JP2008059765A - Non-aqueous secondary battery - Google Patents
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Abstract
【課題】 高容量で、かつ長寿命の非水系二次電池を提供する。
【解決手段】 特定の高容量材料または炭素粒子を含有する負極合剤層を支持体の両面に有する負極と、リチウム複合酸化物を含有する正極合剤層を支持体の両面に有する正極とを備えており、上記負極の支持体および上記正極の支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有しており、かつ圧延銅、無電解銅若しくは銅合金で構成された負極の支持体、またはアルミニウム若しくはアルミニウム合金で構成された正極の支持体が、厚み20〜40μm、開孔率30〜70%、引張強度5〜30N/15mm幅であることを特徴とする非水系二次電池により、上記課題を解決する。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous secondary battery having a high capacity and a long life.
A negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a specific high-capacity material or carbon particles on both sides of a support, and a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide on both sides of the support. A negative electrode comprising a through hole penetrating from one surface to the other surface, and the negative electrode support and the positive electrode support are made of rolled copper, electroless copper, or a copper alloy. Or a positive electrode support made of aluminum or an aluminum alloy has a thickness of 20 to 40 μm, a porosity of 30 to 70%, and a tensile strength of 5 to 30 N / 15 mm width. The above battery solves the above problem.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、高容量化と長寿命化を達成可能な非水系二次電池に関するものである。 The present invention relates to a non-aqueous secondary battery that can achieve high capacity and long life.
近年、携帯電話、ノートPCやPDAなど携帯端末機器の需要が急激に拡大しており、それらの小型軽量化および高機能化に伴って、電源として用いられる非水系二次電池(リチウム二次電池)の高エネルギー密度化や長寿命化が要求されている。しかし、現在実用化されている非水系二次電池では、その容量が、負極活物質である炭素の理論値にほぼ達している。このような事情から、更なる高エネルギー密度化のために、高容量な負極材料の開発が期待されている。 In recent years, the demand for mobile terminal devices such as mobile phones, notebook PCs, and PDAs has been rapidly increasing, and non-aqueous secondary batteries (lithium secondary batteries) used as a power source in accordance with the reduction in size and weight and increase in functionality. ) High energy density and long life. However, the capacity of non-aqueous secondary batteries currently in practical use has almost reached the theoretical value of carbon, which is a negative electrode active material. Under such circumstances, development of a high-capacity negative electrode material is expected for further increase in energy density.
他方、充電時にLiと合金化し得るAl、Si、Snなどの金属や半導体を活物質とする負極を用いたリチウム二次電池も報告されている(非特許文献1)。また、上記の金属や半導体の酸化物または窒化物を用いた負極材料(負極活物質)も提案されている。いずれの活物質も、重量容量密度、体積容量密度ともに、炭素と比較して非常に高く、負極材料として有望である。 On the other hand, a lithium secondary battery using a negative electrode using a metal or semiconductor such as Al, Si, or Sn that can be alloyed with Li during charging as an active material has also been reported (Non-Patent Document 1). A negative electrode material (negative electrode active material) using the above-described metal or semiconductor oxide or nitride has also been proposed. Each active material is very promising as a negative electrode material because both its weight capacity density and volume capacity density are very high compared to carbon.
しかし、上記の金属や半導体、更にはこれらの酸化物や窒化物を用いた負極材料を用いた電池では、充放電を繰り返し行うと、この充放電に伴う膨張収縮によって負極材料の微粉化が生じ、その結果、負極内での負極材料粒子間の接触が損なわれ、抵抗が上昇して、早期に放電容量が低下する。これは、上記の負極材料では、炭素材料に比べて高容量であるため、Liイオンをより多く吸蔵することから、充放電による体積変化が大きくなって微粉化が生じるためである。 However, in batteries using negative electrodes made of the above metals and semiconductors, as well as oxides and nitrides of these, when charging and discharging are repeated, the negative electrode material is pulverized due to expansion and contraction associated with the charging and discharging. As a result, the contact between the negative electrode material particles in the negative electrode is impaired, the resistance increases, and the discharge capacity decreases early. This is because the negative electrode material described above has a higher capacity than the carbon material, and therefore, more Li ions are occluded, so that the volume change due to charge / discharge is increased and pulverization occurs.
