[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4852700B2 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

Lithium ion secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP4852700B2
JP4852700B2 JP2006116028A JP2006116028A JP4852700B2 JP 4852700 B2 JP4852700 B2 JP 4852700B2 JP 2006116028 A JP2006116028 A JP 2006116028A JP 2006116028 A JP2006116028 A JP 2006116028A JP 4852700 B2 JP4852700 B2 JP 4852700B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paa
negative electrode
lithium ion
secondary battery
ion secondary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006116028A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007287570A (en
Inventor
直昭 熊谷
文宣 三神
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwate University
Original Assignee
Iwate University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iwate University filed Critical Iwate University
Priority to JP2006116028A priority Critical patent/JP4852700B2/en
Publication of JP2007287570A publication Critical patent/JP2007287570A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4852700B2 publication Critical patent/JP4852700B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

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

Description

本発明は、黒鉛質炭素を負極活物質として含有する負極と、溶媒としてプロピレンカー
ボネート(PC)を主成分として含有する非水電解液を用いた、安定した充放電能を有す
るリチウムイオン二次電池に関する。
The present invention relates to a lithium ion secondary battery having a stable charge / discharge capability using a negative electrode containing graphitic carbon as a negative electrode active material and a non-aqueous electrolyte containing propylene carbonate (PC) as a main component as a solvent. About.

リチウムイオン二次電池は、正極の活物質として主にリチウムコバルト複合酸化物等の
リチウム含有複合金属酸化物が用いられ、負極の活物質としてはリチウムイオンの層間へ
の挿入及び層間からのリチウムイオンの放出が可能な多層構造を有する天然黒鉛、人造黒
鉛などの炭素材料が主に用いられている。
In lithium ion secondary batteries, lithium-containing composite metal oxides such as lithium cobalt composite oxide are mainly used as the active material of the positive electrode, and lithium ion insertion and intercalation of lithium ions between the layers are used as the active material of the negative electrode. Carbon materials such as natural graphite and artificial graphite having a multi-layer structure capable of releasing carbon are mainly used.

リチウムイオン二次電池の正極及び負極の極板は、活物質とポリフッ化ビニリデン(以
下、「PVDF」と略す)等のバインダー樹脂とをN−メチル−2−ピロリドン又は水等
の溶剤に分散させてスラリーとしたものを集電体である銅やニッケルなどの金属箔上に両
面塗布し、溶剤を乾燥除去して合剤層を形成後、これをロールプレス機で圧縮成形して作
製されている。
The positive and negative electrode plates of a lithium ion secondary battery are prepared by dispersing an active material and a binder resin such as polyvinylidene fluoride (hereinafter abbreviated as “PVDF”) in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or water. The slurry is coated on both sides of a current collector such as copper or nickel metal foil, dried to remove the solvent to form a mixture layer, and then formed by compression molding with a roll press. Yes.

リチウムイオン二次電池に使用される有機溶媒は、電解質を電離させるために誘電率が
高い必要があること、及び、広い使用温度範囲でイオン伝導度が高い必要があるというこ
とから、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)等のカーボネ
ート類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、その他、エーテル類、ケトン類、エステル
類などが使用されている。特に、ECにジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカー
ボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等の粘度の低い非環状炭酸エ
ステルを加えた混合溶媒は広く使用されているが、これらの有機化合物は蒸気圧が低いた
めに高温状態で電池を放置すると電池が膨れやすいという問題点を有していた。
Since the organic solvent used in the lithium ion secondary battery needs to have a high dielectric constant in order to ionize the electrolyte, and because it needs to have high ionic conductivity in a wide use temperature range, propylene carbonate ( PC), carbonates such as ethylene carbonate (EC), lactones such as γ-butyrolactone, ethers, ketones, esters and the like. In particular, a mixed solvent in which an acyclic carbonate having a low viscosity such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or methyl ethyl carbonate (MEC) is added to EC is widely used, but these organic compounds are vapors. Since the pressure is low, the battery tends to swell when the battery is left in a high temperature state.

一方、ECと比較してPCは、蒸気圧が高く、また酸化電位も高くなるために分解し難
いので、ガスの発生量が少なく、電池が膨れ難いという優れた効果を奏すると共に、凝固
点が低いために低温特性も優れ、コストが低いというメリットがある。そのため、PCを
主溶媒とする電解液を用いたリチウムイオン二次電池についての数多くの研究が行われて
いる。
On the other hand, compared to EC, PC has a high vapor pressure and high oxidation potential, so it is difficult to be decomposed. Therefore, it has an excellent effect that the amount of gas generated is small and the battery is difficult to swell, and the freezing point is low. Therefore, it has the advantages of excellent low temperature characteristics and low cost. Therefore, many studies have been conducted on lithium ion secondary batteries using an electrolytic solution containing PC as a main solvent.

負極活物質として黒鉛、非晶質炭素などの炭素質材料を用いた負極は、材料コストが安
価であり、サイクル寿命に優れていることからリチウムイオン二次電池の負極として広く
用いられている。しかし、バインダーとしてPVDFを用いて炭素材料を集電体に塗布し
て形成した負極を用い、かつ、PCを主成分とする非水溶媒系電解液を用いた場合、充電
時のPCの還元分解により電池の容量低下が発生する。特に、黒鉛化が進んだ高容量の炭
素質物質(天然黒鉛、人造黒鉛)では、PCがより激しく分解してしまい、充電が良好に
進行しないという問題点が存在していた。
Negative electrodes using carbonaceous materials such as graphite and amorphous carbon as the negative electrode active material are widely used as negative electrodes for lithium ion secondary batteries because of their low material cost and excellent cycle life. However, when a negative electrode formed by applying a carbon material to a current collector using PVDF as a binder and a non-aqueous solvent electrolyte containing PC as a main component is used, reductive decomposition of PC during charging As a result, the battery capacity is reduced. In particular, a high-capacity carbonaceous material (natural graphite, artificial graphite) that has been graphitized has a problem that PC is decomposed more violently and charging does not proceed well.

この問題に対処する一つの手段として、様々な化合物を非水溶媒系電解液に添加して、
負極表面に被膜(SEI:Solid Electrolyte Interface. SEI表面被膜)を形成し、
負極活物質が有機溶媒と直接反応しないようにする手段が採用されている(非特許文献1
)。このSEI表面被膜は、不働態化層とも称される。
As one means of dealing with this problem, various compounds are added to the non-aqueous solvent electrolyte,
Form a film (SEI: Solid Electrolyte Interface. SEI surface film) on the negative electrode surface,
A means for preventing the negative electrode active material from directly reacting with the organic solvent is employed (Non-Patent Document 1).
). This SEI surface coating is also referred to as a passivation layer.

