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JP6015222B2 - Negative electrode plate for secondary battery, secondary battery, and battery pack - Google Patents

Negative electrode plate for secondary battery, secondary battery, and battery pack Download PDF

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JP6015222B2 JP2012176655A JP2012176655A JP6015222B2 JP 6015222 B2 JP6015222 B2 JP 6015222B2 JP 2012176655 A JP2012176655 A JP 2012176655A JP 2012176655 A JP2012176655 A JP 2012176655A JP 6015222 B2 JP6015222 B2 JP 6015222B2
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Description

本発明は、二次電池用負極板、及び二次電池、並びに電池パックに関する。   The present invention relates to a negative electrode plate for a secondary battery, a secondary battery, and a battery pack.

リチウムイオン二次電池等に代表される二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時にいわゆるメモリ効果と呼ばれる完全に放電させる前に電池の充電を行なうと次第に電池容量が減少していく現象が無いことから、携帯機器、ノート型パソコン、ポータブル機器など様々な分野で用いられている。   A secondary battery represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density and a high voltage, and the battery capacity gradually increases when the battery is charged before being completely discharged, which is called a memory effect at the time of charge / discharge. Since there is no decreasing phenomenon, it is used in various fields such as portable devices, notebook computers, and portable devices.

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でCO2排出抑制の取り組みが行われているなかで、石油依存度を低減し、低環境負荷で走行可能とすることで、CO2削減に大いに寄与することができるプラグインハイブリッド自動車、電気自動車に代表される次世代クリーンエネルギー自動車の開発・普及が急務とされている。これらの次世代クリーンエネルギー自動車の駆動力として二次電池を利用することができれば、ガソリンに依存する必要がなく、CO2削減に大いに寄与することができ、地球温暖化防止に大いに貢献することができる。一方で、次世代クリーンエネルギー自動車の駆動力として二次電池が利用されるためには、長期にわたって安定的な使用が可能であることが必要とされている。 Currently, as a measure to prevent global warming, efforts to reduce CO 2 emissions are being carried out on a global scale. By reducing the dependence on oil and allowing it to travel with a low environmental load, it can greatly reduce CO 2 emissions. There is an urgent need to develop and promote next-generation clean energy vehicles represented by plug-in hybrid vehicles and electric vehicles that can contribute. If secondary batteries can be used as the driving force for these next-generation clean energy vehicles, there is no need to rely on gasoline, which can greatly contribute to CO 2 reduction and greatly contribute to the prevention of global warming. it can. On the other hand, in order for a secondary battery to be used as a driving force for a next-generation clean energy vehicle, it is required that the battery can be used stably over a long period of time.

現在、各種の提案がされている二次電池は、正極板、負極板、セパレータ、及び非水電解液から構成される。正極板としては、金属箔などの集電体表面に、正極活物質粒子が固着されてなる負極活物質層を備えるものが一般的である。また負極板としては、銅やアルミニウムなどの集電体表面に、各種炭素材料を含む負極活物質粒子が固着されてなる負極活物質層を備えるものが一般的である(例えば、特許文献1)。   Currently, various proposed secondary batteries include a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and a non-aqueous electrolyte. The positive electrode plate is generally provided with a negative electrode active material layer in which positive electrode active material particles are fixed to the surface of a current collector such as a metal foil. Moreover, as a negative electrode plate, what is equipped with the negative electrode active material layer by which the negative electrode active material particle | grains containing various carbon materials adhere to the collector surface, such as copper and aluminum, is common (for example, patent document 1). .

ケイ素系、スズ等系の材料は、炭素材料と比較して、理論容量が高いことが知られており、炭素材料にかわる負極活物質粒子の材料として注目を集めている。一方で、ケイ素系、スズ系の材料を含む負極活物質粒子に、アルカリ金属イオン、例えば、リチウムイオンが電気化学的に挿入されると、その体積が3〜4倍程度に膨張し、放電時には収縮するため、充放電を繰り返すと活物質粒子が微粉化する場合がある。また、充放電時に負極活物質層が膨張収縮することにより負極板にクラックが発生する場合や、負極集電体と、ケイ素系、スズ系の材料を含む負極活物質粒子を含む負極活物質層との固着界面が破壊される場合等が生ずる場合がある。したがって、アルカリ金属イオンを電気化学的に挿入した時に体積変化が大きい負極活物質粒子を用いた場合には、サイクル特性の低下が生じやすいといった課題を有する。   Silicon-based and tin-based materials are known to have a higher theoretical capacity than carbon materials, and are attracting attention as materials for negative electrode active material particles that replace carbon materials. On the other hand, when an alkali metal ion, for example, lithium ion is electrochemically inserted into the negative electrode active material particles containing a silicon-based or tin-based material, the volume expands to about 3 to 4 times. In order to shrink, when charging and discharging are repeated, the active material particles may be pulverized. In addition, when the negative electrode active material layer expands and contracts during charge and discharge, cracks occur in the negative electrode plate, and the negative electrode active material layer includes negative electrode current collectors and negative electrode active material particles including silicon-based and tin-based materials. In some cases, the fixing interface is broken. Therefore, when negative electrode active material particles having a large volume change when electrochemically inserting alkali metal ions are used, there is a problem that cycle characteristics are liable to deteriorate.

特開2006−310010号公報JP 2006-310010 A

本発明は、このような状況下に鑑みてなされたものであり、サイクル特性の向上を図ることのできる二次電池用負極板、特には、アルカリ金属イオンを電気化学的に挿入した時の体積変化が大きい負極活物質粒子を用いた場合であってもサイクル特性を向上させることできる二次電池用負極板、およびこれを使った二次電池や電池パックを提供することを主たる課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a negative electrode plate for a secondary battery capable of improving cycle characteristics, in particular, a volume when an alkali metal ion is inserted electrochemically. It is a main subject to provide a negative electrode plate for a secondary battery that can improve cycle characteristics even when negative electrode active material particles having a large change are used, and a secondary battery and a battery pack using the same.

上記課題を解決するための本発明は、負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含むアルカリ金属イオン二次電池用負極板であって、前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とする。 The present invention for solving the above problems is a negative electrode plate for an alkali metal ion secondary battery comprising a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminate provided on the negative electrode current collector, wherein the negative electrode active material In the material laminate, a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer are laminated in this order, and the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer are , A negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions, and a binder, wherein the conductive layer is a conductive material, a binder contained in the first negative electrode active material layer, and the second negative electrode active material layer. And another binder contained in the conductive layer is more JIS-K- than the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer. Large tensile fracture strain according to 7161 (1994) And wherein the tensile modulus conforming to JIS-K-7161 (1994) is small.

また上記課題を解決するための本発明は、正極板と、負極板と、電解質とを含むアルカリ金属イオン二次電池であって、前記負極板は、負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含み、前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とする。 Moreover, this invention for solving the said subject is an alkali metal ion secondary battery containing a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte, Comprising: The said negative electrode plate is a negative electrode collector, The said negative electrode collector. The negative electrode active material laminate includes a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer, which are laminated in this order. The negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer include a negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions, and a binder. The conductive layer includes a conductive material, and the first negative electrode active material layer. The material layer and another binder different from the binder contained in the second negative electrode active material layer, and the other binder contained in the conductive layer includes the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer. Than the binder contained in the negative electrode active material layer of JIS-K-716 (1994) in tensile breaking strain greater compliant, and wherein the tensile modulus conforming to JIS-K-7161 (1994) is small.

また上記課題を解決するための本発明は、収納ケースと、正極端子および負極端子を備えるアルカリ金属イオン二次電池と、過充電および過放電保護機能を有する保護回路とを少なくとも備え、前記収納ケースにアルカリ金属イオン二次電池および前記保護回路が収納されて構成される電池パックであって、前記アルカリ金属イオン二次電池は、正極板と、負極板と、電解質とを含み、前記負極板は、負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含み、前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とする。
In addition, the present invention for solving the above-described problems includes at least a storage case, an alkali metal ion secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a protection circuit having an overcharge and overdischarge protection function, A battery pack configured to house the alkali metal ion secondary battery and the protection circuit, wherein the alkali metal ion secondary battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte, and the negative electrode plate is A negative electrode current collector and a negative electrode active material laminate provided on the negative electrode current collector, wherein the negative electrode active material laminate comprises a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material. The material layers are laminated in this order, and the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer include a negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions and a binder, and the conductive layer Is a conductive material, The first negative electrode active material layer and another binder different from the binder contained in the second negative electrode active material layer, and the other binder contained in the conductive layer is the first negative electrode active material The tensile fracture strain according to JIS-K-7161 (1994) is greater than the binder contained in the layer and the second negative electrode active material layer, and the tensile modulus of elasticity according to JIS-K-7161 (1994) Is small.

本発明の二次電池用負極板によれば、アルカリ金属イオンを電気化学的に挿入した時の体積変化が小さい負極活物質粒子を用いた場合のみならず、体積変化が大きい負極活物質粒子を用いた場合であってもサイクル特性を向上させることできる。また、本発明の二次電池用負極板を用いた二次電池、電池パックにあっても前記と同様の効果を奏することができる。   According to the negative electrode plate for a secondary battery of the present invention, not only when negative electrode active material particles having a small volume change when an alkali metal ion is inserted electrochemically, but also negative electrode active material particles having a large volume change are used. Even if it is used, cycle characteristics can be improved. In addition, the same effects as described above can be obtained even in a secondary battery or a battery pack using the secondary battery negative electrode plate of the present invention.

本発明の二次電池用負極板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the negative electrode plate for secondary batteries of this invention. 本発明の二次電池用負極板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the negative electrode plate for secondary batteries of this invention. 本発明の二次電池用負極板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the negative electrode plate for secondary batteries of this invention. 本発明の二次電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the secondary battery of this invention. 本発明の電池パックの一例を示す断面分解図である。It is a sectional exploded view showing an example of a battery pack of the present invention.

以下、本発明の二次電池用負極板、当該二次電池用負極板を用いた二次電池、及び電池パックについて説明する。   Hereinafter, the secondary battery negative electrode plate of the present invention, the secondary battery using the secondary battery negative electrode plate, and the battery pack will be described.

<<二次電池用負極板>>
図1に示すように、本発明の二次電池用負極板10(本発明の負極板10という場合もある。)は、負極集電体1と、負極集電体に設けられた負極活物質積層体2とを含む。以下、本発明の負極板10の各構成について具体的に説明する。
<< Anode plate for secondary battery >>
As shown in FIG. 1, the negative electrode plate 10 for a secondary battery of the present invention (also referred to as the negative electrode plate 10 of the present invention) includes a negative electrode current collector 1 and a negative electrode active material provided on the negative electrode current collector. The laminate 2 is included. Hereinafter, each structure of the negative electrode plate 10 of this invention is demonstrated concretely.