上記の体積変化による問題の発生を抑えて電池の長寿命化を達成するために、例えば、上記の金属や半導体、更にはこれらの酸化物、窒化物を用いた負極材料からなる薄膜を、メッキ法や化学蒸着法(CVD)、スパッタリング法によって金属支持体(集電体)表面に形成する方法(特許文献1)や、これらの負極材料を、体積変化の少ない炭素材料と混合して使う方法などが提案されている。 In order to suppress the occurrence of problems due to the above volume change and achieve a long battery life, for example, a thin film made of the above metal or semiconductor, and further a negative electrode material using these oxides and nitrides is plated. A method of forming a metal support (current collector) on the surface of a metal support (current collector) by chemical vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), or sputtering (Patent Document 1), or a method of using these negative electrode materials mixed with a carbon material having a small volume change Etc. have been proposed.
しかしながら、例えば、上記の負極材料からなる薄膜を、メッキ法や化学蒸着法、スパッタリング法によって金属支持体表面に形成する方法では、形成される負極材料からなる薄膜中に、実質的に空孔が存在しないため、電池の充放電に伴う負極材料の膨張収縮による微粉化を十分に抑制することができないし、製造コストが高価となる。 However, for example, in the method of forming a thin film made of the above negative electrode material on the surface of the metal support by a plating method, chemical vapor deposition method, or sputtering method, there is substantially no void in the formed thin film made of the negative electrode material. Since it does not exist, pulverization due to expansion and contraction of the negative electrode material accompanying charging / discharging of the battery cannot be sufficiently suppressed, and the manufacturing cost becomes expensive.
電池の充放電に伴う負極材料の膨張収縮を抑制するには、負極材料そのものを微粒子にすることが有効である。しかし、微粒子の負極材料を用いる場合には、例えば金属支持体上に、上記負極材料を含む負極合剤層を形成して負極を構成するが、負極材料が微粒子であると、負極合剤層に含有させるバインダや導電助剤が大量に必要となり、負極合剤層の充填密度が低下して電池の高容量化が困難となり、更に、充放電サイクル寿命の向上も見込めない。 In order to suppress the expansion and contraction of the negative electrode material accompanying charging / discharging of the battery, it is effective to make the negative electrode material itself fine particles. However, in the case of using a fine particle negative electrode material, for example, a negative electrode mixture layer containing the negative electrode material is formed on a metal support to constitute the negative electrode. When the negative electrode material is a fine particle, the negative electrode mixture layer A large amount of binder and conductive auxiliary agent are required in the battery, the packing density of the negative electrode mixture layer is lowered, making it difficult to increase the capacity of the battery, and further improving the charge / discharge cycle life cannot be expected.
また、金属支持体上に負極合剤層を有する負極や、金属支持体上に正極活物質を含む正極合剤層を有する正極では、例えば、金属支持体の両面に電極合剤層(負極合剤層または正極合剤層)を設けるが、これらの電極合剤層同士が等量で無い場合には、例えば、下記のような問題が発生する。 Further, in a negative electrode having a negative electrode mixture layer on a metal support or a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material on a metal support, for example, an electrode mixture layer (negative electrode mixture) is formed on both surfaces of the metal support. If the electrode mixture layers are not equal in amount, for example, the following problems occur.
電極作製時には、通常、プレス処理を行って電極合剤層の厚みや密度を調整するが、金属支持体の両面の電極合剤層が互いに等量で無い場合には、プレスの際に、電極の片面と他面とで伸びに違いが生じるため、電極合剤層の剥離や脱落が発生し易くなる。 During electrode production, press treatment is usually performed to adjust the thickness and density of the electrode mixture layer, but when the electrode mixture layers on both sides of the metal support are not equal to each other, Since there is a difference in elongation between one side and the other side, peeling and dropping of the electrode mixture layer are likely to occur.
また、金属支持体の両面の電極合剤層が互いに等量で無いと、充放電でのLiイオンの吸蔵放出に、電極の一方の面と他方の面とで差が生じ、より電極合剤層の少ない面(活物質量の少ない面)側にLi金属が析出し易くなる。 In addition, if the electrode mixture layers on both sides of the metal support are not equal to each other, a difference occurs between the one side of the electrode and the other side in the absorption and release of Li ions during charge and discharge, and the electrode mixture is more Li metal is likely to be deposited on the side with fewer layers (the side with less active material).