また、負極活物質として用いる炭素質粉末を他の物質で被覆する方法が数多く提案され
ている。例えば、リチウムイオンの透過が可能で電子伝導度の低いナイロン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリカプロラクトン、ポニフェニレンオキシドなどの材料を黒鉛粉末のバイ
ンダーとして使用するか、炭素負極表面に被覆すること(特許文献1)、イオン導電性高
分子、水溶性高分子、アルカリ金属塩、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物など
の被覆層を炭素負極表面に設けること(特許文献2)などが知られている。
Further, many methods for coating the carbonaceous powder used as the negative electrode active material with other materials have been proposed. For example, a material such as nylon, polyacrylonitrile, polycaprolactone, and poniphenylene oxide that can transmit lithium ions and has low electronic conductivity is used as a binder for graphite powder, or the surface of the carbon negative electrode is coated (Patent Document 1). It is known to provide a coating layer such as an ion conductive polymer, a water-soluble polymer, an alkali metal salt, an alkali metal oxide, or an alkali metal hydroxide on the surface of the carbon negative electrode (Patent Document 2).

また、黒鉛粒子自体を他の物質で被覆したものをPDVF等のバインダーと混合して炭
素負極を形成したもの(特許文献3〜8、非特許文献2)が知られている。
Moreover, what formed the carbon negative electrode by mixing what coat | covered graphite particle itself with another substance with binders, such as PDVF, is known (patent documents 3-8, nonpatent literature 2).

活物質を集電体に接合するためのバインダー樹脂としては、正極、負極の両極ともPV
DFが主に使用されてきた。しかし、PVDFは、電池使用時に温度が上昇した場合の安
全性に問題があり、ポリアクリロニトリル(PAN)やポリアクリル酸(PAA)系樹脂
(特許文献9〜14)、ポリアクリルアミド(PAAd)系樹脂(特許文献15)などの
使用が提案されている。
As a binder resin for bonding the active material to the current collector, both the positive electrode and the negative electrode are PV.
DF has been mainly used. However, PVDF has a problem in safety when the temperature rises when the battery is used. Polyacrylonitrile (PAN), polyacrylic acid (PAA) resin (patent documents 9 to 14), polyacrylamide (PAAd) resin (Patent Document 15) has been proposed.

特開平07−201357号公報JP 07-201357 A 特開平11−120992号公報JP-A-11-129992 特開2002−134171号公報JP 2002-134171 A 特開2002−231241号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-231241 特開2002−241117号公報JP 2002-241117 A 特開2002−246020号公報JP 2002-246020 A 特開2003−163005号公報JP 2003-163005 A 特開2003−308838号公報JP 2003-308838 A 特開平11−135129号公報JP-A-11-135129 特開平11−238505号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-238505 特開平11−354125号公報JP 11-354125 A 特開平11−354126号公報JP 11-354126 A 特開2002−373701号公報JP 2002-373701 A 特開2004−281055号公報JP 2004-281055 A 特開2005−203370号公報JP 2005-203370 A 中村 博吉他「アセテート類を含む電解液を用いるリチウムイオン電池用電解液の分解抑制」、電気化学および工業物理化学、Vol.73,No.9、pp.788−790(2005年9月)Hiroyoshi Nakamura et al., “Inhibition of Decomposition of Electrolyte for Lithium Ion Battery Using Electrolyte Containing Acetate”, Electrochemistry and Industrial Physical Chemistry, Vol. 73, no. 9, pp. 788-790 (September 2005) 江口 邦彦他「リチウムイオン二次電池負極用黒鉛へのアミン系高分子被覆による不可逆容量の低減」、電気化学および工業物理化学、Vol.73,No.6、pp.429−434(2005年6月)Kunihiko Eguchi et al. “Reduction of Irreversible Capacity by Amine Polymer Coating on Graphite for Lithium Ion Secondary Battery Negative Electrode”, Electrochemistry and Industrial Physical Chemistry, Vol. 73, no. 6, pp. 429-434 (June 2005)

携帯型電子機器の電源などに使われているリチウムイオン二次電池の負極材料として、
従来、炭素粉末が使用されている。小型電池の高容量化の要求から負極材料も高容量化が
図られ、現在では黒鉛化度の発達した人造黒鉛が負極材料として使われている。
As a negative electrode material for lithium ion secondary batteries used as power sources for portable electronic devices,
Conventionally, carbon powder has been used. Due to the demand for higher capacity of small batteries, negative electrode materials have also been increased in capacity, and artificial graphite with a high degree of graphitization is currently used as the negative electrode material.

一方、負極材料には低コスト化も求められ、特に、自動車用途向けなどの大型電池では
、多量の負極材料を使うことから、低コスト化の要求が一段と強くなっている。そこで、
高価な人造黒鉛の代わりに、安価で黒鉛化度がより高い天然黒鉛を使うことが試みられて
いる。
On the other hand, the negative electrode material is also required to be reduced in cost. In particular, a large battery for use in automobiles and the like uses a large amount of negative electrode material. Therefore,
Attempts have been made to use natural graphite, which is cheaper and has a higher degree of graphitization, instead of expensive artificial graphite.

しかし、黒鉛質炭素の黒鉛化度が高くなると、電解液との反応性が高くなり、電解液の
分解に伴う不可逆容量が大きくなったり、保存特性や安全性などの電池性能が損なわれた
りする。特に、屋外で使用される自動車用途などでは、電池が低温に曝される可能性があ
る。そのため、融点がエチレンカーボネート (39℃前後) やジメチルカーボネート (0.5
℃) より格段に低いプロピレンカーボネート (−49℃) を電解液に使う必要性が高まるが
、天然黒鉛のような黒鉛化度の高い黒鉛質炭素粉末はプロピレンカーボネートを分解して
しまうので、負極活物質材料として使うことができなかった。
However, when the degree of graphitization of graphitic carbon increases, the reactivity with the electrolyte increases, and the irreversible capacity associated with the decomposition of the electrolyte increases, and the battery performance such as storage characteristics and safety is impaired. . In particular, in automobile applications that are used outdoors, the battery may be exposed to low temperatures. Therefore, the melting point is ethylene carbonate (around 39 ° C) or dimethyl carbonate (0.5
)) The need to use propylene carbonate (-49 ° C), which is much lower, in the electrolyte increases, but graphitic carbon powders with a high degree of graphitization, such as natural graphite, decompose propylene carbonate. It could not be used as a material.

