電特性
に優れる非水電解質二次電池を実現することができる。According to such a secondary battery, since the bonding strength (adhesion strength) between the compound particles and the conductive particles can be improved, the electric conductivity of the negative electrode active material can be improved. As a result, a non-aqueous electrolyte secondary battery having high capacity and excellent high-rate discharge characteristics can be realized.
【0049】本発明に係る非水電解質二次電池は、正極
と、アルカリ金属を吸蔵・放出する負極活物質を含む負
極合剤層及び前記負極合剤層が担持される集電体を有す
る負極と、非水電解質とを具備した非水電解質二次電池
において、前記負極活物質は、表面の少なくとも一部に
導電性粒子層が形成された化合物一次粒子で構成された
二次粒子を含み、前記化合物一次粒子は、Fe,Co及
びNiよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と
Al,Si,Sn及びSbよりなる群から選ばれる少な
くとも1種の元素を含む化合物から形成され、かつ前記
導電性粒子層は、Ag,Ni及びCuよりなる群から選
ばれる少なくとも1種から構成されることを特徴とする
ものである。The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a negative electrode having a positive electrode, a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material for occluding and releasing an alkali metal, and a current collector on which the negative electrode mixture layer is supported. In a non-aqueous electrolyte secondary battery including a non-aqueous electrolyte, the negative electrode active material includes a secondary particle composed of a compound primary particle having a conductive particle layer formed on at least a part of its surface, The compound primary particles are formed from a compound containing at least one element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn and Sb; The conductive particle layer is made of at least one selected from the group consisting of Ag, Ni and Cu.
【0050】このような二次電池によれば、導電性粒子
と化合物の接合強度を向上することができると共に、導
電性粒子層を化合物二次粒子の表面のみならず、内部に
も分散させることができるため、負極活物質の電気伝導
度を著しく向上することができる。その結果、非水電解
質二次電池の放電容量及びハイレート放電特性をより一
層向上させることができる。According to such a secondary battery, the bonding strength between the conductive particles and the compound can be improved, and the conductive particle layer can be dispersed not only on the surface of the compound secondary particles but also inside the compound secondary particles. Therefore, the electric conductivity of the negative electrode active material can be significantly improved. As a result, the discharge capacity and high-rate discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be further improved.
【0051】本発明に係る非水電解質二次電池におい
て、導電性粒子の平均粒径を1nm以上、1μm以下に
することによって、負極活物質の電気伝導度をより向上
することができるため、非水電解質二次電池の放電容量
及びハイレート放電特性をより一層向上させることがで
きる。In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, by setting the average particle size of the conductive particles to 1 nm or more and 1 μm or less, the electric conductivity of the negative electrode active material can be further improved. The discharge capacity and high-rate discharge characteristics of the water electrolyte secondary battery can be further improved.
【0052】本発明に係る非水電解質二次電池におい
て、前記負極合剤層中の前記導電性粒子の含有量を0.
1重量%以上、10重量%以下にすることによって、導
電性粒子を配合することに起因する負極容量低下を最小
限に抑えつつ、負極活物質の電気伝導度を向上すること
ができるため、非水電解質二次電池の放電容量及びハイ
レート放電特性をより一層向上させることができる。[0052] In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the content of the conductive particles in the negative electrode mixture layer is set to 0.1.
By setting the content to 1% by weight or more and 10% by weight or less, it is possible to improve the electric conductivity of the negative electrode active material while minimizing the decrease in the negative electrode capacity caused by blending the conductive particles. The discharge capacity and high-rate discharge characteristics of the water electrolyte secondary battery can be further improved.
【0053】また、本発明に係る負極活物質の製造方
法、すなわち、Fe,Co及びNiよりなる群から選ば
れる少なくとも1種の元素とAl,Si,Sn及びSb
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化
合物粉末を、硝酸銀,硝酸ニッケル及び硝酸銅よりなる
群から選ばれる1種類以上の硝酸塩の水溶液に浸漬し、
乾燥させた後、焼成することによって、電気伝導度の高
い負極活物質を簡便に再現性良く作製することができ
る。The method for producing a negative electrode active material according to the present invention, that is, at least one element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni and Al, Si, Sn and Sb
Immersing a compound powder containing at least one element selected from the group consisting of silver nitrate, nickel nitrate and copper nitrate in an aqueous solution of one or more nitrates selected from the group consisting of:
After drying and baking, a negative electrode active material having high electric conductivity can be easily produced with good reproducibility.