金属支持体の両面に正極合剤層を有する正極と、金属支持体の両面に負極合剤層を有する負極とを用いて構成した電池において、対向する正極と負極との間でのLiイオンの吸蔵放出は、上記正極の支持体と上記負極の支持体とで仕切られた領域、すなわち、上記正極の正極合剤層のうち上記負極と対向する側の正極合剤層と、上記負極の負極合剤層のうち上記正極と対向する側の負極合剤層との間で主に行われる。そのため、正極の厚みや負極の厚みを制御して、正極全体や負極全体としては電極合剤層の量を調整していても、個々の電極合剤層の量が等量で無い場合には、電極の、より量の少ない電極合剤層を有する面では、Liイオンを吸蔵できる量が少なくなるため、吸蔵しきれない分がLi金属として析出してしまう。 In a battery configured using a positive electrode having a positive electrode mixture layer on both sides of a metal support and a negative electrode having a negative electrode mixture layer on both sides of the metal support, Li ions between the opposite positive electrode and negative electrode Occlusion and release are performed in a region partitioned by the positive electrode support and the negative electrode support, that is, the positive electrode mixture layer on the side facing the negative electrode in the positive electrode mixture layer of the positive electrode, and the negative electrode of the negative electrode This is mainly performed between the mixture layer and the negative electrode mixture layer on the side facing the positive electrode. Therefore, even if the thickness of the positive electrode or the negative electrode is controlled to adjust the amount of the electrode mixture layer as the whole positive electrode or the whole negative electrode, the amount of each electrode mixture layer is not equal. On the surface of the electrode having a smaller amount of the electrode mixture layer, the amount of Li ions that can be occluded decreases, so that the portion that cannot be occluded is deposited as Li metal.
上記のようにLi金属が析出し易い電池について、長期にわたって充放電サイクルを繰り返すと、析出するLi金属によって短絡や発火が引き起こされることがあり、発火に至らないにしても、その寿命が短くなってしまう。 As described above, when a battery in which Li metal is likely to precipitate is repeatedly charged and discharged over a long period of time, the deposited Li metal may cause a short circuit or ignition, and even if it does not lead to ignition, its life is shortened. End up.
このようなことから、金属支持体の両面に電極合剤層を有する電極を用いて構成される非水系二次電池では、信頼性を高め、長寿命化するために、電極を製造する際に、金属支持体の両面に形成する電極合剤層ができるだけ等量となるように、厳密な管理が求められている。 For this reason, in non-aqueous secondary batteries configured using electrodes having electrode mixture layers on both sides of a metal support, in order to increase the reliability and extend the life, Strict management is required so that the electrode mixture layers formed on both surfaces of the metal support are as equal as possible.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高容量で、かつ長寿命の非水系二次電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said situation, The objective is to provide a high capacity | capacitance and a long life non-aqueous secondary battery.
上記目的を達成し得た本発明の非水系二次電池は、Li(リチウム)イオンを吸蔵および放出することのできるものであって、下記の(1)または(2)の構成を有することを特徴とするものである。 The non-aqueous secondary battery of the present invention that has achieved the above object is capable of inserting and extracting Li (lithium) ions, and has the following configuration (1) or (2). It is a feature.
(1)Liと合金を形成し得る元素およびその化合物、並びにLiイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の活物質を含有する負極合剤層を支持体の両面に有する負極と、リチウム複合酸化物を含有する正極合剤層を支持体の両面に有する正極とを備えており、上記負極の支持体および上記正極の支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有しており、かつ上記負極の支持体は、圧延銅、無電解銅または銅合金で構成されており、厚みが20〜40μm、開孔率が30〜70%、引張強度が5〜30N/15mmである。 (1) An anode mixture layer containing at least one active material selected from the group consisting of an element capable of forming an alloy with Li and its compound, and carbon particles capable of occluding and releasing Li ions is provided on both sides of the support. And a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide on both sides of the support, and the negative electrode support and the positive electrode support are arranged from one side to the other side. The negative electrode support is made of rolled copper, electroless copper or a copper alloy, has a thickness of 20 to 40 μm, an open area ratio of 30 to 70%, and a tensile strength. The strength is 5 to 30 N / 15 mm.