そこで、黒鉛化度の高い黒鉛質炭素粉末の表面を黒鉛化度の低い炭素質物質で被覆した
複層構造の炭素粉末を用いることで、PCとの反応性を抑制しようという試みが盛んに行
われている。また、PCの分解反応を抑制するために、電解液に特別な添加剤を加えたり
、炭素材料の粒子に予めポリマーの被覆処理を行ったり、炭素負極を形成した後に、さら
に表面被覆処理を行ったりする手段も採用されている。このように、高黒鉛化度の黒鉛を
負極活物質として用い、非水溶媒の主成分としてPCを用いる場合には、種々の工夫が必
要とされ、製造コストを上昇させる要因となっていた。
Therefore, many attempts have been made to suppress the reactivity with PC by using a carbon powder having a multi-layer structure in which the surface of graphitic carbon powder having a high graphitization degree is coated with a carbonaceous material having a low graphitization degree. It has been broken. In addition, in order to suppress the decomposition reaction of PC, a special additive is added to the electrolytic solution, the polymer material is preliminarily applied to the carbon material particles, or the surface coating treatment is further performed after the carbon negative electrode is formed. The means to do is also adopted. As described above, when graphite having a high graphitization degree is used as the negative electrode active material and PC is used as the main component of the non-aqueous solvent, various devices are required, which has been a factor in increasing manufacturing costs.

一方、リチウムイオン二次電池の負極板の製造に用いられるバインダーの主な役割は、
活物質である炭素粒子相互間、及び炭素粒子と集電体の金属箔との接合であるが、水溶性
樹脂は電気絶縁性の物質であるため過剰量を使用すると、導電性が悪くなって炭素負極へ
のリチウムイオンの挿入、脱離がうまくいかない。そこで、バインダーとして用いられる
樹脂は、少量で十分な接合力を有するとともに、電解液に溶解しない耐電解液性を有し、
リチウムイオンの透過、脱離が可能な樹脂である必要がある。また、バインダーで炭素粒
子が均一に被覆されるとPCとの接触反応は避けられるが、リチウムイオンの透過、脱離
が困難となる。
On the other hand, the main role of the binder used for manufacturing the negative electrode plate of the lithium ion secondary battery is
It is the bonding between the carbon particles that are the active material and between the carbon particles and the metal foil of the current collector. However, since the water-soluble resin is an electrically insulating material, if an excessive amount is used, the conductivity deteriorates. Insertion and desorption of lithium ions into the carbon anode do not work. Therefore, the resin used as the binder has a sufficient bonding strength in a small amount, and has an electrolytic solution resistance that does not dissolve in the electrolytic solution,
It must be a resin that can permeate and desorb lithium ions. Further, when carbon particles are uniformly coated with a binder, contact reaction with PC can be avoided, but permeation and desorption of lithium ions become difficult.

本発明は、黒鉛質炭素粉末として炭素六角網面構造が発達した高結晶性炭素材料を用い
て、該黒鉛質炭素粉末に予め被覆処理を施すことなく、黒鉛質炭素粉末をそのままバイン
ダーと混合して塗布、乾燥して負極とした場合、黒鉛質炭素粉末が樹脂で均一に被覆され
てPCの分解反応を抑制することができるとともにリチウムイオンの透過、脱離が可能な
新規なバインダーを提供することを目的とする。
The present invention uses a highly crystalline carbon material having a carbon hexagonal network structure developed as a graphite carbon powder, and the graphite carbon powder is directly mixed with a binder without being subjected to a coating treatment. When a negative electrode is formed by coating and drying, a novel binder capable of suppressing the decomposition reaction of PC and covering and desorbing lithium ions is obtained by uniformly coating the graphitic carbon powder with a resin. For the purpose.

本発明者は、従来バインダーとして知られているアニオン系水溶性ポリマーであるポリ
アクリル酸を用い、これを架橋剤で脱水重縮合することにより高黒鉛化度の黒鉛を負極と
して用いた場合でもPCの分解を抑制できることを見出した。
The present inventor uses polyacrylic acid, which is an anionic water-soluble polymer conventionally known as a binder, and performs dehydration polycondensation with a cross-linking agent to use PC with high graphitization degree as a negative electrode. It was found that the decomposition of can be suppressed.

すなわち、本発明は、(1)正極、負極、セパレータ及び有機溶媒を含む非水電解液を
有するリチウムイオン二次電池において、前記負極は、黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素
粉末をポリアクリル酸(PAA)とポリアリルアミン塩酸塩(PAH)との脱水重縮合物
を含む水溶性ポリアクリル酸、又はポリアクリル酸(PAA)とポリアクリルアミド(P
AAd)の脱水重縮合物を含む水溶性ポリアクリル酸、をバインダーとして負極集電体に
結着されたものからなり、前記有機溶媒はプロピレンカーボネートを50容積%以上含有
することを特徴とするリチウムイオン二次電池、である。
That is, the present invention relates to (1) a lithium ion secondary battery having a non-aqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an organic solvent, wherein the negative electrode comprises a graphitic carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more. Water-soluble polyacrylic acid containing a dehydration polycondensate of acrylic acid (PAA) and polyallylamine hydrochloride (PAH), or polyacrylic acid (PAA) and polyacrylamide (P
Lithium which is bound to a negative electrode current collector using a water-soluble polyacrylic acid containing a dehydrated polycondensate of AAd) as a binder, and the organic solvent contains 50% by volume or more of propylene carbonate An ion secondary battery.

また、本発明は、(2)前記有機溶媒はプロピレンカーボネート90〜100容積%か
らなることを特徴とする上記(1)のリチウムイオン二次電池、である。
The present invention is (2) the lithium ion secondary battery according to (1) above, wherein the organic solvent comprises 90 to 100% by volume of propylene carbonate.

また、本発明は、(3)前記黒鉛質炭素粉末は天然黒鉛であることを特徴とする上記(
1)のリチウムイオン二次電池、である。
The present invention is also characterized in that (3) the graphitic carbon powder is natural graphite.
1) a lithium ion secondary battery.

また、本発明は、(4)黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素粉末とポリアクリル酸(PA
A)を蒸留水によりスラリー状にした後、PAA量に対する重量%で0.1〜5.0%の
ポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を添加して脱水重縮合物を形成したスラリーを集電体
に塗布、乾燥させることを特徴とする上記(1)のリチウムイオン二次電池に用いる負極
の製造方法、である。
The present invention also provides: (4) graphitic carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more and polyacrylic acid (PA
After slurrying A) with distilled water, 0.1 to 5.0% by weight of polyallylamine hydrochloride (PAH) with respect to the amount of PAA was added to form a slurry in which a dehydrated polycondensate was formed. The method for producing a negative electrode for use in the lithium ion secondary battery according to the above (1), characterized by being coated and dried.

また、本発明は、(5)黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素粉末とポリアクリル酸(PA
A)を蒸留水によりスラリー状にした後、PAA量に対する重量%で0.1〜5.0%の
ポリアクリルアミド(PAAd)を添加して脱水重縮合物を形成したスラリーを集電体に
塗布、乾燥させることを特徴とする上記(1)のリチウムイオン二次電池に用いる負極の
製造方法、である。
The present invention also provides (5) graphitic carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more and polyacrylic acid (PA
After slurrying A) with distilled water, 0.1 to 5.0% by weight of polyacrylamide (PAAd) with respect to the amount of PAA was added to form a dehydrated polycondensate on the current collector. The method for producing a negative electrode used for the lithium ion secondary battery according to the above (1), characterized by being dried.