<負極集電体>
負極集電体1について特に限定はなく、二次電池用負極板に用いられる従来公知の負極集電体を適宜選択して用いることができる。例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、銅箔などの単体又は合金から形成された負極集電体を好ましく用いることができる。また、負極集電体には、その表面に導電性を担保するための物質が積層されたものや、何らかの表面処理がなされたものも含まれる。その表面に表面加工処理がなされている負極集電体1としては、導電性物質が集電機能を有する材料の表面に積層された負極集電体、化学研磨処理、コロナ処理、酸素プラズマ処理がなされた負極集電体等が挙げられる。すなわち、負極集電体1には、集電機能を有する材料のみから形成される集電体のみならず、その表面に導電性を担保するための物質が積層されたものや、何らかの表面処理がなされたものも含まれる。
<Negative electrode current collector>
The negative electrode current collector 1 is not particularly limited, and a conventionally known negative electrode current collector used for a negative electrode plate for a secondary battery can be appropriately selected and used. For example, a negative electrode current collector formed of a simple substance such as an aluminum foil, a nickel foil, or a copper foil or an alloy can be preferably used. In addition, the negative electrode current collector includes one in which a material for ensuring conductivity is laminated on the surface thereof, and one in which some surface treatment is performed. As the negative electrode current collector 1 whose surface is processed on its surface, a negative electrode current collector in which a conductive substance is laminated on the surface of a material having a current collecting function, chemical polishing treatment, corona treatment, oxygen plasma treatment are used. Examples thereof include a negative electrode current collector made. That is, the negative electrode current collector 1 includes not only a current collector formed of only a material having a current collecting function, but also a surface in which a substance for ensuring conductivity is laminated, or some surface treatment. Also included are those made.

負極集電体1の厚みは、二次電池用負極板の負極集電体として使用可能な厚みであれば特に限定されないが、5〜200μmであることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましい。   The thickness of the negative electrode current collector 1 is not particularly limited as long as it can be used as a negative electrode current collector of a negative electrode plate for a secondary battery, but is preferably 5 to 200 μm, more preferably 10 to 50 μm. preferable.

<負極活物質積層体>
図1に示すように負極集電体1上には、負極活物質積層体2が設けられている。本発明の負極板10では、負極活物質積層体2は、第1の負極活物質層3、導電層4、及び第2の負極活物質層5を含み、負極集電体1側から、第1の負極活物質層3、導電層4、及び第2の負極活物質層5がこの順で積層されている。
<Negative electrode active material laminate>
As shown in FIG. 1, a negative electrode active material laminate 2 is provided on the negative electrode current collector 1. In the negative electrode plate 10 of the present invention, the negative electrode active material laminate 2 includes a first negative electrode active material layer 3, a conductive layer 4, and a second negative electrode active material layer 5, and from the negative electrode current collector 1 side, The first negative electrode active material layer 3, the conductive layer 4, and the second negative electrode active material layer 5 are laminated in this order.

本発明の負極板10は、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5が、負極活物質粒子とバインダーを必須の成分として含んでおり、導電層4が、導電材と、第1の負極活物質層3及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーと、を必須の成分として含んでいる点、及び、導電層4に含まれる別のバインダーが、第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりもJIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さい点を特徴としている。以下、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみ、及びJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率を単に、引張破壊ひずみ、引張弾性率という場合がある。   In the negative electrode plate 10 of the present invention, the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 include negative electrode active material particles and a binder as essential components, and the conductive layer 4 includes a conductive material. And another binder different from the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and another contained in the conductive layer 4. The binder has a larger tensile fracture strain according to JIS-K-7161 (1994) than the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and JIS-K. It is characterized by a small tensile elastic modulus according to -7161 (1994). Hereinafter, the tensile fracture strain conforming to JIS-K-7161 (1994) and the tensile elastic modulus conforming to JIS-K-7161 (1994) may be simply referred to as tensile fracture strain or tensile elastic modulus.

要約すると、本発明の負極板10は、以下の2つの点を特徴とする。第1の特徴は、負極活物質積層体2が、第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5とを含む点、換言すれば、負極活物質積層体2が、2以上の負極活物質層を含んでいる点にある。第2の特徴は、第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5との間に導電層4が設けられており、導電層4に含まれる別のバインダーが、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりも引張破壊ひずみが大きく、かつ引張弾性率が小さい点にある。これらの特徴を有する本発明の負極板10によれば、以下に推定される理由によってサイクル特性の向上が図られている。   In summary, the negative electrode plate 10 of the present invention is characterized by the following two points. The first feature is that the negative electrode active material laminate 2 includes a first negative electrode active material layer 3 and a second negative electrode active material layer 5, in other words, the negative electrode active material laminate 2 has 2 The negative electrode active material layer is included. The second feature is that a conductive layer 4 is provided between the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and another binder contained in the conductive layer 4 is the first The tensile fracture strain is larger than that of the binder contained in the negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and the tensile elastic modulus is small. According to the negative electrode plate 10 of the present invention having these characteristics, the cycle characteristics are improved for the following reason.

上記第1の特徴による効果を説明するにあたり、負極活物質粒子を含む負極活物質層を単層構成とした場合と、この単層構成の負極活物質層を、負極活物質粒子を含む2以上の負極活物質層に分割した場合にわけ、単層構成の負極活物質層にかかる応力と、この単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割したときの1つの負極活物質層にかかる応力について説明する。負極活物質粒子に、アルカリ金属イオンを電気化学的に挿入させた場合には負極活物質粒子は膨張する。このとき、負極活物質層には負極活物質粒子の膨張による応力が発生する。なお、負極活物質層に含まれる負極活物質粒子の量が多くなるにしたがって負極活物質層にかかる応力は高くなると考えられる。   In describing the effect of the first feature, when the negative electrode active material layer including the negative electrode active material particles has a single layer configuration, the single layer negative electrode active material layer includes two or more negative electrode active material particles including the negative electrode active material particles. When the negative electrode active material layer is divided into two layers, the stress applied to the single-layer negative electrode active material layer and one negative electrode when the single-layer negative electrode active material layer is divided into two or more negative electrode active material layers The stress applied to the active material layer will be described. When alkali metal ions are electrochemically inserted into the negative electrode active material particles, the negative electrode active material particles expand. At this time, stress due to expansion of the negative electrode active material particles is generated in the negative electrode active material layer. In addition, it is thought that the stress concerning a negative electrode active material layer becomes high as the quantity of the negative electrode active material particle contained in a negative electrode active material layer increases.

ここで、単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割した場合には、当該分割された1つの負極活物質層に含まれる負極活物質粒子の量は、単層構成の負極活物質層に含まれる負極活物質粒子の量よりも少なくなる。したがって、分割された負極活物質層のうち、1つの負極活物質層にかかる応力は、単層構成の負極活物質層にかかる応力よりも小さくなる。   Here, when the negative electrode active material layer having a single layer structure is divided into two or more negative electrode active material layers, the amount of the negative electrode active material particles contained in one divided negative electrode active material layer is determined as a single layer structure. This is less than the amount of the negative electrode active material particles contained in the negative electrode active material layer. Therefore, the stress applied to one negative electrode active material layer among the divided negative electrode active material layers is smaller than the stress applied to the single-layered negative electrode active material layer.

次に、負極集電体上に上記単層構成の負極活物質層を設けた場合と、負極集電体上に当該単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割したときの1つの負極活物質層を設けた場合について説明する。上述したように、単層構成の負極活物質層には、当該単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割したときの1つの負極活物質層にかかる応力よりも高い応力がかかる。したがって、負極集電体上に単層構成の負極活物質層を設けた場合には、アルカリ金属イオンを電気化学的に挿入した時に当該単層構成の負極活物質層に高い応力がかかり、これにより、単層構成の負極活物質層に反りが生じやすくなる。負極活物質層に反りが生じた場合は、負極集電体からの負極活物質層が剥離しやすくなりサイクル特性の低下を引き起こす。   Next, when the negative electrode active material layer having the single-layer structure is provided on the negative electrode current collector, the single-layer negative electrode active material layer is divided into two or more negative electrode active material layers on the negative electrode current collector. A case where one negative active material layer is provided will be described. As described above, the single-layered negative electrode active material layer has a higher stress than that applied to one negative electrode active material layer when the single-layered negative electrode active material layer is divided into two or more negative electrode active material layers. Stress is applied. Therefore, when a negative electrode active material layer having a single layer structure is provided on the negative electrode current collector, a high stress is applied to the negative electrode active material layer having a single layer structure when an alkali metal ion is inserted electrochemically. As a result, the negative electrode active material layer having a single layer structure is likely to warp. When the negative electrode active material layer is warped, the negative electrode active material layer from the negative electrode current collector is easily peeled off, resulting in a decrease in cycle characteristics.

一方、単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割したときの1つの負極活物質層にかかる応力は、上記単層構成の負極活物質層にかかる応力よりも小さいことから、当該分割された1つの負極活物質層では、負極活物質層にかかる応力による反りの発生が低減される。つまり、本発明の負極板10における第1の特徴は、負極活物質積層体2に、第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5とを含ませることで、負極集電体1に近い位置に存在する第1の負極活物質層3にかかる応力を低減させ、これにより、負極集電体1からの第1の負極活物質層3の剥離を防止せしめた点にある。また、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5にかかる応力を低減させることで、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5内における導電パスの崩壊や、負極活物質粒子同士を固着せしめているバインダーの崩壊も防止される。   On the other hand, when a single-layered negative electrode active material layer is divided into two or more negative electrode active material layers, the stress applied to one negative electrode active material layer is smaller than the stress applied to the single-layered negative electrode active material layer. Therefore, in the one divided negative electrode active material layer, occurrence of warpage due to stress applied to the negative electrode active material layer is reduced. In other words, the first feature of the negative electrode plate 10 of the present invention is that the negative electrode active material laminate 2 includes the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, so The stress applied to the first negative electrode active material layer 3 present at a position close to the electric current body 1 is reduced, thereby preventing the separation of the first negative electrode active material layer 3 from the negative electrode current collector 1. is there. Further, by reducing the stress applied to the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, the conductivity in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 is reduced. The collapse of the path and the binder that fixes the negative electrode active material particles to each other are also prevented.

次に、単層構成の負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割し、負極集電体上に、この分割された負極活物質層同士が直接的に接するように設け、直接的に接しているそれぞれの負極活物質層に含まれる負極活物質粒子にアルカリ金属イオンを電気化学的に挿入したときの各負極活物質層の状態について説明する。   Next, the negative electrode active material layer having a single layer structure is divided into two or more negative electrode active material layers, and provided on the negative electrode current collector so that the divided negative electrode active material layers are in direct contact with each other. The state of each negative electrode active material layer when alkali metal ions are electrochemically inserted into the negative electrode active material particles included in each negative electrode active material layer in contact with the electrode will be described.