(2)Liと合金を形成し得る元素およびその化合物、並びにLiイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の活物質を含有する負極合剤層を支持体の両面に有する負極と、リチウム複合酸化物を含有する正極合剤層を支持体の両面に有する正極とを備えており、上記負極の支持体および上記正極の支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有しており、かつ上記正極の支持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されており、厚みが20〜40μm、開孔率が30〜70%、引張強度が5〜30N/15mmである。 (2) An anode mixture layer containing at least one active material selected from the group consisting of an element capable of forming an alloy with Li and its compound, and carbon particles capable of occluding and releasing Li ions is provided on both sides of the support. And a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide on both sides of the support, and the negative electrode support and the positive electrode support are arranged from one side to the other side. The positive electrode support is made of aluminum or an aluminum alloy, has a thickness of 20 to 40 μm, an open area ratio of 30 to 70%, and a tensile strength of 5 to 30 N. / 15 mm.
本発明の非水系二次電池では、正極および負極の両支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔(以下、「貫通孔」と省略する)を有していることで、下記の作用を発揮することができる。 In the non-aqueous secondary battery of the present invention, both the positive and negative electrode supports have through-holes (hereinafter abbreviated as “through-holes”) penetrating from one surface to the other surface. The following effects can be exhibited.
正極および負極の支持体の貫通孔に合剤層の一部が充填されるために、正極の両面の正極合剤層、および負極の両面の負極合剤層が、それぞれ一体となる。そのため、正極や負極を製造する際のプレス時に圧力をかけ易く、正極合剤層および負極合剤層の充填密度を高めることが容易となることから、高容量の電池を構成できるようになる。 Since a part of the mixture layer is filled in the through holes of the support for the positive electrode and the negative electrode, the positive electrode mixture layer on both sides of the positive electrode and the negative electrode mixture layer on both sides of the negative electrode are integrated. Therefore, it is easy to apply pressure at the time of pressing when manufacturing the positive electrode and the negative electrode, and it becomes easy to increase the packing density of the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer, so that a high capacity battery can be configured.
また、支持体の有する貫通孔により、正極の両面の正極合剤層、および負極の両面の負極合剤層が、それぞれ一体となることから、電池の充放電に伴う活物質の膨張収縮をより緩和することができ、活物質の微粉化を抑制して、電池の長寿命化を達成できる。 In addition, since the positive electrode mixture layer on both sides of the positive electrode and the negative electrode mixture layer on both sides of the negative electrode are integrated with each other through the through holes of the support, the expansion and contraction of the active material accompanying the charging / discharging of the battery is further reduced. It can be mitigated, and the active material can be prevented from being pulverized, thereby extending the battery life.
更に、喩え電極の片面の合剤層の量と他面の合剤層のとの量に差があっても、支持体の有する貫通孔により、正極の両面の正極合剤層、および負極の両面の負極合剤層が、支持体によって遮られることなく、それぞれ一体となって作用し、また、正極全体および負極全体に貫通孔を通じて非水電解液を均一に配することができる。よって、Liイオンの吸蔵放出反応の均一性を高めることができるため、長期にわたって充放電を繰り返しても、Li金属の析出が起こり難いことから、電池の信頼性を高めて、長寿命化を達成できる。また、正極、負極のいずれにおいても、それらの製造時において、支持体の両面の合剤層が互いに等量となるような厳密な管理が不要となり、正極および負極の製造、ひいては電池の製造を容易にすることができる。 Furthermore, even if there is a difference between the amount of the mixture layer on one side of the electrode and the amount of the mixture layer on the other side, the positive electrode mixture layer on both sides of the positive electrode and the negative electrode The negative electrode mixture layers on both sides act as a single body without being blocked by the support, and the nonaqueous electrolyte can be uniformly distributed through the through holes in the entire positive electrode and the entire negative electrode. Therefore, since the uniformity of the Li ion storage / release reaction can be improved, Li metal deposition is unlikely to occur even after repeated charge and discharge over a long period of time, thus improving the reliability of the battery and extending its life. it can. In addition, in any of the positive electrode and the negative electrode, it is not necessary to strictly manage such that the mixture layers on both sides of the support are equal to each other at the time of production. Can be easily.