PAAをバインダーとして用いることは、前記従来の技術に記載したように既に知られ
ているところであるが、PAAのみをバインダーとして用いた場合のサイクル維持特性が
10サイクルであるのと比較して、PAAとポリアリルアミン塩酸塩(PAH)との脱水
重縮合物を少量含有するPAAをバインダーとすることにより約30サイクルまで向上す
る効果が得られる。また、PAAのみをバインダーとして用いた場合と比較して、PAA
とポリアクリルアミド(PAAd)との脱水重縮合物を少量含有するPAAをバインダー
とすることにより約50サイクルまで向上する効果が得られる。
The use of PAA as a binder is already known as described in the above-mentioned prior art, but the cycle maintenance characteristic when only PAA is used as a binder is 10 cycles, compared with 10 cycles. By using PAA containing a small amount of a dehydration polycondensate of polyallylamine hydrochloride (PAH) as a binder, an effect of improving to about 30 cycles can be obtained. In addition, compared with the case where only PAA is used as a binder, PAA
By using PAA containing a small amount of a dehydration polycondensate of polyacrylamide (PAAd) as a binder, an effect of improving to about 50 cycles can be obtained.

これらのPAH又はPAAdによる脱水重縮合物を少量含有させることによる効果の要
因としては、PAAのカルボキシル基とPAHのアミノ基、又はPAAdのアミド基との
脱水重縮合反応プロセスにより、下記の式に示すように、それぞれアミド結合、イミド結
合を作り、そのポリマー層で黒鉛質炭素粉末の表面の被覆が強固になり、SEIを薄く均
一なものとすることによって溶媒のPCと負極活物質の黒鉛質炭素粉末との接触反応を抑
制できるためであると推測できる。
As a factor of the effect by including a small amount of the dehydration polycondensate by PAH or PAAd, the following formula is obtained by the dehydration polycondensation reaction process between the carboxyl group of PAA and the amino group of PAH or the amide group of PAAd. As shown, the amide bond and the imide bond are respectively formed, the surface of the graphitic carbon powder is strengthened by the polymer layer, and the SEI is made thin and uniform so that the solvent PC and the negative electrode active material graphite It can be estimated that this is because the contact reaction with the carbon powder can be suppressed.

脱水重縮合プロセスは下記の式によって表すことができる。
PAA−PHA(アミド結合);R-COOH + R-NH → R-CONH-R + H2O
PAA-PAAd(イミド結合);R-COOH + R-CONH2 → R-CONHCO-R + H2O
(R = ポリマーの主鎖)
The dehydration polycondensation process can be represented by the following formula:
PAA-PHA (amide bond); R-COOH + R-NH 2 → R-CONH-R + H 2 O
PAA-PAAd (imide bond); R-COOH + R-CONH 2 → R-CONHCO-R + H 2 O
(R = polymer main chain)

一方、PVDFをバインダーとして用いた場合は、黒鉛質炭素粉末全体をネットワーク
状に包み込む形をとるために、図1に溶媒和分子の挙動を模式的に示すように、溶媒和分
子の共挿入によりグラファイトのグラフェン層(Graphene layer)が破壊(exfoliation)さ
れ、充放電反応は不可能である。これに対して、アミド結合又はイミド結合を有するPA
Aの方は、同様に、図1に示すように、選択的に黒鉛質炭素粉末のグラファイトエッジ部
を被覆するように不働態化層(Passivation film)を形成するために、溶媒和分子の挿入を
抑制した安定な充放電が可能になったと推測される。
On the other hand, when PVDF is used as a binder, since the entire graphitic carbon powder is encased in a network, as shown schematically in FIG. The graphene layer of graphite is exfoliated and charge / discharge reaction is impossible. In contrast, PA having an amide bond or an imide bond
Similarly, in the case of A, as shown in FIG. 1, in order to selectively form a passivation film so as to cover the graphite edge portion of the graphitic carbon powder, solvated molecules are inserted. It is presumed that stable charging / discharging with suppression of the above became possible.

本発明により、PCを溶媒の主成分として含有する非水電解液を用いるリチウムイオン
二次電池の負極活物質に結晶性の高い黒鉛材料を使用することができ、高容量で安全性の
高い電池負極を得ることができる。
According to the present invention, a graphite material having high crystallinity can be used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing PC as a main component of a solvent, and a battery having high capacity and high safety. A negative electrode can be obtained.

本発明のリチウムイオン二次電池では、負極活物質として黒鉛化度0.8以上の黒鉛質
炭素粉末が用いられる。黒鉛質炭素粉末の黒鉛化度は0.85以上であることがより好ま
しい。黒鉛には、天然黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛があるが、実用電池において放電容
量を高くするには、できるだけ黒鉛化度が高い方が有利である。但し、少量 (黒鉛質炭素
粉末全体の30質量%以下、好ましくは10質量%以下) であれば、人造黒鉛やキッシュ黒鉛
の粉末を天然黒鉛粉末と併用することができる。これらの黒鉛質炭素粉末は、その平均粒
径は、3〜100μm程度であり、より好ましくは5〜50μm程度である。粒径が小さすぎると
比表面積が大きくなり、電解液との反応が増加し、不可逆容量が大きくなってしまう恐れ
がある。
In the lithium ion secondary battery of the present invention, graphitic carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more is used as the negative electrode active material. The graphitization degree of the graphitic carbon powder is more preferably 0.85 or more. Graphite includes natural graphite, artificial graphite, and quiche graphite. In order to increase the discharge capacity in a practical battery, it is advantageous that the degree of graphitization is as high as possible. However, if it is a small amount (30% by mass or less, preferably 10% by mass or less of the entire graphite carbon powder), artificial graphite or quiche graphite powder can be used in combination with natural graphite powder. These graphitic carbon powders have an average particle size of about 3 to 100 μm, more preferably about 5 to 50 μm. If the particle size is too small, the specific surface area increases, the reaction with the electrolyte increases, and the irreversible capacity may increase.