負極活物質層を2以上の負極活物質層に分割することで、各負極活物質層にかかる応力が低減されることについては上記で説明したが、負極活物質粒子が含まれている以上、一定の割合で負極活物質層は膨張し負極活物質層に体積変化が生ずる。負極集電体は、実質的に膨張が生じない、或いは殆ど膨張しないことから、負極集電体上に最も近い位置に設けられた一方の負極活物質層は、負極集電体から離れる方向に向かって膨張する。このとき、一方の負極活物質層上に設けられ、該負極活物質層と直接的に接している他方の負極活物質層は、一方の負極活物質の膨張による体積変化に追従して負極集電体から離れる方向に向かって押し上げられることから、一方の負極活物質層と、他方の負極活物質層との導電パスが崩壊する場合や、一方の負極活物質層と、他方の負極活物質層を固着せしめているバインダーが崩壊する場合、さらには、押し上げられることで他方の負極活物質層にひび割れが発生する場合などが起こり得る。このような問題が生じた場合には、他方の負極活物質層に含まれる負極活物質粒子は、その機能を発揮することができなくなり、容量の低下や、一方の負極活物質層から、他方の負極活物質層が剥離することによるサイクル特性の低下を引き起こす。   As described above, the stress applied to each negative electrode active material layer is reduced by dividing the negative electrode active material layer into two or more negative electrode active material layers. The negative electrode active material layer expands at a certain rate, and a volume change occurs in the negative electrode active material layer. Since the negative electrode current collector does not substantially expand or hardly expand, one negative electrode active material layer provided on the closest position on the negative electrode current collector is in a direction away from the negative electrode current collector. Inflates towards. At this time, the other negative electrode active material layer provided on one of the negative electrode active material layers and in direct contact with the negative electrode active material layer follows the volume change due to expansion of the one negative electrode active material, and collects the negative electrode active material layer. Since the conductive path between one negative electrode active material layer and the other negative electrode active material layer collapses because it is pushed up in the direction away from the electric body, one negative electrode active material layer and the other negative electrode active material In the case where the binder fixing the layer is collapsed, there may be a case where the other negative electrode active material layer is cracked by being pushed up. When such a problem occurs, the negative electrode active material particles contained in the other negative electrode active material layer can no longer function, and the capacity decreases or the negative electrode active material layer can The negative electrode active material layer is peeled off, resulting in deterioration of cycle characteristics.

そこで、本発明では、上記第2の特徴の如く、負極活物質積層体2に、第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5とが含まれ、かつ第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5との間に、当該第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりもJIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さい別のバインダーを含む導電層4が設けられている。   Therefore, in the present invention, as described in the second feature, the negative electrode active material laminate 2 includes the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and the first negative electrode More than JIS-K-7161 between the active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 than the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. The conductive layer 4 containing another binder having a large tensile fracture strain in accordance with (1994) and a small tensile modulus in accordance with JIS-K-7161 (1994) is provided.

第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質粒子にアルカリ金属イオンを電気化学的に挿入した時には、第1の負極活物質層3の膨張による体積変化に追従して、第2の負極活物質層5が負極集電体1から離れる方向に向かって押し上げられることとなるが、第1の負極活物質層3上には、上記特徴の導電層4が存在していることから、当該導電層4によって第1の負極活物質層3の膨張による体積変化が吸収される。これにより、第2の負極活物質層5が第1の負極活物質層3の膨張による体積変化にともなって押し上げられることを防止でき、第2の負極活物質層5に生じうるひび割れの問題を防止できる。具体的には、ひび割れの発生によって生じうる第2の負極活物質層5中における導電パスの崩壊や、負極活物質粒子同士を固着せしめているバインダーの崩壊等が抑制される。また、第1の負極活物質層3と同様に、第2の負極活物質層5も負極活物質粒子の膨張によって体積変化が生ずるが、該第2の負極活物質層5の負極集電体側の面には、導電層4が存在していることから、当該導電層4によって、第2の負極活物質層5の膨張による体積変化を吸収することができる。   Volume change due to expansion of the first negative electrode active material layer 3 when alkali metal ions are electrochemically inserted into the negative electrode active material particles contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 Following this, the second negative electrode active material layer 5 is pushed up in the direction away from the negative electrode current collector 1, but on the first negative electrode active material layer 3, the conductive layer 4 having the above characteristics. Therefore, the conductive layer 4 absorbs the volume change due to the expansion of the first negative electrode active material layer 3. Thereby, it is possible to prevent the second negative electrode active material layer 5 from being pushed up along with the volume change due to the expansion of the first negative electrode active material layer 3, and to solve the problem of cracks that may occur in the second negative electrode active material layer 5. Can be prevented. Specifically, the collapse of the conductive path in the second negative electrode active material layer 5 that may be caused by the occurrence of cracks, the collapse of the binder that fixes the negative electrode active material particles to each other, and the like are suppressed. Similarly to the first negative electrode active material layer 3, the second negative electrode active material layer 5 also undergoes a volume change due to the expansion of the negative electrode active material particles, but the second negative electrode active material layer 5 has a negative electrode current collector side. Since the conductive layer 4 exists on this surface, the conductive layer 4 can absorb the volume change due to the expansion of the second negative electrode active material layer 5.

なお、導電層4が、第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりも引張破壊ひずみが小さいバインダーや、引張弾性率が大きいバインダーを含む場合、すなわち、導電層4に含まれるバインダーが、第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりも引張破壊ひずみが大きいとの要件、及び引張弾性率が小さいとの要件の何れか一方でも満たさない場合には、第1の負極活物質層3と第2の負極活物質層5との間に導電層4を設けたとしても、第1の負極活物質層3の膨張による体積変化を吸収することができず、上記効果を奏することができない。   In addition, when the conductive layer 4 contains a binder having a smaller tensile fracture strain than a binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, or a binder having a large tensile elastic modulus, That is, the requirement that the binder contained in the conductive layer 4 has a larger tensile fracture strain than the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, and the tensile elastic modulus. If either one of the requirements for small size is not satisfied, even if the conductive layer 4 is provided between the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, the first negative electrode active material The volume change due to the expansion of the material layer 3 cannot be absorbed, and the above effect cannot be achieved.

つまり、本発明では、負極集電体1から負極活物質積層体2が剥離してしまうことや、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5中において、導電パスが崩壊してしまうこと、及び負極活物質粒子同士を固着せしめているバインダーが崩壊してしまうことを、負極活物質層にかかる応力を分散させることで防止しており、第1の負極活物質層3と第2の負極活物質層5との間における導電パスの崩壊や、第2の負極活物質層5中における導電パスの崩壊、バインダーの崩壊を、上記第2の特徴である導電層4を存在させることで防止している。これにより、本発明の負極板10では、高いサイクル特性が発揮される。   That is, in the present invention, the negative electrode active material laminate 2 is peeled off from the negative electrode current collector 1, and the conductive path is formed in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. The first negative electrode active material layer prevents the collapse and the binder that fixes the negative electrode active material particles from collapsing by dispersing the stress applied to the negative electrode active material layer. The conductive layer 4 that is the second feature of the present invention is the collapse of the conductive path between the third negative electrode active material layer 5 and the second negative electrode active material layer 5, the collapse of the conductive path in the second negative electrode active material layer 5, and the collapse of the binder. It is prevented by making it exist. Thereby, in the negative electrode plate 10 of the present invention, high cycle characteristics are exhibited.

以下、負極活物質積層体2に含まれる第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5、及び導電層4について説明する。図1に示すように、負極活物質積層体2は、負極集電体1側から第1の負極活物質層3、導電層4、及び第2の負極活物質層5がこの順で積層された積層体である。   Hereinafter, the first negative electrode active material layer 3, the second negative electrode active material layer 5, and the conductive layer 4 included in the negative electrode active material laminate 2 will be described. As shown in FIG. 1, in the negative electrode active material laminate 2, a first negative electrode active material layer 3, a conductive layer 4, and a second negative electrode active material layer 5 are laminated in this order from the negative electrode current collector 1 side. Laminated body.

<第1の負極活物質層、及び第2の負極活物質層>
第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5は、必須の成分として負極活物質粒子とバインダーとを含む。
<First negative electrode active material layer and second negative electrode active material layer>
The first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 include negative electrode active material particles and a binder as essential components.

(負極活物質粒子)
第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質粒子について特に限定はなく、二次電池の分野で従来公知のものを適宜選択して用いることができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、アモルファス炭素、カーボンブラック、またはこれらの成分に異種元素を添加した炭素材料や、金属リチウム及びその合金、スズ、ケイ素及びそれらの合金や、スズ、ケイ素、チタンコバルトの酸化物、マンガン、鉄、コバルトの窒化物など、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な材料を挙げることができる。
(Negative electrode active material particles)
The negative electrode active material particles contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 are not particularly limited, and those conventionally known in the field of secondary batteries can be appropriately selected and used. . For example, natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, carbon materials obtained by adding different elements to these components, metallic lithium and its alloys, tin, silicon and their alloys, tin, silicon, titanium cobalt Examples thereof include materials capable of occluding and releasing alkali metal ions, such as oxides, manganese, iron, and cobalt nitrides.

中でも、本発明では、炭素材料と比較して、理論容量の高いケイ素、スズ、及びこれらの合金、或いはこれらの酸化物を、負極活物質粒子として好適に用いることができる。なお、ケイ素、スズ、及びこれらの合金、或いはこれらの酸化物を負極活物質粒子として用いた負極板では、アルカリ金属イオンが電気的に挿入されると、その体積が3〜4倍程度に膨張するが、本発明では、上記で説明した第1の特徴、第2の特徴により、ケイ素、スズ、及びこれらの合金、或いはこれらの酸化物を負極活物質粒子として用いた場合であっても、高いサイクル特性を発揮することができる。   Especially, in this invention, compared with a carbon material, silicon, tin, these alloys, or these oxides with a high theoretical capacity | capacitance can be used suitably as negative electrode active material particle. In addition, in a negative electrode plate using silicon, tin, and alloys thereof, or oxides thereof as negative electrode active material particles, the volume expands to about 3 to 4 times when alkali metal ions are electrically inserted. However, in the present invention, according to the first feature and the second feature described above, even when silicon, tin, and an alloy thereof, or an oxide thereof is used as the negative electrode active material particle, High cycle characteristics can be exhibited.

上記ケイ素の合金としては、ケイ素とケイ素以外の元素との合金を挙げることができる。ケイ素以外の元素としては、例えば、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Zn、Ge、In、Sn、Ti等を挙げることができる。スズの合金としては、スズとスズ以外の元素との合金を挙げることができる。スズ以外の元素としては、Ni、Mg、Fe、Cu、Ti等を挙げることができる。これら、ケイ素、スズと合金をなす元素は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用することもできる。   Examples of the silicon alloy include an alloy of silicon and an element other than silicon. Examples of elements other than silicon include Fe, Co, Sb, Bi, Pb, Ni, Cu, Zn, Ge, In, Sn, and Ti. Examples of tin alloys include alloys of tin and elements other than tin. Examples of elements other than tin include Ni, Mg, Fe, Cu, and Ti. These elements forming an alloy with silicon and tin may be used alone or in combination of two or more.

負極活物質粒子の形状についても特に限定はなく、例えば、鱗片形状、扁平形状、紡錘形状、球状のものを用いることができる。また、負極活物質粒子の粒子についても特に限定はなく、設計される負極活物質積層体2の厚みなどを勘案して、任意の大きさのものを適宜選択して使用することができる。ただし、負極活物質粒子の粒子径が小さいほど、単位重量当たりの表面積を増大し、レート特性の向上を図ることができる。したがって、より高いレート特性を求める場合には、負極活物質粒子は、粒子径の寸法の小さいもの、具体的には、10μm未満であることが好ましく、5μm以下、特には1μm以下が好ましい。   The shape of the negative electrode active material particles is not particularly limited, and for example, a scale shape, a flat shape, a spindle shape, or a spherical shape can be used. Further, the particles of the negative electrode active material particles are not particularly limited, and those having an arbitrary size can be appropriately selected and used in consideration of the thickness of the designed negative electrode active material laminate 2. However, as the particle diameter of the negative electrode active material particles is smaller, the surface area per unit weight can be increased and the rate characteristics can be improved. Therefore, when higher rate characteristics are required, the negative electrode active material particles have a small particle diameter, specifically less than 10 μm, preferably 5 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less.