なお、本発明の非水系二次電池では、上記(1)および上記(2)の両態様を満たすことが好ましい。 In the nonaqueous secondary battery of the present invention, it is preferable that both the above aspects (1) and (2) are satisfied.
本発明によれば、高容量で、かつ長寿命の非水系二次電池を提供することができる。 According to the present invention, a non-aqueous secondary battery having a high capacity and a long life can be provided.
本発明の非水系二次電池に係る負極は、活物質を含有する負極合剤層が、集電体となる支持体の両面に形成されてなるものであり、かつ上記支持体が貫通孔を有している。 The negative electrode according to the non-aqueous secondary battery of the present invention is such that a negative electrode mixture layer containing an active material is formed on both surfaces of a support serving as a current collector, and the support has through holes. Have.
負極の支持体の材質としては、圧延銅、無電解銅、銅合金が挙げられ、貫通孔を形成した場合の強度を考慮すると、歪の少ない無電解銅が好ましい。 Examples of the material for the negative electrode support include rolled copper, electroless copper, and a copper alloy. In view of the strength when through holes are formed, electroless copper with less strain is preferable.
負極の支持体の厚みは、負極活物質の充填量をより多くする観点から、40μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。また、負極の支持体があまり薄すぎると、貫通孔の形成時や電極巻回時(後述する)に、負極に亀裂や切断が生じることがある。そのため、負極の支持体の厚みは、20μm以上であることが好ましい。 The thickness of the negative electrode support is preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, from the viewpoint of increasing the filling amount of the negative electrode active material. On the other hand, if the support of the negative electrode is too thin, the negative electrode may be cracked or cut when the through hole is formed or the electrode is wound (described later). Therefore, the thickness of the negative electrode support is preferably 20 μm or more.
負極の支持体の開孔率は、負極合剤層の充填密度を高めて電池をより高容量化し、また、貫通孔の形成によって支持体の両面の負極合剤層を一体化することで電池を長寿命化する作用をより有効に発揮させる観点からは、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。また、負極の支持体の開孔率が大きすぎると、貫通孔の形成時や電極巻回時に、負極に亀裂や切断が生じることがある。そのため、負極の支持体の開孔率は、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。なお、本明細書でいう支持体(負極の支持体および正極の支持体)の開孔率は、平面視による支持体の面積に対する貫通孔の合計面積の割合を、百分率で表したものである。 The porosity of the negative electrode support is increased by increasing the packing density of the negative electrode mixture layer to increase the capacity of the battery, and the negative electrode mixture layers on both sides of the support are integrated by forming through holes. From the viewpoint of more effectively exhibiting the action of prolonging the lifetime, it is preferably 30% or more, and more preferably 40% or more. Further, if the opening ratio of the negative electrode support is too large, the negative electrode may be cracked or cut when the through hole is formed or the electrode is wound. Therefore, the porosity of the negative electrode support is preferably 70% or less, and more preferably 60% or less. The open area ratio of the support (negative electrode support and positive electrode support) in this specification is the percentage of the total area of the through holes to the area of the support in plan view. .
また、負極の支持体は、貫通孔の形成時や電極巻回時における負極の亀裂や切断の発生をより効果的に防止する観点から、15mm幅の試料を用いて測定される引張強度が、5N以上(すなわち、5N/15mm幅以上)であることが好ましく、10N以上(すなわち、10N/15mm幅以上)であることがより好ましい。なお、負極の支持体の引張強度は、支持体の材質、厚みおよび開孔率を、先に記載した範囲内で選択することにより調整でき、これらの選択によって確保し得る引張強度の上限値は、例えば、30N/15mm幅である。 In addition, the negative electrode support has a tensile strength measured using a 15 mm wide sample from the viewpoint of more effectively preventing the occurrence of cracking and cutting of the negative electrode at the time of forming the through-hole or winding the electrode. It is preferably 5N or more (that is, 5N / 15 mm width or more), and more preferably 10N or more (that is, 10N / 15 mm width or more). The tensile strength of the negative electrode support can be adjusted by selecting the material, thickness and porosity of the support within the ranges described above, and the upper limit of the tensile strength that can be secured by these selections is For example, the width is 30 N / 15 mm.