なお、黒鉛質炭素粉末の黒鉛化度は、X線回折の002面などの回折図形から測定され
る。黒鉛化度が0.8未満であると電池の充電所要時間が増大し、レート特性が低下する
。黒鉛化度が0.8以上の炭素質材料の具体例としては、2,000℃以上で焼成された
人造黒鉛、グラファイト、天然黒鉛、MCMB、ピッチ系炭素繊維などが挙げられ、これ
らの中では天然黒鉛が好ましい。ここで「黒鉛化度」とは数値(numerical value)0〜1
.0を有した炭素質材料の微細構造を示すパラメータを指すものである。一般に、黒鉛化
度の高い炭素は高ければ高い程黒鉛に近い微細構造を有しており、黒鉛化度の低い炭素は
低ければ低い程コークに近い微細構造を有している。
The degree of graphitization of the graphitic carbon powder is measured from a diffraction pattern such as 002 plane of X-ray diffraction. When the degree of graphitization is less than 0.8, the required charging time of the battery is increased and the rate characteristics are deteriorated. Specific examples of the carbonaceous material having a graphitization degree of 0.8 or more include artificial graphite, graphite, natural graphite, MCMB, pitch-based carbon fiber, etc., fired at 2,000 ° C. or more. Natural graphite is preferred. Here, “graphitization degree” is a numerical value from 0 to 1.
. It refers to a parameter indicating the microstructure of a carbonaceous material having zero. Generally, carbon having a high degree of graphitization has a fine structure close to that of graphite as it is high, and carbon having a low degree of graphitization has a fine structure close to that of coke as it is low.

また、本発明において、負極活物質として用いるのに好適な黒鉛質炭素粉末は、電気容
量で表示すると、充放電レートを0.2mA/cm2とした半電池による電気容量にして
270mAhr/g以上のものである。この電気容量が300mAhr/g以上、特に3
30mAhr/g以上であれば更に好ましい。電気容量がこのように大きいことは、炭素
六角網面構造が発達した高結晶性炭素材料であることを示している。最も好ましいのはリ
チウムイオンがインターカレーションした際に、C6Liで示される組成、すなわち炭素
6原子に対してリチウム1原子を収容するステージ1構造を形成できるものである。
In the present invention, the graphitic carbon powder suitable for use as the negative electrode active material is 270 mAhr / g or more in terms of electric capacity by a half cell with a charge / discharge rate of 0.2 mA / cm 2 when expressed in electric capacity. belongs to. This electric capacity is 300 mAhr / g or more, especially 3
More preferably, it is 30 mAhr / g or more. Such a large electric capacity indicates a highly crystalline carbon material having a developed carbon hexagonal network structure. Most preferably, when lithium ions are intercalated, a composition represented by C 6 Li, that is, a stage 1 structure containing one lithium atom per six carbon atoms can be formed.

本発明の二次電池を製作するには、前記黒鉛質炭素粉末とPAAを蒸留水によりスラリ
ー状にした後、PAA量に対するPAHの重量%で(PAH/PAA)0.1〜1.0%
のPAH 又はPAA量に対するPAAdの重量%で(PAH/PAAd)0.1〜1.
0%のPAAdを添加して得られるスラリーを集電体に塗布、乾燥させる。PAAにPA
H又はPAAdを添加することで自発的に重縮合反応が進行し、さらに、加熱処理するこ
とで、この結合反応が促進されるものと考えられる。加熱処理は、100〜200℃程度
で1〜2時間程度が好ましい。
In order to manufacture the secondary battery of the present invention, the graphitic carbon powder and PAA are slurried with distilled water, and the PAH is in weight% (PAH / PAA) of 0.1 to 1.0% with respect to the amount of PAA.
(PAH / PAAd) 0.1 to 1.% by weight of PAAd relative to the amount of PAH or PAA.
A slurry obtained by adding 0% PAAd is applied to a current collector and dried. PAA to PA
It is considered that the polycondensation reaction proceeds spontaneously by adding H or PAAd, and that this binding reaction is promoted by heat treatment. The heat treatment is preferably about 100 to 200 ° C. and about 1 to 2 hours.

PAA量に対するPAH又はPAAdの量が0.1wt%未満では、脱水重縮合物が十
分に形成されず、1.0wt%を超えると 、PAAとPAH又はPAAdとが重合し、
適正なスラリーが得られず電極を作製することができない。サイクル特性の点からはPA
A量に対するPAH又はPAAdの重量%は0.3〜0.5%がより好ましい。
When the amount of PAH or PAAd relative to the amount of PAA is less than 0.1 wt%, a dehydration polycondensate is not sufficiently formed, and when it exceeds 1.0 wt%, PAA and PAH or PAAd are polymerized,
An appropriate slurry cannot be obtained, and an electrode cannot be produced. PA in terms of cycle characteristics
The weight percent of PAH or PAAd with respect to the amount of A is more preferably 0.3 to 0.5%.

スラリーの形成は室温〜60℃程度が好ましい。スラリーは適当な集電体 (圧延銅箔、
銅電析銅箔など)にドクターブレード法等を用いて塗工し、乾燥した後、ロール圧延等で
圧密化させると、負極が製造される。スラリーに必要に応じて導電性向上のために適当な
導電剤を混合してもよい。
The formation of the slurry is preferably from room temperature to about 60 ° C. The slurry should be a suitable current collector (rolled copper foil,
A copper electrodeposited copper foil or the like) is coated using a doctor blade method or the like, dried, and then consolidated by roll rolling or the like to produce a negative electrode. If necessary, a suitable conductive agent may be mixed in the slurry to improve conductivity.

黒鉛質炭素粉末とPAAとの混合割合は、黒鉛質炭素粉末の量に対して、PAAが0.
1〜30重量%、特に、0.5〜10重量%であるのが好ましい。PAAが多過ぎると、
電極の内部抵抗が大きくなり好ましくなく、逆にPAAが少なすぎると、集電体と黒鉛質
炭素粉末とが一体にかつ強固に結着した電極とするのが困難となる。PAAの溶媒はN−
メチルピロリドン、蒸留水などでよい。
The mixing ratio of the graphitic carbon powder and PAA is such that the PAA is 0. 0 with respect to the amount of the graphite carbon powder.
It is preferably 1 to 30% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight. If there is too much PAA,
The internal resistance of the electrode increases, which is not preferable. Conversely, when the PAA is too small, it is difficult to obtain an electrode in which the current collector and the graphitic carbon powder are integrally and firmly bound. The solvent for PAA is N-
Methyl pyrrolidone, distilled water or the like may be used.

非水電解液中のプロピレンカーボネートの占める比率は50容量%以上、より好ましく
は90容量%以上であり、100容量%であってもPCの分解は抑制できる。プロピレン
カーボネートと併用される非水溶媒としては、エチレンカーボネート、クロロエチレンカ
ーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、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、メチルプロピルカーボ
ネート、イソプロピルメチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、イソプロピル
エチルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、ブチルエチルカーボネート、ジプロピ
ルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン
、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチ
ルスルホラン、1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチ
ルなどが挙げられる。
The proportion of propylene carbonate in the non-aqueous electrolyte is 50% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, and even if it is 100% by volume, PC decomposition can be suppressed. Non-aqueous solvents used in combination with propylene carbonate include ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, butylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, isopropyl methyl carbonate, ethyl propyl carbonate, isopropyl Ethyl carbonate, butylmethyl carbonate, butylethyl carbonate, dipropyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, 1,3 -Dioxolane, methyl acetate, ethyl acetate, methyl formate, ethyl formate, etc. .