本発明及び本明細書に示す負極活物質粒子の粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定により測定される平均粒子径(体積中位粒径:D50)である。また、負極活物質の粒子径は、測定された電子顕微鏡観察結果のデータを、粒子認識ツールを用いて識別し、認識された粒子の画像から取得した形状データをもとに粒度分布のグラフを作成し、この粒度分布のグラフから算出することができる。粒度分布のグラフは、例えば、電子顕微鏡観察結果を画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(株式会社マウンテック製、MAC VIEW)を用いて作成可能である。   The particle size of the negative electrode active material particles shown in the present invention and the present specification is an average particle size (volume median particle size: D50) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement. In addition, the particle size of the negative electrode active material is determined by using a particle recognition tool to identify the measured electron microscope observation data, and a particle size distribution graph based on the shape data obtained from the recognized particle image. It can be created and calculated from this particle size distribution graph. The particle size distribution graph can be created, for example, by using an image analysis type particle size distribution measurement software (manufactured by Mount Tech Co., Ltd., MAC VIEW) based on an electron microscope observation result.

また、本発明の負極板10における電池特性は、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質粒子の材料、及び第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質粒子の合計量等に応じて決定される。したがって、この点を考慮して、負極活物質粒子の材料、及び含有量を決定すればよく、負極活物質粒子の材料や、含有量について特に限定はない。また、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質粒子は、同一のものであってもよく、異なるものであってもよい。また、第1の負極活物質層3中における負極活物質粒子の含有量は、第2の負極活物質層5中における負極活物質粒子の含有量よりも多くてもよく、少なくてもよい。また、第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5とは全く同一の層であってもよい。   Moreover, the battery characteristics in the negative electrode plate 10 of the present invention are as follows: the first negative electrode active material layer 3, the material of the negative electrode active material particles contained in the second negative electrode active material layer 5, and the first negative electrode active material layer 3, It is determined according to the total amount of the negative electrode active material particles contained in the second negative electrode active material layer 5 or the like. Therefore, considering this point, the material and content of the negative electrode active material particles may be determined, and the material and content of the negative electrode active material particles are not particularly limited. Moreover, the negative electrode active material particles contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 may be the same or different. Further, the content of the negative electrode active material particles in the first negative electrode active material layer 3 may be larger or smaller than the content of the negative electrode active material particles in the second negative electrode active material layer 5. The first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 may be the same layer.

第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5の層厚について特に限定はないが、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5、及び導電層4を含む負極活物質積層体2の層厚が50μm以下となるような範囲で適宜設定されていることが好ましい。負極活物質積層体2の層厚を50μm以下とすることで、負極活物質積層体2と負極集電体1との距離を短くすることができ本発明の負極板10のインピーダンスを下げることができる。第1の負極活物質層3の厚みは、第2の負極活物質層5の層みよりも厚くてもよく、薄くてもよく、或いは同一の厚みであってもよい。   There is no particular limitation on the layer thicknesses of the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, but the first negative electrode active material layer 3, the second negative electrode active material layer 5, and the conductive layer 4 are formed. It is preferable that the thickness of the negative electrode active material laminate 2 to be included is appropriately set within a range of 50 μm or less. By setting the layer thickness of the negative electrode active material laminate 2 to 50 μm or less, the distance between the negative electrode active material laminate 2 and the negative electrode current collector 1 can be shortened, and the impedance of the negative electrode plate 10 of the present invention can be lowered. it can. The thickness of the first negative electrode active material layer 3 may be thicker than the second negative electrode active material layer 5, may be thinner, or may be the same thickness.

(バインダー)
第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5は、必須の成分としてバインダーを含む。第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーは、以下に示す条件Aを満たしていることが必要であり、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーは、この点を考慮して決定される。
(binder)
The first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 contain a binder as an essential component. The binder contained in the 1st negative electrode active material layer 3 and the 2nd negative electrode active material layer 5 needs to satisfy | fill the conditions A shown below, and the 1st negative electrode active material layer 3 and the 1st The binder contained in the negative electrode active material layer 2 is determined in consideration of this point.

条件A;導電層4に含まれる別のバインダーは、第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりもJIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいこと。換言すれば、第1の負極活物質層3、及び前記第2の負極活物質層5に含まれるバインダーは、導電層4に含まれるバインダーよりもJIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが小さく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が大きいこと。   Condition A: Another binder contained in the conductive layer 4 conforms to JIS-K-7161 (1994) rather than the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. The tensile fracture strain is large and the tensile modulus of elasticity according to JIS-K-7161 (1994) is small. In other words, the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 is more tensile compliant with JIS-K-7161 (1994) than the binder contained in the conductive layer 4. The fracture strain is small and the tensile elastic modulus conforming to JIS-K-7161 (1994) is large.

上記条件Aに示されるバインダーのJIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみ(%)、及びJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率(GPa)は、インストロン社製5565型試験機を用いて測定することができる。引張破壊ひずみ、及び引張弾性率の測定に用いる試験片はバインダーから構成されるフィルムを作製し、これを幅20mm、長さ150mmに切り出したものであり、引張速度は10mm/minである。また、測定温度は25℃である。   The tensile fracture strain (%) based on JIS-K-7161 (1994) and tensile elastic modulus (GPa) based on JIS-K-7161 (1994) of the binder shown in Condition A are manufactured by Instron. It can be measured using a 5565 type testing machine. A test piece used for measurement of tensile fracture strain and tensile elastic modulus is a film made of a binder, which is cut into a width of 20 mm and a length of 150 mm, and the tensile speed is 10 mm / min. The measurement temperature is 25 ° C.

第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5、導電層4に使用可能なバインダーとしては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンオキサイド樹脂、ポリアクリル酸樹脂、スチレンブタジエンゴム等を挙げることができる。これらの樹脂の中でも、ポリイミド樹脂や、ポリアミドイミド樹脂は、密着力や引張強度が高く、かつ耐久性の高い点で、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとして好適である。   Examples of binders that can be used for the first negative electrode active material layer 3, the second negative electrode active material layer 5, and the conductive layer 4 include polyimide resin, polyamideimide resin, polyvinylidene fluoride resin, polyethylene oxide resin, and polyacrylic acid. Examples thereof include resins and styrene butadiene rubber. Among these resins, the polyimide resin and the polyamideimide resin are high in adhesion and tensile strength and high in durability, and are used as the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. Suitable as a binder to be included.

第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5には、それぞれ同一のバインダーが含まれていてもよく、異なるバインダーが含まれていてもよい。なお、ここで言う同一のバインダーとは、上記条件Aに示される引張破壊ひずみ、及び引張弾性率が同一のバインダーを意味する。つまり、同一の組成のバインダーであっても引張破壊ひずみ、及び引張弾性率が異なる場合には別のバイダーとなる。このことは、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれるバインダーと、導電層4に含まれるバインダーとの関係においても同様である。また、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5の何れか一方、又は双方の負極活物質層には2以上のバインダーが含まれていてもよい。   The first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 may each contain the same binder, or may contain different binders. In addition, the same binder said here means the binder with the same tensile fracture strain shown in the said conditions A, and a tensile elasticity modulus. That is, even if the binder has the same composition, if the tensile fracture strain and the tensile elastic modulus are different, it becomes another binder. This also applies to the relationship between the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 and the binder contained in the conductive layer 4. In addition, one or both of the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 or both negative electrode active material layers may contain two or more binders.

第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5における上記条件Aを満たすバインダーの含有量について特に限定はなく、各負極活物質層中に含まれる負極活物質粒子の成分や、その含有量に応じて適宜設定すればよい。上記条件Aを満たすバインダーの好ましい含有量としては、第1の負極活物質層3の全構成成分に対し50質量%以上95質量%以下程度である。第2の負極活物質層5についても同様である。   There is no particular limitation on the content of the binder satisfying the above condition A in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, the components of the negative electrode active material particles contained in each negative electrode active material layer, What is necessary is just to set suitably according to the content. A preferable content of the binder satisfying the above condition A is about 50% by mass or more and 95% by mass or less with respect to all components of the first negative electrode active material layer 3. The same applies to the second negative electrode active material layer 5.

また、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5には、本発明の趣旨を妨げない範囲で上記条件Aを満たさないバインダーが含まれていてもよい。なお、この場合、上記条件Aを満たさないバインダーの含有量は、第1の負極活物質層3に含まれる全バインダー成分に対し50質量%未満となっていることが必要である。この範囲を超えると、本発明の効果を奏することができないからである。第2の負極活物質層5についても同様である。上記条件Aを満たさないバインダーの含有量は好ましくは20質量%未満である。   Moreover, the 1st negative electrode active material layer 3 and the 2nd negative electrode active material layer 5 may contain the binder which does not satisfy | fill the said conditions A in the range which does not prevent the meaning of this invention. In this case, the content of the binder that does not satisfy the above condition A needs to be less than 50% by mass with respect to all the binder components contained in the first negative electrode active material layer 3. This is because the effect of the present invention cannot be achieved when the range is exceeded. The same applies to the second negative electrode active material layer 5. The content of the binder that does not satisfy the above condition A is preferably less than 20% by mass.

(任意の成分)
また、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5には、上記必須の成分である負極活物質粒子、及び上記Aの条件を満たすバインダーとともに、任意の成分が含まれていてもよい。例えば、より優れた導電性が望まれる場合などには、導電材などが含まれていてもよい。
(Optional ingredients)
Further, the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 contain optional components together with negative electrode active material particles as the essential component and a binder satisfying the condition A. May be. For example, when better conductivity is desired, a conductive material or the like may be included.

<導電層>
第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5との間には、必須の成分として導電材と、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとは異なる別のバインダー、換言すれば、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとの関係において、上記条件Aを満たすバインダーを含む導電層4が設けられている。
<Conductive layer>
Between the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, the conductive material, the first negative electrode active material layer 3, and the second negative electrode active material layer 5 are essential components. A binder satisfying the above condition A in relation to the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. A conductive layer 4 is provided.

(別のバインダー)
導電層4に含まれる別のバインダーは、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとの関係において決定される。具体的には、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーよりも、引張破壊ひずみが大きく、かつ引張弾性率が小さいバインダー、すなわち上記条件Aを満たすバインダーであればよい。以下、別のバインダーを、上記条件Aを満たすバインダーという場合がある。
(Another binder)
Another binder contained in the conductive layer 4 is determined in relation to the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. Specifically, a binder having a higher tensile fracture strain and a lower tensile elastic modulus than the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, that is, satisfying the above condition A. Any binder may be used. Hereinafter, another binder may be referred to as a binder satisfying the above condition A.