【0054】[0054]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明するが、発明の趣旨を越えない限り、本発明は実
施例に限定されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments without departing from the spirit of the invention.
【0055】実施例1 <正極の作製>まず、正極活物質としてリチウムコバル
ト酸化物(LiCoO2)粉末91重量%と、アセチレ
ンブラック2.5重量%と、グラファイト3重量%と、
ポリフッ化ビニリデン(PVdF)4重量%と、N−メ
チルピロリドン(NMP)溶液とを混合し、スラリーを
調製した。このスラリーを厚さ15μmのアルミニウム
箔の集電体に塗布し、乾燥後、プレスすることにより電
極密度が3.0g/cm 3の正極を作製した。Example 1 <Preparation of Positive Electrode> First, lithium cobalt was used as a positive electrode active material.
Oxide (LiCoO)Two) 91% by weight powder and acetylene
2.5% by weight of black, 3% by weight of graphite,
4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) and N-meth
Mix with tylpyrrolidone (NMP) solution
Prepared. This slurry is made of aluminum having a thickness of 15 μm.
Apply to the foil current collector, dry and press
Extreme density of 3.0 g / cm ThreeWas produced.
【0056】<負極の作製>純度99.9%,平均粒径
20μmのCo粉末とSb粉末を、原子当量比で1:1
になるように混合し、Vミキサーを用いて十分攪拌し
た。十分に攪拌した混合粉末をアルミナ坩堝に充填し、
アルゴンガス気流中、560℃で24時間熱処理し、こ
れらの粉末を反応させた。熱処理した物質をXRD分析
したところ、CoSb3相のピークのみが確認され、こ
の物質がCoSb3単相であることが分かった。反応し
て凝集した反応物を瑪瑙乳鉢を用いて粉砕し、平均粒径
10μmのCoSb3合金粉末を得た。得られたCoS
b3合金粉末をAgNO3溶液中へ浸漬後、粉末を乾燥
し、200℃で焼成することにより負極活物質粉末を得
た。<Preparation of Negative Electrode> Co powder and Sb powder having a purity of 99.9% and an average particle diameter of 20 μm were mixed at an atomic equivalent ratio of 1: 1.
And stirred sufficiently using a V mixer. Fill the mixed powder with sufficient stirring into an alumina crucible,
Heat treatment was performed at 560 ° C. for 24 hours in a stream of argon gas to react these powders. Was XRD analysis of the heat treated material, only the peak of the CoSb 3 phase was confirmed, it was found that this substance is a CoSb 3 single phase. The reaction product agglomerated by the reaction was pulverized using an agate mortar to obtain a CoSb 3 alloy powder having an average particle size of 10 μm. CoS obtained
After immersing the b 3 alloy powder in the AgNO 3 solution, the powder was dried and fired at 200 ° C. to obtain a negative electrode active material powder.
【0057】得られた粉末をSEM−EDXにより分析
したところ、負極活物質粉末が図2及び図3の模式図に
示すような構成を有していることを確認した。すなわ
ち、CoSb3二次粒子11の表面には、平均粒径が3
nmのAg粒子の層12が形成されている。また、この
二次粒子11を構成する一次粒子13同士は、この一次
粒子13間に存在するAg粒子層12で接合されてい
る。このような二次粒子11は、グラファイト及びアセ
チレンブラックからなる炭素材料粒子14(カーボン系
導電剤14)と接触している。When the obtained powder was analyzed by SEM-EDX, it was confirmed that the negative electrode active material powder had a structure as shown in the schematic diagrams of FIGS. That is, the surface of the CoSb 3 secondary particles 11 has an average particle size of 3
A layer 12 of Ag particles of nm is formed. The primary particles 13 constituting the secondary particles 11 are joined by an Ag particle layer 12 existing between the primary particles 13. Such secondary particles 11 are in contact with carbon material particles 14 (carbon conductive agent 14) made of graphite and acetylene black.