電解質のリチウム塩としては、LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6
、LiCl、LiBr等の無機塩や、LiCF3SO3 、LiN(SO2CF32、LiN
(SO2252 、LiC(SO2CF33、LiN(SO3CF32 等の有機塩など、
非水電解液の電解質として常用されているものを用いればよい。これらのなかでもLiP
6 、LiBF4 又はLiClO4 を用いるのが好ましい。電解質は非水溶媒中に0.5
〜2.0モル/Lとなるように溶解するのが好ましい。また、電解質は通常は1種類を用
いるが、所望ならば2種以上を併用することもできる。
Examples of the lithium salt of the electrolyte include LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , and LiAsF 6.
, LiCl, LiBr and other inorganic salts, LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN
Organic salts such as (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2, etc.
What is commonly used as the electrolyte of the nonaqueous electrolytic solution may be used. Among these, LiP
It is preferred to use F 6 , LiBF 4 or LiClO 4 . The electrolyte is 0.5% in a non-aqueous solvent.
It is preferable to dissolve so as to be -2.0 mol / L. Moreover, although one type of electrolyte is usually used, two or more types can be used in combination if desired.

本発明に係るリチウム二次電池は、上述の負極及び非水電解液以外は、常用の部材で構
成することができる。正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出できるLiCo
2,LiNiO2,LiMnO2,LiMn24などのリチウム含有複合金属酸化物など
を用いて製造される。
The lithium secondary battery according to the present invention can be composed of ordinary members except for the above-described negative electrode and non-aqueous electrolyte. As the positive electrode active material, LiCo that can occlude and release lithium ions
It is manufactured using a lithium-containing composite metal oxide such as O 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 .

これらの正極活物質で正極を製作するには、負極の場合と同じく、正極活物質にバイン
ダー及びカーボンブラックなどを加えたものを集電体上に塗布すればよい。電解液を保持
するセパレータとしては、ポリオレフィンの不織布や多孔性フィルムなどを用いればよい
。また、電池の形状も特に制限されず、円筒型、角形、コイン型、シート型等何れでも良
い。
In order to manufacture a positive electrode using these positive electrode active materials, a material obtained by adding a binder, carbon black, and the like to the positive electrode active material may be applied to the current collector, as in the case of the negative electrode. A polyolefin nonwoven fabric or a porous film may be used as the separator for holding the electrolytic solution. The shape of the battery is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a sheet shape, and the like.

乳鉢に天然黒鉛粉末(平均粒径3μm)0.9g及びPAA(重量平均分子量 1,000,000)
0.1g(黒鉛量に対して約10wt%)を入れて蒸留水によりスラリー状にした。その
後、室温、空気中で、10−3MのPAH(重量平均分子量15,000)水溶液を0.5ml
(PAA量に対して約0.4wt%)添加し、さらに撹拌することでスラリーを作製した
。得られたスラリーを集電体であるNiメッシュ(100mesh)に塗布した。その後、電極乾
燥機にて真空中、80℃で一昼夜乾燥させることで電極を作製した。電池作製の際は、ア
ルゴンガスで満たされたグローブボックス内(露点-100℃以下)で行った。
Natural graphite powder (average particle size 3μm) 0.9g and PAA (weight average molecular weight 1,000,000) in a mortar
0.1 g (about 10 wt% with respect to the amount of graphite) was added and slurried with distilled water. Then, 0.5 ml of 10-3M PAH (weight average molecular weight 15,000) aqueous solution in air at room temperature
(About 0.4 wt% with respect to the amount of PAA) was added, and further stirred to prepare a slurry. The obtained slurry was applied to a Ni mesh (100 mesh) as a current collector. Then, the electrode was produced by making it dry for a whole day and night at 80 degreeC in the vacuum with the electrode dryer. The battery was produced in a glove box filled with argon gas (dew point: −100 ° C. or lower).

電気化学的測定は三極式ビーカーセルを用い、作用極には作製したグラファイト電極、
対極及び参照極にリチウム金属、電解液として1moldm−3LiClOを含むPC
溶媒を用いた。定電流充放電試験は電流密度175mAg−1 (C /2)、 電位範囲0〜
2V(vs.Li/Li)で行った。
The electrochemical measurement uses a tripolar beaker cell, the working electrode is a graphite electrode,
PC containing lithium metal as a counter electrode and a reference electrode, and 1 moldm −3 LiClO 4 as an electrolyte
Solvent was used. The constant current charge / discharge test has a current density of 175 mAg −1 (C / 2), a potential range of 0
2 V (vs. Li / Li + ) was performed.

図2に、初期充放電曲線を示す。図2中の数字1は、初回サイクルの充放電曲線、数字
2は2サイクル目の充放電曲線を示す。初回充電時において文献で報告されているような
、0.8V付近での電位平坦部(溶媒和分子の共挿入反応)は確認されず、黒鉛層間へのイ
ンターカレーションに起因する電位平坦部(0.2V以下)が明瞭に確認できる。また、次
サイクルの充放電挙動も安定していることが分かる。
FIG. 2 shows an initial charge / discharge curve. The number 1 in FIG. 2 shows the charge / discharge curve of the first cycle, and the number 2 shows the charge / discharge curve of the second cycle. As reported in the literature at the time of the first charge, a potential flat part (co-insertion reaction of solvated molecules) near 0.8 V was not confirmed, and a potential flat part (0.2% due to intercalation between graphite layers) V or less) can be clearly confirmed. Moreover, it turns out that the charging / discharging behavior of the next cycle is also stable.

PAHに代えてPAAd(重量平均分子量6,000,000)水溶液を用いた以外は実施例1
と同じ条件で電池を作製した。図3に、初期充放電曲線を示す。図3中の数字1は、初回
サイクルの充放電曲線、数字2は2サイクル目の充放電曲線を示す。初回充電時において
文献で報告されているような、0.8V付近での電位平坦部(溶媒和分子の共挿入反応)は
確認されず、黒鉛層間へのインターカレーションに起因する電位平坦部(0.2V以下)が
明瞭に確認できる。また、次サイクルの充放電挙動も安定していることが分かる。
Example 1 except that an aqueous solution of PAAd (weight average molecular weight 6,000,000) was used instead of PAH
A battery was produced under the same conditions as in Example 1. FIG. 3 shows an initial charge / discharge curve. The number 1 in FIG. 3 shows the charge / discharge curve of the first cycle, and the number 2 shows the charge / discharge curve of the second cycle. As reported in the literature at the time of the first charge, a potential flat part (co-insertion reaction of solvated molecules) near 0.8 V was not confirmed, and a potential flat part (0.2% due to intercalation between graphite layers) V or less) can be clearly confirmed. Moreover, it turns out that the charging / discharging behavior of the next cycle is also stable.