導電層4に含まれる別のバインダーは、上記条件Aを満たすものであればよいが、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーと、導電層4に含まれる別のバインダーの引張破壊ひずみ(%)の差や、引張弾性率(GPa)の差が小さい場合には、第1の負極活物質層3が膨張することによる体積変化を十分に吸収することができない場合が生じうる。したがって、この点を考慮すると、導電層4に含まれる別のバインダーの引張破壊ひずみは、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーの引張破壊ひずみ(%)を100としたきに、200以上であることが好ましい。また、導電層4に含まれる別のバインダーの引張弾性率は、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーの引張弾性率(GPa)を100としたときに70以下であることが好ましい。特には、引張破壊ひずみ、及び引張弾性率の双方がこの好ましい範囲となっていることが好ましい。   The other binder contained in the conductive layer 4 only needs to satisfy the above condition A, but the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 and the conductive layer 4 When the difference in tensile fracture strain (%) of another binder contained in the material and the difference in tensile elastic modulus (GPa) are small, the volume change due to expansion of the first negative electrode active material layer 3 is sufficiently absorbed. There are cases where it cannot be done. Therefore, considering this point, the tensile fracture strain of another binder contained in the conductive layer 4 is the tensile fracture strain of the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 ( %) Is preferably 200 or more. Further, the tensile elastic modulus of another binder contained in the conductive layer 4 was set so that the tensile elastic modulus (GPa) of the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 was 100. Sometimes it is preferred to be 70 or less. In particular, it is preferable that both the tensile fracture strain and the tensile elastic modulus are in this preferable range.

例えば、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5に含まれるバインダーとして、ポリイミド樹脂や、ポリアミドイミド樹脂を用いた場合には、導電層4に含まれるバインダーとして、引張破壊ひずみ、及び引張弾性率が上記好ましい範囲となるポリフッ化ビニリデン樹脂などを用いることが好ましい。   For example, when a polyimide resin or a polyamide-imide resin is used as the binder contained in the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5, the binder contained in the conductive layer 4 is tensile. It is preferable to use a polyvinylidene fluoride resin or the like in which the fracture strain and tensile elastic modulus are in the above preferred ranges.

また、第1の負極活物質層3に含まれるバインダーと、第2の負極活物質層5に含まれるバインダーが異なる場合には、導電層4に含まれる別のバインダーは、第1の負極活物質層3に含まれるバインダーと、第2の負極活物質層5に含まれるバインダーのうち、大きい方の引張破壊ひずみを有するバインダーの引張破壊ひずみ、及び小さい方の引張弾性率を有するバインダーの引張弾性率を基準とし、この引張破壊ひずみ(%)、及び引張弾性率(GPa)よりも、引張破壊ひずみが大きく、引張弾性率が小さいバインダーを用いればよい。   Moreover, when the binder contained in the 1st negative electrode active material layer 3 and the binder contained in the 2nd negative electrode active material layer 5 differ, another binder contained in the conductive layer 4 is 1st negative electrode active material. Of the binder contained in the material layer 3 and the binder contained in the second negative electrode active material layer 5, the tensile fracture strain of the binder having the larger tensile fracture strain and the tensile strength of the binder having the smaller tensile modulus Based on the elastic modulus, a binder having a larger tensile fracture strain and a smaller tensile elastic modulus than the tensile fracture strain (%) and the tensile elastic modulus (GPa) may be used.

導電層4の全構成成分に対する上記条件Aを満たすバインダーの含有量について特に限定はないが、導電層4の全構成成分に対し10質量%以上90質量%以下であることが好ましい。   There is no particular limitation on the content of the binder that satisfies the above condition A for all the constituent components of the conductive layer 4, but it is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less with respect to all the constituent components of the conductive layer 4.

また、導電層4には、本発明の趣旨を妨げない範囲で、上記条件Aを満たさないバインダーが含まれていてもよい。ただし、導電層4の全バインダーに対する上記条件Aを満たさないバインダーの含有量が50質量%以上になると、第1の負極活物質層3の膨張による体積変化を吸収せしめる導電層4の役割を果たすことができないことから、導電層4の全バインダーに対する上記条件Aを満たさないバインダーの含有量は50質量%未満となっていることが必要である。好ましくは、上記条件Aを満たさないバインダーの含有量は20質量%未満である。   In addition, the conductive layer 4 may contain a binder that does not satisfy the condition A as long as the gist of the present invention is not hindered. However, when the content of the binder that does not satisfy the above condition A with respect to all the binders of the conductive layer 4 is 50% by mass or more, it plays the role of the conductive layer 4 that absorbs the volume change due to the expansion of the first negative electrode active material layer 3. Therefore, the content of the binder that does not satisfy the above condition A with respect to all the binders of the conductive layer 4 needs to be less than 50% by mass. Preferably, the content of the binder that does not satisfy the condition A is less than 20% by mass.

(導電材)
導電層4は、上記別のバインダーとともに、導電材を含む。導電層4に含まれる導電材は、第1の負極活物質層3中に存在する負極活物質粒子と、第2の負極活物質層5中に存在する負極活物質粒子との間で導電パスを形成する役割を果たす。
(Conductive material)
The conductive layer 4 contains a conductive material together with the other binder. The conductive material contained in the conductive layer 4 is a conductive path between the negative electrode active material particles present in the first negative electrode active material layer 3 and the negative electrode active material particles present in the second negative electrode active material layer 5. Play a role in forming.

導電材は、導電性を有するものであればよく、この要件を満たすものであれば導電材について特に限定はなく、従来公知のものを適宜選択して用いることができる。公知の導電材としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、金属粒子等を挙げることができる。   The conductive material only needs to have conductivity, and the conductive material is not particularly limited as long as it satisfies this requirement, and a conventionally known material can be appropriately selected and used. Examples of known conductive materials include acetylene black, carbon nanofibers, carbon nanotubes, graphene, and metal particles.

導電層4の全構成成分に対する導電材の含有量についても特に限定はなく、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5に含まれる負極活物質の成分、粒子径、或いは含有量等に応じて適宜設定することができる。なお、通常、導電層4の全構成成分に対する導電材の含有量を30質量%以上とすることで、第1の負極活物質層3、第2の負極活物質層5との十分な導電パスを形成することができることから、導電材は、導電層4の全構成成分に対し30質量%以上含有されていることが好ましい。導電材の含有量の上限については、上記条件Aを満たすバインダーの含有量等に応じて決定される。   The content of the conductive material with respect to all the constituent components of the conductive layer 4 is not particularly limited, and the negative electrode active material component, the particle diameter, or the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 are not limited. It can set suitably according to content etc. In general, a sufficient conductive path between the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 by setting the content of the conductive material with respect to all components of the conductive layer 4 to 30% by mass or more. Therefore, it is preferable that the conductive material is contained in an amount of 30% by mass or more with respect to all the constituent components of the conductive layer 4. The upper limit of the content of the conductive material is determined according to the content of the binder that satisfies the above condition A.

また、導電層4には、任意の成分として負極活物質粒子が含まれていてもよいが、導電層4の全構成成分に対する負極活物質粒子の量が多い場合には、導電層4自体が膨張してしまい、第1の負極活物質層3、及び第2の負極活物質層5の膨張による体積変化を十分に吸収することができない場合が生じうる。特に、負極活物質粒子として、ケイ素、スズ、及びこれらの合金、或いはこれらの酸化物を用いる場合には、その影響も大きい。したがって、これらの負極活物質粒子を導電層4に含ませる場合には、導電層4の全構成成分に対する負極活物質粒子の含有量を50質量%未満とすることが好ましい。   In addition, the conductive layer 4 may contain negative electrode active material particles as an optional component. However, when the amount of the negative electrode active material particles relative to all the constituent components of the conductive layer 4 is large, the conductive layer 4 itself In some cases, the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5 may not sufficiently absorb volume changes due to expansion. In particular, when silicon, tin, and alloys thereof, or oxides thereof are used as the negative electrode active material particles, the influence is great. Therefore, when these negative electrode active material particles are included in the conductive layer 4, the content of the negative electrode active material particles with respect to all the constituent components of the conductive layer 4 is preferably less than 50 mass%.

また、図2に示すように、負極集電体1と、第1の負極活物質層3との間にも上記導電層4が設けられていることが好ましい。負極集電体1と、第1の負極活物質層3との間にも上記導電層4を設けた場合には、第1の負極活物質層3は、負極集電体から離れる方向のみならず、負極集電体側にも向かって膨張することから、負極集電体1から離れる方向に向かっての膨張が低減される。また、当該形態においては、負極集電体1と第1の負極活物質層3との間、及び第1の負極活物質層3と、第2の負極活物質層5との間に導電層4が設けられていることから、負極集電体1側に向かって、及び負極集電体1から離れる方向に向かって膨張する第1の負極活物質層3の体積変化を双方の導電層4によって吸収することができ、さらなるサイクル特性の向上が見込まれる。   In addition, as shown in FIG. 2, the conductive layer 4 is preferably provided between the negative electrode current collector 1 and the first negative electrode active material layer 3. When the conductive layer 4 is also provided between the negative electrode current collector 1 and the first negative electrode active material layer 3, the first negative electrode active material layer 3 is only in a direction away from the negative electrode current collector. In addition, since it expands toward the negative electrode current collector, expansion in a direction away from the negative electrode current collector 1 is reduced. In this embodiment, the conductive layer is provided between the negative electrode current collector 1 and the first negative electrode active material layer 3 and between the first negative electrode active material layer 3 and the second negative electrode active material layer 5. 4 is provided, the volume change of the first negative electrode active material layer 3 that expands toward the negative electrode current collector 1 side and in the direction away from the negative electrode current collector 1 is caused by changing the volume of both the conductive layers 4. The cycle characteristics can be further improved.

また、本発明の負極板10は、図1、図2に示す形態のみならず、本発明の趣旨を妨げない範囲で種々の変更が可能である。例えば、図3に示すように、第2の負極活物質層5上に、1または2以上の別の負極活物層Xを設けてもよい。このような構成とすることで、各層にかかる膨張による応力を低減させることができる。また、この構成においては、第2の負極活物質層5と別の負極活物質層X間に、上記導電層4を設けることが好ましく、また、負極集電体1と第1の負極活物質層3との間に導電層4が設けられていることが好ましい。   In addition, the negative electrode plate 10 of the present invention can be variously modified within the range not limited to the form shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 3, one or more other negative electrode active material layers X may be provided on the second negative electrode active material layer 5. By setting it as such a structure, the stress by the expansion concerning each layer can be reduced. In this configuration, it is preferable to provide the conductive layer 4 between the second negative electrode active material layer 5 and another negative electrode active material layer X, and the negative electrode current collector 1 and the first negative electrode active material. A conductive layer 4 is preferably provided between the layer 3 and the layer 3.

また、図1〜図3に示す形態では、第1の負極活物質層3と導電層4、及び導電層4と第2の負極活物質層5とが直接的に接する形態をとっているが、第1の負極活物質層3と導電層4、及び/又は導電層4と第2の負極活物質層5との間に、別途の層が設けられていてもよい。別途の層としては、例えば、導電材のみを含有する層など、導電層4による体積変化の吸収を妨げない層などを挙げることができる。   1 to 3, the first negative electrode active material layer 3 and the conductive layer 4 and the conductive layer 4 and the second negative electrode active material layer 5 are in direct contact with each other. A separate layer may be provided between the first negative electrode active material layer 3 and the conductive layer 4 and / or between the conductive layer 4 and the second negative electrode active material layer 5. Examples of the separate layer include a layer that does not hinder absorption of volume change by the conductive layer 4 such as a layer containing only a conductive material.