【0058】このCoSb3合金粉末85重量%に、グ
ラファイト5重量%と、アセチレンブラック3重量%
と、PVdF7重量%と、NMP溶液とを加えて混合
し、スラリーを調製した。このスラリーを厚さ12μm
の銅箔からなる集電体に塗布し、乾燥し、プレスするこ
とにより、負極合剤層が集電体に担持された構造の負極
を作製した。負極合剤中のAg粒子層の含有量は、1重
量%であった。85% by weight of this CoSb 3 alloy powder, 5% by weight of graphite and 3% by weight of acetylene black
And 7% by weight of PVdF and an NMP solution were added and mixed to prepare a slurry. This slurry is 12 μm thick
A negative electrode having a structure in which the negative electrode mixture layer was supported on the current collector was produced by applying the solution to a current collector made of a copper foil, drying and pressing. The content of the Ag particle layer in the negative electrode mixture was 1% by weight.
【0059】<電極群の作製>前記正極、ポリエチレン
製多孔質フィルムからなるセパレータ、前記負極、及び
前記セパレータをそれぞれこの順序で積層した後、前記
負極が最外周に位置するように渦巻き状に捲回して電極
群を作製した。<Preparation of Electrode Group> After the positive electrode, the separator made of a porous film made of polyethylene, the negative electrode, and the separator were laminated in this order, they were spirally wound so that the negative electrode was positioned at the outermost periphery. This was turned to produce an electrode group.
【0060】<非水電解液の調製>エチレンカーボネー
ト(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)の混
合溶媒に(混合体積比率1:2)に六フッ化リン酸リチ
ウム(LiPF4)を1.0モル/l溶解して非水電解
液を調製した。<Preparation of Nonaqueous Electrolyte> In a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC), lithium hexafluorophosphate (LiPF 4 ) was added to a mixed solvent (mixing volume ratio of 1: 2) in an amount of 1.0%. A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving the solution in mol / l.
【0061】前記電極群及び前記電解液をステンレス製
の有底円筒状容器内にそれぞれ収納して前述した図1に
示す円筒形非水電解質二次電池を組み立てた。The above-mentioned electrode group and the above-mentioned electrolytic solution were housed in stainless steel bottomed cylindrical containers, respectively, to assemble the above-mentioned cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG.
【0062】実施例2〜17 下記表1に示す組成になるように元素を選択し、Vミキ
サーを用いて十分攪拌した。十分に攪拌した混合粉末を
アルミナ坩堝に充填し、アルゴンガス気流中、400℃
〜700℃で24〜100時間熱処理し、これらの粉末
を反応させ、下記表1に示す組成を有する合金粉末を得
た。反応により凝集した反応物を瑪瑙乳鉢を用いて粉砕
し、平均粒径10μmの合金粉末を得た。得られた合金
粉末を、付着させようとする金属の硝酸塩水溶液中へ浸
漬後、粉末を乾燥し、150℃〜250℃で焼成するこ
とにより負極活物質粉末を得た。Examples 2 to 17 Elements were selected so as to have the compositions shown in Table 1 below, and sufficiently stirred using a V mixer. A sufficiently stirred mixed powder is filled in an alumina crucible, and is heated at 400 ° C. in an argon gas stream.
Heat treatment was performed at 700 ° C. for 24 to 100 hours, and these powders were reacted to obtain an alloy powder having a composition shown in Table 1 below. The reaction product aggregated by the reaction was pulverized using an agate mortar to obtain an alloy powder having an average particle diameter of 10 μm. The obtained alloy powder was immersed in an aqueous nitrate solution of a metal to be adhered, and then dried and fired at 150 ° C. to 250 ° C. to obtain a negative electrode active material powder.