比較例1
バインダーとしてアニオン系水溶性ポリマーであるポリアクリル酸(PAA)(重量平均分子
量 1,000,000)を天然黒鉛に対して、3.5wt%,8.5wt%,10wt%,20w
t%それぞれ加えて調製したスラリーを用いた以外は実施例1の方法と同様にして負極を
作製した。
Comparative Example 1
Polyacrylic acid (PAA) (weight average molecular weight 1,000,000) which is an anionic water-soluble polymer as a binder is 3.5 wt%, 8.5 wt%, 10 wt%, 20 w with respect to natural graphite.
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that a slurry prepared by adding t% each was used.

比較例2
バインダーとしてPVDFを天然黒鉛量に対して10wt%加えて調製したスラリーを
用いた以外は実施例1の方法と同様にして負極を作製した。
Comparative Example 2
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that a slurry prepared by adding 10 wt% of PVDF to the amount of natural graphite as a binder was used.

図4は、定電流充放電試験から得られた実施例1、実施例2及び比較例1の各電極にお
ける放電特性を示した。PAA単独では、サイクルに伴うリチウム挿入・脱離によりグラ
ファイト粒子のエッジ部に存在するSEI被覆層が劣化し、欠落するために10サイクル
以降は急激に特性が悪化している。一方、PAH又はPAAdを添加した電極においては
前者ではアミド結合、後者ではイミド結合の構築が示唆され、この結合によりSEI被覆
層の劣化が抑制されたため、サイクル維持が向上したものと考えられる。
FIG. 4 shows the discharge characteristics of the electrodes of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 obtained from the constant current charge / discharge test. In the case of PAA alone, the SEI coating layer existing at the edge of the graphite particles deteriorates due to the insertion / extraction of lithium accompanying the cycle, and the characteristics deteriorate rapidly after 10 cycles. On the other hand, in the electrode to which PAH or PAAd is added, it is suggested that the former is an amide bond and the latter is an imide bond, and this bond suppresses the deterioration of the SEI coating layer.

図5は、1moldm−3LiClO/PCを電解液とし、PAAをバインダーとし
て用いた負極を用いた比較例1及びPVDFをバインダーとして用いた負極を用いた比較
例2の場合の初期充放電曲線を示している。この結果から、PVDF電極ではPC電解液
中において放電容量をほとんど示していないのに対し、PAAで被覆した電極では、EC
系電解液中で試験した性能とほぼ同等であった。
FIG. 5 shows initial charge / discharge curves in the case of Comparative Example 1 using a negative electrode using 1 moldm −3 LiClO 4 / PC as an electrolyte and using PAA as a binder and Comparative Example 2 using a negative electrode using PVDF as a binder. Is shown. From this result, the PVDF electrode shows almost no discharge capacity in the PC electrolyte, whereas the electrode coated with PAA shows EC
It was almost the same as the performance tested in the system electrolyte.

バインダーとしてPAAを使用した場合(比較例1)、その共挿入は起こらず、EC+
DEC系電解液を使用した際の充放電曲線と酷似しているが、以前から報告されているよ
うに、バインダーとしてPVDFを用いた場合(比較例2)、充電時約0.8V(vs.
Li/Li)に電位平坦部が確認され、PCの分解反応が起こっているものと推測され
る。さらに、PC共挿入によりグラファイト層が破壊され、放電反応もほとんど示してい
ないことが確認できる。
When PAA is used as a binder (Comparative Example 1), the co-insertion does not occur and EC +
Although it is very similar to the charge / discharge curve when using the DEC electrolyte, as reported previously, when PVDF is used as a binder (Comparative Example 2), about 0.8 V (vs.
A potential flat portion is confirmed in Li / Li + ), and it is estimated that a PC decomposition reaction occurs. Furthermore, it can be confirmed that the graphite layer is destroyed by co-insertion with PC and the discharge reaction is hardly shown.

高黒鉛化度の黒鉛質炭素粉末を負極活物質として用い、非水溶媒の主成分としてPCを
用いることにより 低コストで安定した充放電能を有するリチウムイオン二次電池を提供
することができる。
By using graphitic carbon powder having a high graphitization degree as the negative electrode active material and using PC as the main component of the non-aqueous solvent, a lithium ion secondary battery having stable charge / discharge capability can be provided at low cost.

バインダーとしてPVDFを用いた場合と本発明の脱水重縮合物を含む水溶性ポリアクリル酸を用いた場合の溶媒和分子の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the behavior of a solvation molecule | numerator at the time of using PVDF as a binder, and the water-soluble polyacrylic acid containing the dehydration polycondensate of this invention. 実施例1の二次電池の充放電曲線を示すグラフである。3 is a graph showing a charge / discharge curve of the secondary battery of Example 1. FIG. 実施例2の二次電池の充放電曲線を示すグラフである。4 is a graph showing a charge / discharge curve of the secondary battery of Example 2. 実施例1、実施例2及び比較例1の放電特性を示すグラフである。4 is a graph showing discharge characteristics of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. 比較例1及び比較例2の二次電池の初期充放電曲線を示すグラフである。6 is a graph showing initial charge / discharge curves of secondary batteries of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

Claims (5)

正極、負極、セパレータ及び有機溶媒を含む非水電解液を有するリチウムイオン二次電池
において、
前記負極は、黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素粉末をポリアクリル酸(PAA)とポリア
リルアミン塩酸塩(PAH)との脱水重縮合物を含む水溶性ポリアクリル酸、
又はポリアクリル酸(PAA)とポリアクリルアミド(PAAd)の脱水重縮合物を含む
水溶性ポリアクリル酸、
をバインダーとして負極集電体に結着されたものからなり、前記有機溶媒はプロピレンカ
ーボネートを50容積%以上含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
In a lithium ion secondary battery having a non-aqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode, a separator and an organic solvent,
The negative electrode is a water-soluble polyacrylic acid containing a dehydrated polycondensate of polyacrylic acid (PAA) and polyallylamine hydrochloride (PAH) with a graphitic carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more,
Or water-soluble polyacrylic acid containing a dehydration polycondensate of polyacrylic acid (PAA) and polyacrylamide (PAAd),
A lithium ion secondary battery, wherein the organic solvent contains 50% by volume or more of propylene carbonate.
前記有機溶媒はプロピレンカーボネート90〜100容積%からなることを特徴とする請
求項1記載のリチウムイオン二次電池。
2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the organic solvent comprises 90 to 100% by volume of propylene carbonate.
前記黒鉛質炭素粉末は天然黒鉛であることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二
次電池。
The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the graphitic carbon powder is natural graphite.
黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素粉末とポリアクリル酸(PAA)を蒸留水によりスラリ
ー状にした後、PAA量に対する重量%で0.1〜5.0%のポリアリルアミン塩酸塩(
PAH)を添加して脱水重縮合物を形成したスラリーを集電体に塗布、乾燥させることを
特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池に用いる負極の製造方法。
Graphite carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more and polyacrylic acid (PAA) are slurried with distilled water, and 0.1% to 5.0% polyallylamine hydrochloride (% by weight with respect to the amount of PAA) (
The method for producing a negative electrode for use in a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein a slurry in which a dehydrated polycondensate is formed by adding (PAH) is applied to a current collector and dried.
黒鉛化度0.8以上の黒鉛質炭素粉末とポリアクリル酸(PAA)を蒸留水によりスラリ
ー状にした後、PAA量に対する重量%で0.1〜5.0%のポリアクリルアミド(PA
Ad)を添加して脱水重縮合物を形成したスラリーを集電体に塗布、乾燥させることを特
徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池に用いる負極の製造方法。
Graphite carbon powder having a graphitization degree of 0.8 or more and polyacrylic acid (PAA) are slurried with distilled water, and then 0.1% to 5.0% polyacrylamide (PA by weight with respect to the amount of PAA).
The method for producing a negative electrode for use in a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the slurry in which Ad) is added to form a dehydrated polycondensate is applied to a current collector and dried.
JP2006116028A 2006-04-19 2006-04-19 Lithium ion secondary battery Active JP4852700B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006116028A JP4852700B2 (en) 2006-04-19 2006-04-19 Lithium ion secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006116028A JP4852700B2 (en) 2006-04-19 2006-04-19 Lithium ion secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007287570A JP2007287570A (en) 2007-11-01
JP4852700B2 true JP4852700B2 (en) 2012-01-11