負極の支持体における貫通孔の形成方法には特に制限はなく、公知のパンチングメタルのように、支持体の材料となる箔に打ち抜きにより形成してもよく、公知のエキスパンドメタルのように、支持体の材料となる箔に切り込みを入れつつ押し広げて形成してもよく、その他の方法で形成しても構わない。 There is no particular limitation on the method of forming the through hole in the negative electrode support, and it may be formed by punching a foil as a material of the support, as in a known punching metal, or as in a known expanded metal. The foil as a body material may be formed by being cut out while being cut, or may be formed by other methods.
負極に係る負極合剤層は、Liと合金を形成し得る元素およびその化合物、並びにLiイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の負極活物質を含有する。 The negative electrode mixture layer according to the negative electrode contains at least one negative electrode active material selected from the group consisting of elements capable of forming an alloy with Li and compounds thereof, and carbon particles capable of occluding and releasing Li ions.
上記負極活物質のうち、Liと合金を形成し得る元素およびその化合物は、いわゆる高容量材料であり、これらの活物質を用いて負極を構成することで、電池をより高容量化することができる。これらの高容量材料は、結晶、低結晶またはアモルファスのいずれの状態であってもよい。 Among the negative electrode active materials, elements capable of forming an alloy with Li and their compounds are so-called high-capacity materials. By using these active materials to form a negative electrode, it is possible to increase the capacity of the battery. it can. These high capacity materials may be in a crystalline, low crystalline or amorphous state.
Liと合金を形成し得る元素としては、例えば、Si、Sn、Ge、Ag、In、Pb、Alが挙げられる。これらの中でも、Si、Sn、Alが、材料コストや取り扱い性の観点から好ましい。上記の高容量材料は、これら元素の単体であってもよく、これらの元素を含む合金(固溶体または金属間化合物)であってもよい。また、酸化物や窒化物など、上記元素の化合物であってもよい。上記元素の酸化物としては、例えば、SiO、SnO、SnO2、Sn−B−P−O複合酸化物などが挙げられる。更に、上記元素の窒化物としては、例えば、SiAlON、Si3N4、AlNなどが挙げられる。なお、SiやGeを含有する高容量材料(Si、Geの単体や、これらの酸化物、窒化物)の場合には、例えば、ホウ素やリンのドープによりn型またはp型の半導体となって、電気抵抗が大きく低下したものを用いてもよい。 Examples of elements that can form an alloy with Li include Si, Sn, Ge, Ag, In, Pb, and Al. Among these, Si, Sn, and Al are preferable from the viewpoint of material cost and handleability. The high-capacity material may be a simple substance of these elements or an alloy (solid solution or intermetallic compound) containing these elements. Moreover, the compound of the said element, such as an oxide and nitride, may be sufficient. Examples of the oxide of the element include SiO, SnO, SnO 2 , and Sn—B—P—O composite oxide. Furthermore, examples of the nitride of the element include SiAlON, Si 3 N 4 , and AlN. In the case of a high-capacity material containing Si or Ge (Si or Ge alone, or an oxide or nitride thereof), for example, it becomes an n-type or p-type semiconductor by doping with boron or phosphorus. Alternatively, a material whose electric resistance is greatly reduced may be used.
上記の高容量材料は、負極の膨張収縮をより抑制する観点から、その平均粒径が、1μm以上、より好ましくは2μm以上であって、10μm以下であることが好ましい。なお、本明細書でいう高容量材料の平均粒径とは、マイクロトラック社製「HRA(Model:9320−X100)」を用いて、レーザー回折式測定法により求められる体積基準の積算分率における50%径の値(d50)である。 The above high-capacity material has an average particle diameter of 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and preferably 10 μm or less from the viewpoint of further suppressing expansion and contraction of the negative electrode. In addition, the average particle diameter of the high-capacity material referred to in this specification is a volume-based integrated fraction obtained by a laser diffraction measurement method using “HRA (Model: 9320-X100)” manufactured by Microtrack. The 50% diameter value (d 50 ).