【0063】比較例1〜4 実施例1〜4と同様な組成の合金粉末に平均粒径が5μ
mのAg粉末またはCu粉末を添加し、攪拌することに
より混合粉末を得た。得られた混合粉末を負極活物質と
して用いること以外は、前述した実施例1と同様にして
負極を作製した。負極合剤中のAg粉末またはCu粉末
の含有量は、実施例1と同様な1重量%とした。Comparative Examples 1-4 Alloy powders having the same composition as in Examples 1-4 had an average particle size of 5 μm.
Ag powder or Cu powder of m was added and mixed to obtain a mixed powder. A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained mixed powder was used as a negative electrode active material. The content of the Ag powder or Cu powder in the negative electrode mixture was 1% by weight as in Example 1.
【0064】比較例1の負極活物質粉末をSEM−ED
Xにより分析したところ、負極活物質粉末が図4及び図
5の模式図に示すような構成を有していることを確認し
た。すなわち、CoSb3二次粒子15の表面には、平
均粒径が5μmのAg粒子16が分散している。このよ
うな二次粒子15は、グラファイト及びアセチレンブラ
ックからなる炭素材料粒子14(カーボン系導電剤1
4)と接触している。The negative electrode active material powder of Comparative Example 1 was subjected to SEM-ED
When analyzed by X, it was confirmed that the negative electrode active material powder had a configuration as shown in the schematic diagrams of FIGS. 4 and 5. That is, Ag particles 16 having an average particle size of 5 μm are dispersed on the surface of the CoSb 3 secondary particles 15. Such secondary particles 15 are made of carbon material particles 14 (carbon-based conductive agent 1) made of graphite and acetylene black.
4) is in contact.
【0065】得られた負極を用いること以外は、前述し
た実施例1と同様にして非水電解質二次電池を組み立て
た。A non-aqueous electrolyte secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the obtained negative electrode was used.
【0066】比較例5〜8 実施例1〜4と同様な組成の合金粉末のみを負極活物質
として用いること以外は、前述した実施例1と同様にし
て負極を作製した。Comparative Examples 5 to 8 A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that only the alloy powder having the same composition as in Examples 1 to 4 was used as the negative electrode active material.
【0067】得られた負極を用いること以外は、前述し
た実施例1と同様にして非水電解質二次電池を組み立て
た。A non-aqueous electrolyte secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the obtained negative electrode was used.
【0068】得られた実施例1〜17及び比較例1〜8
の電池を0.5Cで4Vの定電圧充電を3時間行った
後、0.5C放電(放電終止電圧2.4V)での容量
と、1Cおよび3Cでの容量を求めた。以上の結果を表
1及び表2にまとめた。The obtained Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 8
After performing constant-voltage charging of 4 V at 0.5 C for 3 hours, the capacity at 0.5 C discharge (discharge end voltage 2.4 V) and the capacities at 1 C and 3 C were determined. The above results are summarized in Tables 1 and 2.
【0069】[0069]
【表1】 [Table 1]
【0070】[0070]
【表2】 [Table 2]
【0071】表1に示すように、実施例1〜4の二次電
池は、放電レートを1C,3Cと高くした際の放電容量
の低下度合いが、比較例1〜8に比べて小さいことがわ
かる。As shown in Table 1, in the secondary batteries of Examples 1 to 4, the degree of decrease in the discharge capacity when the discharge rate was increased to 1 C or 3 C was smaller than that in Comparative Examples 1 to 8. Understand.
【0072】これに対し、比較例1〜8の二次電池は、
3Cの高レートで放電させた際の放電容量が0.5C放
電時に比べて100mAh以上低下していることがわか
る。On the other hand, the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 8
It can be seen that the discharge capacity at the time of discharging at a high rate of 3C is reduced by 100 mAh or more as compared with that at the time of discharging at 0.5C.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
容量で、かつハイレート特性に優れる非水電解質二次電
池を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high capacity and excellent high-rate characteristics can be provided.
【図1】本発明に係わる非水電解質二次電池の一例であ
る円筒形非水電解質二次電池を示す部分断面図。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery which is an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.