Family

ID=38759141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006116028A Active JP4852700B2 (en) 2006-04-19 2006-04-19 Lithium ion secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4852700B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2770285C (en) * 2009-08-07 2014-03-25 Jsr Corporation Electrochemical device and binder composition
JP5943602B2 (en) * 2010-12-28 2016-07-05 三井化学株式会社 Acrylic aqueous dispersion and aqueous paste for electrochemical cell, and method for producing electrode / battery comprising the same
WO2013122114A1 (en) 2012-02-14 2013-08-22 三菱化学株式会社 Negative-electrode active material for non-aqueous secondary battery, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using said active material
JP6165162B2 (en) 2012-11-07 2017-07-19 三洋化成工業株式会社 Electrode protective film forming agent, electrode, electrolytic solution, lithium secondary battery, lithium ion capacitor, and method for producing electrode protective film
JP6395371B2 (en) * 2013-11-26 2018-09-26 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. Negative electrode active material layer for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
KR101631847B1 (en) * 2014-03-25 2016-06-27 전자부품연구원 Anode slurry for lithium-ion battery, and method for fabricating thereof
JP6315266B2 (en) * 2014-06-25 2018-04-25 株式会社豊田自動織機 Method for producing electrode for non-aqueous secondary battery
JP6645792B2 (en) * 2015-10-05 2020-02-14 積水化学工業株式会社 Electrode, lithium ion secondary battery, method for manufacturing electrode, and method for manufacturing lithium ion secondary battery
JP2020161209A (en) * 2017-07-24 2020-10-01 協立化学産業株式会社 Composition for current collector
JP6798449B2 (en) * 2017-08-10 2020-12-09 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery
CN109524623B (en) * 2018-11-16 2021-07-20 山东华亿比科新能源股份有限公司 Preparation method of anti-bending negative plate of lithium battery
JP6871436B2 (en) * 2020-01-08 2021-05-12 積水化学工業株式会社 Electrodes, lithium-ion secondary batteries, electrode manufacturing methods and lithium-ion secondary battery manufacturing methods

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2766296B1 (en) * 1997-07-17 1999-08-20 Alsthom Cge Alcatel METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTROCHEMICAL GENERATOR WITH UNIT STRUCTURE
FR2766970B1 (en) * 1997-08-04 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel POLYMER BINDER FOR ELECTRODE, MANUFACTURING METHOD AND ELECTROCHEMICAL SYSTEM COMPRISING SAME
JP4461498B2 (en) * 1997-12-16 2010-05-12 パナソニック株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode thereof
JPH11354125A (en) * 1998-06-05 1999-12-24 Hitachi Maxell Ltd Lithium secondary battery
JP2002033106A (en) * 2000-07-18 2002-01-31 Nippon Zeon Co Ltd Slurry for lithium ion secondary battery electrode and its utilization
JP2003123766A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Sanyo Chem Ind Ltd Electrode binder for electrochemical element and electrode
JP2004134237A (en) * 2002-10-10 2004-04-30 Japan Storage Battery Co Ltd Using method of lithium ion secondary battery
JP2004253363A (en) * 2002-12-26 2004-09-09 Hitachi Ltd Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery and negative electrode material
KR100953544B1 (en) * 2004-01-02 2010-04-21 삼성에스디아이 주식회사 Metal alloy based negative electrode, preparation thereof and lithium secondary battery comprising same
JP2006032296A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd Negative electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007287570A (en) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4852700B2 (en) Lithium ion secondary battery
EP2863457B1 (en) Lithium secondary battery comprising multilayered active material layer
KR101685765B1 (en) Negative active material for lithium secondary battery and method of preparing for the same
JP4061586B2 (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2022076482A (en) Negative electrode active material, negative electrode containing the same, and lithium secondary battery
US10581069B2 (en) Negative electrode active material having double coating layer, method for preparing the same and lithium secondary battery including the same
CN105576279B (en) Lithium secondary battery
JP5370937B2 (en) Positive electrode active material, positive electrode and non-aqueous secondary battery
JP5133020B2 (en) Method for producing positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode plate
WO2014010526A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5245201B2 (en) Negative electrode, secondary battery
JP2014017199A (en) Electrode for lithium secondary battery and method for manufacturing the same, and lithium secondary battery and method for manufacturing the same
JP2013134938A (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery including the same
CN112004780A (en) Method for washing positive electrode active material, method for preparing positive electrode active material comprising the same, and positive electrode active material prepared thereby
JP2020123460A (en) Pre-doping material, positive electrode including pre-doping material, and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery including positive electrode thereof, and method for producing metal oxide
US20220231281A1 (en) Method for Preparing Positive Electrode Active Material for Lithium Secondary Battery and Positive Electrode Active Material Prepared Thereby
JP3658517B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20190142147A (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, preparing method of the same
KR20080029479A (en) Cathode active material, lithium secondary battery comprising same, and hybrid capacitor comprising same
US10604410B2 (en) Negative electrode active material for lithium secondary battery and method of preparing the same
JP5855737B2 (en) Lithium ion battery
KR102684809B1 (en) Anode and Lithium Secondary Battery Comprising the Same
WO2015132845A1 (en) All-solid-state battery
CN115280573A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2012084554A (en) Anode, secondary battery, and method for manufacturing anode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110819

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110927

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150