また、負極活物質には、Liイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子を用いることもできる。負極活物質として用い得る炭素粒子には、可逆性に優れ、充放電サイクルによりLi金属が活物質表面に析出する恐れのない材料として、非晶質炭素と黒鉛がある。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛、酸処理により不純物を低減した黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、黒鉛化炭素繊維など、種々の黒鉛系材料が挙げられる。黒鉛は結晶性が高く、Liイオンの吸蔵・放出に伴う電位の変化が小さく、電池として利用できる容量が大きくなる。 In addition, carbon particles capable of occluding and releasing Li ions can be used for the negative electrode active material. The carbon particles that can be used as the negative electrode active material include amorphous carbon and graphite as materials that are excellent in reversibility and do not cause Li metal to precipitate on the active material surface by a charge / discharge cycle. Examples of graphite include various graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, graphite with impurities reduced by acid treatment, mesocarbon microbeads (MCMB), and graphitized carbon fiber. Graphite has high crystallinity, a change in potential due to insertion and extraction of Li ions is small, and a capacity that can be used as a battery is increased.
更に、負極活物質には、上記の高容量材料と、上記の炭素粒子とを併用してもよい。高容量材料と炭素粒子とを併用することで、負極の容量を高めつつ、充放電の際の活物質の膨張収縮をより抑制することができる。 Furthermore, you may use together said high capacity | capacitance material and said carbon particle for a negative electrode active material. By using the high-capacity material and carbon particles in combination, the expansion and contraction of the active material during charging and discharging can be further suppressed while increasing the capacity of the negative electrode.
負極活物質に上記の高容量材料と炭素粒子とを併用する場合、炭素粒子の使用による充放電時の負極活物質の膨張収縮抑制作用をより有効に発揮させ、電池をより長寿命とするためには、例えば、高容量材料と炭素粒子との合計を100質量%としたとき、炭素粒子の割合を、30質量%以上とすることが好ましく、40質量%以上とすることがより好ましい。また、高容量材料の使用による負極容量の向上作用をより有効に発揮させるためには、例えば、高容量材料と炭素粒子との合計を100質量%としたとき、炭素粒子の割合を、70質量%以下とすることが好ましく、60質量%以下とすることがより好ましい。 When using the above high-capacity material and carbon particles in combination with the negative electrode active material, to effectively exhibit the expansion and contraction suppressing action of the negative electrode active material during charge and discharge by using carbon particles, and to extend the battery life For example, when the total of the high-capacity material and the carbon particles is 100% by mass, the ratio of the carbon particles is preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. Further, in order to more effectively exhibit the effect of improving the negative electrode capacity due to the use of the high-capacity material, for example, when the total of the high-capacity material and the carbon particles is 100% by mass, the ratio of the carbon particles is set to 70% by mass. % Or less, and more preferably 60% by mass or less.
負極合剤層には、負極活物質と共にバインダを使用する。負極合剤層に係るバインダとしては、特に制限は無いが、例えば、フッ素系材料[ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン、フッ素ゴムなど]、スチレンブチルラバー、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂などが挙げられ、中でもフッ素系材料が好ましい。 For the negative electrode mixture layer, a binder is used together with the negative electrode active material. The binder for the negative electrode mixture layer is not particularly limited. For example, fluorine-based materials [polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, fluororubber, etc.], styrene butyl rubber, polyethylene, polypropylene, acrylic resin Among them, a fluorine-based material is preferable.
また、負極合剤層には、必要に応じて導電助剤を含有させることもできる。導電助剤には、電池分野において公知のものを用いることができ、具体的には、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛などが挙げられる。 Moreover, a conductive support agent can also be contained in the negative mix layer as needed. As the conductive additive, those known in the battery field can be used, and specific examples include acetylene black, ketjen black, natural graphite, artificial graphite and the like.
負極を製造するにあたっては、負極活物質、バインダ、および導電助剤などを溶剤に分散させて負極合剤含有組成物(ペースト、スラリーなど)を調製し(バインダについては、溶剤に溶解していてもよい)、上記組成物を支持体に塗布して乾燥し、プレス処理を施す方法が採用できる。負極合剤含有組成物に用いる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などが挙げられる。なお、負極の製造方法は、上記の方法に限定される訳ではなく、他の製造方法を採用してもよい。 In manufacturing the negative electrode, a negative electrode active material, a binder, a conductive additive and the like are dispersed in a solvent to prepare a negative electrode mixture-containing composition (paste, slurry, etc.) (the binder is dissolved in the solvent. Alternatively, it is possible to employ a method in which the composition is applied to a support, dried and subjected to a press treatment. Examples of the solvent used in the negative electrode mixture-containing composition include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and N, N-dimethylformamide (DMF). In addition, the manufacturing method of a negative electrode is not necessarily limited to said method, You may employ | adopt another manufacturing method.