本発明の負極板10の製造方法についても特に限定はなく、上記条件Aを満たすバインダーを選定し、選定されたバインダー、負極活物質粒子を適当な溶媒に分散或いは溶解した第1の負極活物質層用塗工液と、第2の負極活物質層用塗工液、及び、選定されたバインダーと導電材を適当な溶媒に分散或いは溶解した導電層用塗工液を準備し、負極集電体上に、印刷法、スピンコート、ディップコート、バーコート、スプレーコート等によって、第1の負極活物質層用塗工液を塗工・乾燥して第1の負極活物質層を形成し、次いで、第1の負極活物質層上に、導電層用塗工液を塗工・乾燥して導電層を形成し、この導電層上に、第2の負極活物質層用塗工液を塗工・乾燥して導電層を形成することにより製造することができる。また、負極集電体1の表面が多孔質であったり、凹凸が多数設けられていたり、三次元立体構造を有したりする場合には、上記の方法以外に手動で塗布することも可能である。なお、本発明の負極板10は、この製造方法によって製造されたものに限定されることはなく、各種の真空プロセス等を用いて製造することもできる。   The method for producing the negative electrode plate 10 of the present invention is not particularly limited, and a first negative electrode active material in which a binder satisfying the above condition A is selected and the selected binder and negative electrode active material particles are dispersed or dissolved in an appropriate solvent. A coating liquid for the layer, a coating liquid for the second negative electrode active material layer, and a coating liquid for the conductive layer in which the selected binder and conductive material are dispersed or dissolved in an appropriate solvent, On the body, the first negative electrode active material layer coating liquid is applied and dried by a printing method, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, etc. to form a first negative electrode active material layer, Next, a conductive layer coating solution is applied and dried on the first negative electrode active material layer to form a conductive layer, and a second negative electrode active material layer coating solution is applied onto the conductive layer. Manufacture can be performed by drying and forming a conductive layer. In addition, when the surface of the negative electrode current collector 1 is porous, provided with a large number of irregularities, or has a three-dimensional structure, it can be manually applied in addition to the above method. is there. The negative electrode plate 10 of the present invention is not limited to the one manufactured by this manufacturing method, and can be manufactured using various vacuum processes.

<<二次電池>>
次に、上記で説明した本発明の負極板を用いた、本発明の二次電池について図4を用いて説明する。なお、図4は、本発明の二次電池の一例を示す概略図である。
<< Secondary battery >>
Next, the secondary battery of the present invention using the negative electrode plate of the present invention described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view showing an example of the secondary battery of the present invention.

図4に示すように、本発明の二次電池100は、負極集電体1の一方面側に負極活物質積層体2が設けられてなる負極板10、及び、これに組合される正極集電体55の一方面側に正極活物質層54が設けられてなる正極板50と、負極板10と正極板50との間に必要に応じて設けられるセパレータ70とから構成され、これらが、外装81、82で構成される容器内に収容され、かつ、容器内に電解質90が充填された状態で密封された構成をとる。ここで、本発明の二次電池100は、負極板10が上記で説明した本発明の負極板であることを特徴とする。   As shown in FIG. 4, the secondary battery 100 of the present invention includes a negative electrode plate 10 in which a negative electrode active material laminate 2 is provided on one side of a negative electrode current collector 1, and a positive electrode current collector combined therewith. It is composed of a positive electrode plate 50 in which a positive electrode active material layer 54 is provided on one surface side of an electric body 55, and a separator 70 provided as needed between the negative electrode plate 10 and the positive electrode plate 50. It is housed in a container constituted by the exteriors 81 and 82, and is sealed in a state in which the container is filled with an electrolyte 90. Here, the secondary battery 100 of the present invention is characterized in that the negative electrode plate 10 is the negative electrode plate of the present invention described above.

以下に、上記で説明した負極板以外の構成について説明する。負極板については、上記本発明の負極板10で説明した通りであり、ここでの詳細な説明は省略する。また、以下では、本発明の二次電池が、リチウムイオン二次電池である場合を中心に説明を行うが、本発明の二次電池100は、リチウムイオン二次電池以外の二次電池、例えば、マグネシウムイオン二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウムイオン二次電池とすることもできる。   Hereinafter, configurations other than the negative electrode plate described above will be described. The negative electrode plate is as described in the negative electrode plate 10 of the present invention, and a detailed description thereof is omitted here. In the following description, the secondary battery of the present invention will be described mainly with respect to a lithium ion secondary battery. However, the secondary battery 100 of the present invention is a secondary battery other than a lithium ion secondary battery, for example, , A magnesium ion secondary battery, a calcium ion secondary battery, and an aluminum ion secondary battery.

(正極板)
本発明の二次電池100を構成する正極板50について特に限定はなく、二次電池の種別に応じ従来公知の正極板を適宜選択して用いることができる。例えば、リチウムイオン二次電池の正極板としては、本発明の負極板10において用いられる負極集電体と同様の正極集電体55の表面の一部に、リチウム遷移金属複合酸化物などの正極活物質粒子、導電材、樹脂製の結着物質などが分散された溶液を塗布・乾燥し、必要に応じてプレスすることで正極活物質層54が形成されてなる正極板等を挙げることができる。
(Positive electrode plate)
The positive electrode plate 50 constituting the secondary battery 100 of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known positive electrode plate can be appropriately selected and used according to the type of the secondary battery. For example, as a positive electrode plate of a lithium ion secondary battery, a positive electrode such as a lithium transition metal composite oxide is formed on a part of the surface of a positive electrode current collector 55 similar to the negative electrode current collector used in the negative electrode plate 10 of the present invention. Examples include a positive electrode plate in which a positive electrode active material layer 54 is formed by applying and drying a solution in which active material particles, a conductive material, a resin binder, and the like are dispersed, and pressing as necessary. it can.

(セパレータ)
セパレータ70について特に限定はなく、二次電池の分野で従来公知のセパレータを適宜選択して使用することができる。例えば、マイクロポアを有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィルムを、多孔性のリチウムイオン透過性のポリプロピレンフィルムで挟んだ三層構造としたものなどを好適に使用可能である。なお、電解質として、固体電解質や、半固体電解質を用いる場合には、セパレータを設けない二次電池の構成とすることができる。
(Separator)
There is no limitation in particular about the separator 70, A conventionally well-known separator can be suitably selected and used in the field of a secondary battery. For example, a three-layer structure in which a lithium ion permeable polyethylene film having micropores is sandwiched between porous lithium ion permeable polypropylene films can be suitably used. Note that, when a solid electrolyte or a semi-solid electrolyte is used as the electrolyte, the secondary battery can be configured without a separator.

(電解質)
本発明に用いられる電解質90は、一般的に、本発明の二次電池100がリチウムイオン二次電池である場合には、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液等を用いることができる。
(Electrolytes)
As the electrolyte 90 used in the present invention, generally, when the secondary battery 100 of the present invention is a lithium ion secondary battery, a non-aqueous electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. it can.

上記リチウム塩の例としては、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩;LiB(C654、LiN(SO2CF32、LiC(SO2CF33、LiOSO2CF3、LiOSO225、LiOSO249、LiOSO2511、LiOSO2613、及びLiOSO2715等の有機リチウム塩;等が代表的に挙げられる。 Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr; LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC ( Organic compounds such as SO 2 CF 3 ) 3 , LiOSO 2 CF 3 , LiOSO 2 C 2 F 5 , LiOSO 2 C 4 F 9 , LiOSO 2 C 5 F 11 , LiOSO 2 C 6 F 13 , and LiOSO 2 C 7 F 15 Typical examples include lithium salts.

リチウム塩の溶解に用いられる有機溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、及び鎖状エーテル類等が挙げられる。   Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, and chain ethers.

上記負極板10、正極板50、電解質90、及び必要に応じて設けられるセパレータ70を用いて製造される二次電池100の構造としては、従来公知の構造を適宜選択して用いることができる。例えば、上記の負極板10及び正極板50を、セパレータ70を介して渦巻状に巻き回して、電池容器内に収納する構造が挙げられる。また別の態様としては、所定の形状に切り出した正極板50及び負極板10をセパレータ70を介して積層して固定し、これを電池容器内に収納する構造を採用してもよい。いずれの構造においても、正極板50及び負極板10を電池容器内に収納後、正極板に取り付けられたリード線を外装容器に設けられた正極端子に接続し、一方、負極板に取り付けられたリード線を外装容器内に設けられた負極端子に接続し、さらに電池容器内に電解質90を充填した後、密閉することによって二次電池が製造される。   As the structure of the secondary battery 100 manufactured using the negative electrode plate 10, the positive electrode plate 50, the electrolyte 90, and the separator 70 provided as necessary, a conventionally known structure can be appropriately selected and used. For example, the structure which winds said negative electrode plate 10 and the positive electrode plate 50 in the shape of a spiral via the separator 70, and accommodates in a battery container is mentioned. As another aspect, a structure in which the positive electrode plate 50 and the negative electrode plate 10 cut into a predetermined shape are stacked and fixed via a separator 70, and this is housed in a battery container may be employed. In any structure, after the positive electrode plate 50 and the negative electrode plate 10 were accommodated in the battery container, the lead wire attached to the positive electrode plate was connected to the positive electrode terminal provided in the outer container, while being attached to the negative electrode plate. A secondary battery is manufactured by connecting the lead wire to a negative electrode terminal provided in the outer container, filling the battery container with an electrolyte 90, and sealing the battery.

以上説明した本発明の二次電池100は、上記で説明した本発明の負極板10が含まれることから、本発明の二次電池においてもサイクル特性の向上を図ることができる。   Since the secondary battery 100 of the present invention described above includes the negative electrode plate 10 of the present invention described above, the cycle characteristics of the secondary battery of the present invention can be improved.

<<電池パック>>
次に、図5を用いて本発明の二次電池100を用いて構成される電池パック200について説明する。図5は、本発明の電池パック200の一例を示す概略分解図である。
<< Battery pack >>
Next, a battery pack 200 configured using the secondary battery 100 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic exploded view showing an example of the battery pack 200 of the present invention.

図5に示すように電池パック200は、二次電池100が樹脂容器36a、樹脂容器36b、および端部ケース37に収納されて構成される。また、非水電解液二次電池の一端面であって、正極端子32および負極端子33を備える面と、端部ケース37との間には、過充電や過放電を防止するための保護回路基板34が設けられている。   As shown in FIG. 5, the battery pack 200 is configured such that the secondary battery 100 is housed in a resin container 36 a, a resin container 36 b, and an end case 37. Further, a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge between one end face of the nonaqueous electrolyte secondary battery, which is a face including the positive electrode terminal 32 and the negative electrode terminal 33, and the end case 37. A substrate 34 is provided.

保護回路基板34は、外部接続コネクタ35を備えており、外部接続コネクタ35は、樹脂容器36aに設けられた外部接続用窓38a、および、端部ケース37に設けられた外部接続用窓38bに挿入され外部端子と接続される。また、保護回路基板34には、図示しない、充放電を制御するための充放電安全回路、外部接続端子と二次電池100とを導通させるための配線回路などが搭載されている。   The protection circuit board 34 includes an external connection connector 35. The external connection connector 35 is connected to an external connection window 38a provided in the resin container 36a and an external connection window 38b provided in the end case 37. Inserted and connected to external terminals. The protection circuit board 34 includes a charge / discharge safety circuit (not shown) for controlling charge / discharge, a wiring circuit for connecting the external connection terminal and the secondary battery 100, and the like.