【図2】実施例1の非水電解質二次電池に含まれる負極
活物質を示す模式図。FIG. 2 is a schematic view showing a negative electrode active material included in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1.
【図3】図2の負極活物質を示す拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the negative electrode active material of FIG. 2;
【図4】比較例1の非水電解質二次電池に含まれる負極
活物質を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a negative electrode active material included in a nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1.
【図5】図4の負極活物質を示す拡大図。5 is an enlarged view showing the negative electrode active material of FIG.
1…外装体、 3…電極群、 4…正極、 5…セパレータ、 6…負極、 8…封口板、 9…正極端子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer body, 3 ... Electrode group, 4 ... Positive electrode, 5 ... Separator, 6 ... Negative electrode, 8 ... Sealing plate, 9 ... Positive electrode terminal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ03 AK02 AK03 AK16 AL11 DJ08 DJ16 EJ01 HJ01 HJ05 5H050 AA02 AA08 BA17 CB11 DA10 EA03 EA04 EA05 FA17 FA18 HA01 HA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ02 AJ03 AK02 AK03 AK16 AL11 DJ08 DJ16 EJ01 HJ01 HJ05 5H050 AA02 AA08 BA17 CB11 DA10 EA03 EA04 EA05 FA17 FA18 HA01 HA05
Claims (4)
負極活物質を含む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持
される集電体を有する負極と、非水電解質とを具備した
非水電解質二次電池において、 前記負極活物質は、Fe,Co及びNiよりなる群から
選ばれる少なくとも1種の元素とAl,Si,Sn及び
Sbよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含
む化合物粒子と、前記化合物粒子の表面の少なくとも一
部に形成され、Ag,Ni及びCuよりなる群から選ば
れる少なくとも1種からなる導電性粒子層とを備えるこ
とを特徴とする非水電解質二次電池。1. A non-aqueous electrolyte comprising a positive electrode, a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that occludes and releases an alkali metal, a negative electrode having a current collector on which the negative electrode mixture layer is supported, and a non-aqueous electrolyte. In the water electrolyte secondary battery, the negative electrode active material contains at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, Sn, and Sb. A non-aqueous electrolyte secondary comprising: compound particles; and a conductive particle layer formed on at least a part of the surface of the compound particles and made of at least one selected from the group consisting of Ag, Ni, and Cu. battery.
負極活物質を含む負極合剤層及び前記負極合剤層が担持
される集電体を有する負極と、非水電解質とを具備した
非水電解質二次電池において、 前記負極活物質は、表面の少なくとも一部に導電性粒子
層が形成された化合物一次粒子で構成された二次粒子を
含み、 前記化合物一次粒子は、Fe,Co及びNiよりなる群
から選ばれる少なくとも1種の元素とAl,Si,Sn
及びSbよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を含む化合物から形成され、かつ前記導電性粒子層は、
Ag,Ni及びCuよりなる群から選ばれる少なくとも
1種から構成されることを特徴とする非水電解質二次電
池。2. A non-aqueous electrolyte comprising: a positive electrode; a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material that occludes and releases an alkali metal; a negative electrode having a current collector on which the negative electrode mixture layer is supported; In the water electrolyte secondary battery, the negative electrode active material includes a secondary particle composed of a compound primary particle having a conductive particle layer formed on at least a part of a surface thereof, and the compound primary particle includes Fe, Co, and At least one element selected from the group consisting of Ni and Al, Si, Sn
And a compound containing at least one element selected from the group consisting of Sb, and the conductive particle layer,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of Ag, Ni and Cu.
1nm以上、1μm以下であることを特徴とする請求項
1または2記載の非水電解質二次電池。3. The average particle diameter of the particles of the conductive particle layer is as follows:
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the thickness is 1 nm or more and 1 μm or less.
有量は、0.1重量%以上、10重量%以下であること
を特徴とする請求項1または2記載の非水電解質二次電
池。4. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the content of the conductive particles in the negative electrode mixture layer is 0.1% by weight or more and 10% by weight or less. Next battery.
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- 2000-09-27 JP JP2000295239A patent/JP2002110152A/en active Pending
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