電池パック200は、本発明の負極板10が用いられた本発明の二次電池100を用いること以外は、従来公知の電池パックの構成を適宜選択することができる。図示しないが、電池パック200は、二次電地100と端部ケース37との間に、正極端子32と接続する正極リード板、負極端子33と接続する負極リード板、絶縁体などを適宜備えていてもよい。   As the battery pack 200, a configuration of a conventionally known battery pack can be appropriately selected except that the secondary battery 100 of the present invention using the negative electrode plate 10 of the present invention is used. Although not shown, the battery pack 200 appropriately includes a positive electrode lead plate connected to the positive electrode terminal 32, a negative electrode lead plate connected to the negative electrode terminal 33, an insulator, and the like between the secondary electrical ground 100 and the end case 37. It may be.

なお、本発明の負極板10を用いた本発明の二次電池100は、電池パックへの使用態様以外に、上記保護回路に、さらに過大電流の遮断、電池温度モニター等の機能を備え、且つ、該保護回路を二次電池に一体化させて取り付けられる態様に用いられてもよい。かかる態様では、電池パックを構成することなく、保護機能および保護回路を備える二次電池として使用することができ、汎用性が高い。なお、上記で説明したいくつかの態様は、例示に過ぎず、本発明の負極板10、あるいは本発明の二次電池100の使用を何ら限定するものではない。   In addition, the secondary battery 100 of the present invention using the negative electrode plate 10 of the present invention has functions such as blocking of excessive current, battery temperature monitoring, etc., in addition to the use mode for the battery pack, The protection circuit may be used in an embodiment in which the protection circuit is integrated with the secondary battery. In such an embodiment, the battery pack can be used as a secondary battery having a protection function and a protection circuit without constituting a battery pack, and is highly versatile. In addition, some aspects demonstrated above are only illustrations, and do not limit the use of the negative electrode plate 10 of this invention, or the secondary battery 100 of this invention at all.

以上説明した本発明の電池パック200を構成する二次電池には、上記で説明した本発明の負極板10が含まれることから、本発明の電池パック200においてもサイクル特性の向上を図ることができる。   Since the secondary battery constituting the battery pack 200 of the present invention described above includes the negative electrode plate 10 of the present invention described above, the cycle characteristics of the battery pack 200 of the present invention can also be improved. it can.

次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下、特に断りのない限り、部または%は質量基準である。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Hereinafter, unless otherwise specified, parts or% is based on mass.

(実施例1)
平均粒径2.7μmのSi金属20.0g(関東金属工業(株)製)に、ポリイミド樹脂(PIX‐L110 日立化成工業株式会社)4.0gとNMP(N−メチル−2−ピロリドン)(三菱化学(株)製)12.0gを分散させ、エクセルオートホモジナイザー((株)日本精機製作所製)で4000rpmの回転数で10分間攪拌した。次いで、前記分散液に、アセチレンブラック粉状(電気化学工業株式会社製、デンカブラック)1.0gとNMP(N−メチル−2−ピロリドン)(三菱化学(株)製)7.0gを分散させ、エクセルオートホモジナイザー((株)日本精機製作所製)で4000rpmの回転数で15分間混練することによって負極活物質層用塗工液Aを調製した。
Example 1
To 20.0 g of Si metal having an average particle size of 2.7 μm (manufactured by Kanto Metal Industry Co., Ltd.), 4.0 g of polyimide resin (PIX-L110 Hitachi Chemical Co., Ltd.) and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) ( 12.0 g (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was dispersed and stirred with an Excel auto homogenizer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotational speed of 4000 rpm for 10 minutes. Next, 1.0 g of acetylene black powder (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 7.0 g of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) are dispersed in the dispersion. The negative electrode active material layer coating liquid A was prepared by kneading with an Excel auto homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotational speed of 4000 rpm for 15 minutes.

次に、アセチレンブラック粉状(電気化学工業株式会社製、デンカブラック)8.0g、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)2.0g、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)(三菱化学(株)製)7.0gを上記負極活物質層用塗工液Aと同様の方法により分散、攪拌させて導電層用塗工液Aを調製した。   Next, 8.0 g of acetylene black powder (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 2.0 g of polyvinylidene fluoride (PVdF), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 7.0 g was dispersed and stirred in the same manner as the negative electrode active material layer coating liquid A to prepare a conductive layer coating liquid A.

集電体として厚さ10μmの銅箔(日本製箔(株)製)を準備し、最終的に得られる第1の負極活物質層の厚さが10μmとなる量で、当該集電体の一面側に上記にて調製した負極活物質層用塗工液Aをアプリケーターで塗布し、120℃の乾燥炉内に設置し、10分乾燥することで第1の負極活物質層を形成した。次いで、乾燥させた第1の負極活物質層の上に最終的に得られる導電層の厚さが3μmとなるように、上記で調製した導電層用塗工液をアプリケーターで塗布し、120℃の乾燥炉内に設置し、10分乾燥することで導電層を形成した。次いで、乾燥させた導電層上に、最終的に得られる第2の負極活物質層の厚さが10μmとなるように、上記で調製した負極活物質層用塗工液Aをアプリケーターで塗布し、120℃の乾燥炉内に設置し、10分乾燥することで第2の負極活物質層を形成した。   A copper foil having a thickness of 10 μm (manufactured by Nippon Foil Co., Ltd.) was prepared as a current collector, and the amount of the first negative electrode active material layer finally obtained was 10 μm. The negative electrode active material layer coating liquid A prepared above was applied to one side with an applicator, placed in a 120 ° C. drying furnace, and dried for 10 minutes to form a first negative electrode active material layer. Next, the conductive layer coating solution prepared above was applied with an applicator so that the thickness of the conductive layer finally obtained on the dried first negative electrode active material layer was 3 μm. The conductive layer was formed by installing in a drying furnace and drying for 10 minutes. Next, the negative electrode active material layer coating solution A prepared above is applied onto the dried conductive layer with an applicator so that the thickness of the second negative electrode active material layer finally obtained is 10 μm. The second negative electrode active material layer was formed by installing in a drying furnace at 120 ° C. and drying for 10 minutes.

次に、表面に第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で設けられた負極集電体を、雰囲気電気炉(N2置換、酸素濃度200ppm以下)内で、室温から60分かけて300℃まで加熱し、300℃で60分保持した後、室温まで冷却することで負極板を得た。この負極板を所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断したものを、実施例1の負極板とした。 Next, a negative electrode current collector having a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer provided on the surface in this order is placed in an atmospheric electric furnace (N 2 substitution, oxygen concentration of 200 ppm or less). And heated to 300 ° C. over 60 minutes from room temperature, held at 300 ° C. for 60 minutes, and then cooled to room temperature to obtain a negative electrode plate. The negative electrode plate cut into a predetermined size (a disk having a diameter of 15 mm) was used as the negative electrode plate of Example 1.

(実施例2)
ポリフッ化ビニリデン(PVdF)2.0gを、ポリエチレンオキサイド(PEO−1 住友精化(株)製)2.0gに変更し、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)(三菱化学(株)製)7.0gを水7.0gに変更した以外は全て導電層用塗工液Aと同様の調製方法を用いて導電層用塗工液Bを調製した。導電層用塗工液Aにかえて、上記で調製した導電層用塗工液Bを使用した以外は全て実施例1と同様にして実施例2の負極板を得た。
(Example 2)
Polyvinylidene fluoride (PVdF) 2.0 g was changed to 2.0 g of polyethylene oxide (PEO-1 manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.), and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) A conductive layer coating solution B was prepared using the same preparation method as that for the conductive layer coating solution A except that 7.0 g was changed to 7.0 g of water. A negative electrode plate of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the conductive layer coating liquid B prepared above was used instead of the conductive layer coating liquid A.

(実施例3)
ポリイミド樹脂(PIX‐L110 日立化成工業株式会社)4.0gを、ポリアミドイミド樹脂(Torlon ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製)4.0gに変更した以外は全て負極活物質層用塗工液Aと同様の調製方法を用いて負極活物質層用塗工液Bを調製した。負極活物質層用塗工液Aにかえて、上記で調製した負極活物質層用塗工液Bを使用した以外は全て実施例1と同様にして実施例3の負極板を得た。
Example 3
Except for changing 4.0 g of polyimide resin (PIX-L110 Hitachi Chemical Co., Ltd.) to 4.0 g of polyamideimide resin (manufactured by Torlon Solvay Specialty Polymers Japan), it is the same as coating liquid A for negative electrode active material layer. A negative electrode active material layer coating solution B was prepared using the preparation method. A negative electrode plate of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode active material layer coating liquid B prepared above was used instead of the negative electrode active material layer coating liquid A.

(比較例1)
導電層、第2の負極活物質層を形成しなかった以外は全て実施例1と同様にして、集電体上に第1の負極活物質層のみが設けられた比較例1の負極板を得た。
(Comparative Example 1)
The negative electrode plate of Comparative Example 1 in which only the first negative electrode active material layer was provided on the current collector was the same as Example 1 except that the conductive layer and the second negative electrode active material layer were not formed. Obtained.

(比較例2)
ポリイミド樹脂(PIX‐L110 日立化成工業株式会社)4.0gを、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)4.0gに変更した負極活物質層用塗工液Cを調製した。第1の負極活物質層、及び第2の負極活物質層を、上記で調製した負極活物質層用塗工液Cを用いて形成した以外は、全て実施例1と同様にして、比較例2の負極板を得た。
(Comparative Example 2)
A negative electrode active material layer coating solution C was prepared by changing 4.0 g of polyimide resin (PIX-L110 Hitachi Chemical Co., Ltd.) to 4.0 g of polyvinylidene fluoride (PVdF). A comparative example was made in the same manner as in Example 1 except that the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer were formed using the negative electrode active material layer coating liquid C prepared above. 2 negative electrode plates were obtained.

(比較例3)
ポリフッ化ビニリデン(PVdF)2.0gを、ポリイミド樹脂(PIX‐L110 日立化成工業株式会社)2.0gに変更した以外は全て導電層用塗工液Aと同様の調製方法を用いて導電層用塗工液Cを調製した。導電層用塗工液Aにかえて、上記で調製した導電層用塗工液Cを使用した以外は全て実施例1と同様にして比較例3の負極板を得た。
(Comparative Example 3)
Except for changing 2.0 g of polyvinylidene fluoride (PVdF) to 2.0 g of polyimide resin (PIX-L110 Hitachi Chemical Co., Ltd.), all for the conductive layer using the same preparation method as the coating liquid A for conductive layer A coating liquid C was prepared. A negative electrode plate of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as Example 1 except that the conductive layer coating solution C prepared above was used instead of the conductive layer coating solution A.

上記各実施例、及び比較例の第1の負極活物質層、第2の負極活物質層、及び導電層に含まれるバインダーの引張破壊ひずみ、及び引張強度は、JIS−K−7161(1994)に準拠し、インストロン社製5565型試験機を用い、25℃の環境下で測定したときの引張破壊ひずみ、及び引張弾性率である。引張弾性率の測定に用いる試験片はバインダーから構成されるフィルムを作製し、これを幅20mm、長さ150mmに切り出したものであり、引張速度は10mm/minである。表1に第1の負極活物質層、第2の負極活物質層、及び導電層に含まれるバインダーの引張破壊ひずみ(%)、及び引張弾性率(GPa)を示す。   The tensile fracture strain and tensile strength of the binder contained in the first negative electrode active material layer, the second negative electrode active material layer, and the conductive layer of each of the above Examples and Comparative Examples are JIS-K-7161 (1994). The tensile fracture strain and tensile modulus when measured in an environment of 25 ° C. using an Instron 5565 type testing machine. The test piece used for the measurement of the tensile modulus is a film composed of a binder, which is cut into a width of 20 mm and a length of 150 mm, and the tensile speed is 10 mm / min. Table 1 shows the tensile fracture strain (%) and tensile elastic modulus (GPa) of the binder contained in the first negative electrode active material layer, the second negative electrode active material layer, and the conductive layer.

(電池特性評価)
エチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)/エチルメチルカー
ボネート(EMC)混合溶媒(重量比=30wt%:30wt%:30wt%)に、溶質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を加えて、当該溶質であるLiPF6の濃度が、1mol/Lとなるように濃度調整した後、電解液に対して10wt%のFECを添加し、非水電解液を調製した。各実施例および比較例の負極板を作用極として用い、対極板及び参照極板として金属リチウム板、電解液として上記にて作製した非水電解液を用い、三極式コインセルを組み立て、下記充放電試験およびサイクル試験に供した。
(Battery characteristics evaluation)
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was added as a solute to an ethylene carbonate (EC) / diethyl carbonate (DEC) / ethyl methyl carbonate (EMC) mixed solvent (weight ratio = 30 wt%: 30 wt%: 30 wt%). After adjusting the concentration of LiPF 6 as the solute to be 1 mol / L, 10 wt% FEC was added to the electrolytic solution to prepare a non-aqueous electrolytic solution. Using the negative electrode plate of each example and comparative example as a working electrode, using a metal lithium plate as a counter electrode plate and a reference electrode plate, and using the non-aqueous electrolyte prepared above as an electrolyte, a tripolar coin cell was assembled, and It used for the discharge test and the cycle test.

(初期充電試験)
試験セルを、25℃の環境下で、電圧が0.001Vに達するまで定電流(0.85mA)で定電流充電し、当該電圧が0.001Vに達した後は、電圧が0.001Vを下回らないように、当該電流(充電レート:0.1C)が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行ない、満充電させた後、10分間休止させた。尚、ここで、上記「0.1C」とは、上記三極式コインセルを用いて定電流充電して、10時間で充電終了となる電流値(充電終止電圧に達する電流値)のことを意味する。また上記定電流は、試験セルにおける作用極において、活物質であるSi金属の理論放電量4200mAh/gが10時間で充電されるよう設定した。
(Initial charging test)
The test cell was charged at a constant current (0.85 mA) at 25 ° C. until the voltage reached 0.001 V. After the voltage reached 0.001 V, the voltage was reduced to 0.001 V. In order not to fall below, the current (charge rate: 0.1 C) was decreased until it became 5% or less, charged at a constant voltage, fully charged, and then rested for 10 minutes. Here, the “0.1C” means a current value (current value reaching the end-of-charge voltage) that is charged with constant current using the tripolar coin cell and ends charging in 10 hours. To do. The constant current was set so that a theoretical discharge amount of 4200 mAh / g of Si metal as an active material was charged in 10 hours at the working electrode in the test cell.

(初期放電試験)
その後、満充電された試験セルを、25℃の環境下で、電圧が0.001V(満充電電圧)から1.5V(放電終止電圧)になるまで、定電流(0.85mA)(放電レート:0.1C)で定電流放電し、縦軸にセル電圧(V)、横軸に放電時間(h)をとり、放電曲線を作成し、負極板の初期放電容量(mAh)を求めた。初期放電容量を表1に併せて示す。
(Initial discharge test)
Thereafter, the fully charged test cell was measured at a constant current (0.85 mA) (discharge rate) until the voltage changed from 0.001 V (full charge voltage) to 1.5 V (discharge end voltage) in an environment of 25 ° C. : 0.1C), the cell voltage (V) is plotted on the vertical axis, the discharge time (h) is plotted on the horizontal axis, a discharge curve was prepared, and the initial discharge capacity (mAh) of the negative electrode plate was determined. The initial discharge capacity is also shown in Table 1.

(サイクル試験)
上記初期充放電試験後の試験セルを上記初期充放電試験と同様に、さらに2回行い、この時の放電容量の平均値をサイクル試験時の初期値とし、上記初期充放電試験と同様の充放電試験を繰り返し、放電容量が初期値に対して90%以下になったときのサイクル数を求めた。サイクル数を表1に併せて示す。
(Cycle test)
Similarly to the initial charge / discharge test, the test cell after the initial charge / discharge test is performed twice, and the average value of the discharge capacity at this time is used as the initial value during the cycle test, and the same charge / discharge test as in the initial charge / discharge test is performed. The discharge test was repeated, and the number of cycles when the discharge capacity was 90% or less with respect to the initial value was determined. The number of cycles is also shown in Table 1.

Figure 0006015222
Figure 0006015222

表1からも明らかなように、負極活物質積層体に2以上の負極活物質層を含ませ、この負極活物質層間に、負極活物質層に含まれるバインダーよりも引張破壊ひずみが大きく、かつ引張弾性率が小さい別のバインダーを含む導電層を設けた実施例の負極板によれば、充電時の膨張における体積変化が大きいケイ素系の負極活物質粒子を用いた場合であってもサイクル特性の向上が図られた。一方、負極活物質を単層構成とした比較例1の負極板、負極活物質層に含まれるバインダーと、引張破壊ひずみ、及び引張弾性率が同一のバインダーを含む導電層を設けた比較例2、3の負極板では、実施例の負極板と比較してサイクル特性は大幅に低下した。   As apparent from Table 1, the negative electrode active material laminate includes two or more negative electrode active material layers, and the tensile fracture strain is larger between the negative electrode active material layers than the binder contained in the negative electrode active material layer, and According to the negative electrode plate of the example in which the conductive layer containing another binder having a small tensile elastic modulus was provided, cycle characteristics even when silicon-based negative electrode active material particles having a large volume change during expansion during charging were used. Improvements were made. On the other hand, Comparative Example 2 in which a negative electrode plate of Comparative Example 1 in which the negative electrode active material was configured as a single layer, a binder contained in the negative electrode active material layer, and a conductive layer containing a binder having the same tensile fracture strain and tensile modulus were provided. In the negative electrode plate 3, the cycle characteristics were significantly reduced as compared with the negative electrode plate of the example.

1・・・負極集電体
2・・・負極活物質積層体
3・・・第1の負極活物質層
4・・・導電層
5・・・第2の負極活物質層
10・・・負極板
50・・・正極板
54・・・正極活物質層
55・・・正極集電体
32・・・正極端子
33・・・負極端子
34・・・保護回路基板
35・・・外部接続コネクタ
36a、36b・・・樹脂容器
37・・・端部ケース
38a、38b・・・外部接続窓
70・・・セパレータ
81、82・・・外装
90・・・電解質
100・・・二次電池
200・・・電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode collector 2 ... Negative electrode active material laminated body 3 ... 1st negative electrode active material layer 4 ... Conductive layer 5 ... 2nd negative electrode active material layer 10 ... Negative electrode Plate 50 ... Positive electrode plate 54 ... Positive electrode active material layer 55 ... Positive electrode current collector 32 ... Positive electrode terminal 33 ... Negative electrode terminal 34 ... Protection circuit board 35 ... External connection connector 36a 36b ... Resin container 37 ... End case 38a, 38b ... External connection window 70 ... Separator 81, 82 ... Exterior 90 ... Electrolyte 100 ... Secondary battery 200 ...・ Battery pack

Claims (3)

負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含むアルカリ金属イオン二次電池用負極板であって、
前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、
前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、
前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、
前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とするアルカリ金属イオン二次電池用負極板。
A negative electrode plate for an alkali metal ion secondary battery comprising a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminate provided on the negative electrode current collector,
In the negative electrode active material laminate, a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer are laminated in this order,
The first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer include a negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions, and a binder,
The conductive layer includes a conductive material and another binder different from the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer,
Another binder contained in the conductive layer is a tensile fracture strain based on JIS-K-7161 (1994) rather than the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer. A negative electrode plate for an alkali metal ion secondary battery characterized by having a large tensile elastic modulus in accordance with JIS-K-7161 (1994).
正極板と、負極板と、電解質とを含むアルカリ金属イオン二次電池であって、
前記負極板は、負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含み、
前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、
前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、
前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、
前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とするアルカリ金属イオン二次電池。
An alkali metal ion secondary battery including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte,
The negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminate provided on the negative electrode current collector,
In the negative electrode active material laminate, a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer are laminated in this order,
The first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer include a negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions, and a binder,
The conductive layer includes a conductive material and another binder different from the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer,
Another binder contained in the conductive layer is a tensile fracture strain based on JIS-K-7161 (1994) rather than the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer. An alkali metal ion secondary battery having a large tensile elastic modulus in accordance with JIS-K-7161 (1994).
収納ケースと、正極端子および負極端子を備えるアルカリ金属イオン二次電池と、過充電および過放電保護機能を有する保護回路とを少なくとも備え、前記収納ケースにアルカリ金属イオン二次電池および前記保護回路が収納されて構成される電池パックであって、
前記アルカリ金属イオン二次電池は、正極板と、負極板と、電解質とを含み、
前記負極板は、負極集電体と、前記負極集電体に設けられた負極活物質積層体とを含み、
前記負極活物質積層体は、第1の負極活物質層、導電層、及び第2の負極活物質層がこの順で積層され、
前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層は、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な負極活物質とバインダーとを含み、
前記導電層は、導電材と、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーとは異なる別のバインダーとを含み、
前記導電層に含まれる別のバインダーは、前記第1の負極活物質層、及び前記第2の負極活物質層に含まれるバインダーよりも、JIS−K−7161(1994)に準拠する引張破壊ひずみが大きく、かつJIS−K−7161(1994)に準拠する引張弾性率が小さいことを特徴とする電池パック。
A storage case, an alkali metal ion secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a protection circuit having an overcharge and overdischarge protection function are provided, and the alkali metal ion secondary battery and the protection circuit are provided in the storage case. A battery pack configured to be housed,
The alkali metal ion secondary battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte,
The negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminate provided on the negative electrode current collector,
In the negative electrode active material laminate, a first negative electrode active material layer, a conductive layer, and a second negative electrode active material layer are laminated in this order,
The first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer include a negative electrode active material capable of occluding and releasing alkali metal ions, and a binder,
The conductive layer includes a conductive material and another binder different from the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer,
Another binder contained in the conductive layer is a tensile fracture strain based on JIS-K-7161 (1994) rather than the binder contained in the first negative electrode active material layer and the second negative electrode active material layer. A battery pack characterized by having a large tensile elastic modulus according to JIS-K-7161 (1994).
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