負極合剤含有組成物を支持体に塗布した後の乾燥の際の条件は、例えば、60〜120℃で2〜4時間とすることが好ましい。また、乾燥後のプレス処理の際の条件は、例えば、1〜10ton/cm2とすることが好ましい。 The drying condition after applying the negative electrode mixture-containing composition to the support is preferably, for example, 60 to 120 ° C. for 2 to 4 hours. Moreover, it is preferable that the conditions in the case of the press process after drying shall be 1-10 ton / cm < 2 >, for example.
負極活物質に上記の炭素粒子のみを使用する場合、負極合剤層の厚み(片面あたりの厚み)を、例えば40〜100μmとすることが好ましい。他方、負極活物質に上記の高容量材料を使用する場合(高容量材料のみを使用する場合、および高容量材料と炭素粒子を併用する場合)、負極活物質自体の容量が大きいため、負極合剤層の厚み(片面あたりの厚み)を、例えば20〜80μmとすることが好ましい。 When only the above carbon particles are used for the negative electrode active material, the thickness of the negative electrode mixture layer (thickness per one side) is preferably 40 to 100 μm, for example. On the other hand, when the above-mentioned high-capacity material is used for the negative electrode active material (when only a high-capacity material is used or when a high-capacity material and carbon particles are used in combination), the negative electrode active material itself has a large capacity. The thickness of the agent layer (thickness per one side) is preferably 20 to 80 μm, for example.
なお、負極合剤層が薄いほど、支持体の両面の負極合剤層の量に僅かに違いが生じても、上記の問題(特に、充放電を繰り返すことで負極合剤層の量が少ない側にLi金属が析出して、短絡が引き起こされる問題)が発生し易くなる。しかし、本発明によれば、負極活物質として上記の高容量材料を使用した場合のように、負極合剤層が非常に薄い負極であっても、上記の問題を良好に回避できる。そのため、負極活物質に上記の高容量材料を用いた場合に、本発明の効果がより顕著に奏される。 Note that the thinner the negative electrode mixture layer, the smaller the amount of the negative electrode mixture layer on both sides of the support, the above problem (especially the amount of the negative electrode mixture layer is reduced by repeated charge and discharge). The problem that a Li metal is deposited on the side to cause a short circuit is likely to occur. However, according to the present invention, even when the negative electrode mixture layer is a very thin negative electrode as in the case where the above-described high-capacity material is used as the negative electrode active material, the above problem can be satisfactorily avoided. Therefore, when the above-described high-capacity material is used for the negative electrode active material, the effect of the present invention is more remarkably exhibited.
負極合剤層における負極活物質の含有量は、80質量%以上、より好ましくは85質量%以上であって、95質量%以下、より好ましくは90質量%以下であることが望ましい。また、負極合剤層におけるバインダの含有量は、1質量%以上、より好ましくは3質量%以上であって、15質量%以下、より好ましくは10質量%以下であることが望ましい。更に、負極合剤層に導電助剤を含有させる場合には、負極合剤層における導電助剤の含有量は、1質量%以上、より好ましくは2質量%以上であって、10質量%以下、より好ましくは5質量%以下であることが望ましい。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less. Further, the binder content in the negative electrode mixture layer is 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. Furthermore, when the negative electrode mixture layer contains a conductive additive, the content of the conductive auxiliary in the negative electrode mixture layer is 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and 10% by mass or less. More preferably, the content is 5% by mass or less.
本発明の非水系二次電池に係る正極は、活物質であるリチウム複合酸化物を含有する正極合剤層が、集電体となる支持体の両面に形成されてなるものであり、かつ上記支持体が貫通孔を有している。 The positive electrode according to the non-aqueous secondary battery of the present invention is such that a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide as an active material is formed on both surfaces of a support serving as a current collector, and the above The support has a through hole.
正極の支持体の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。支持体に用いられるアルミニウムやアルミニウム合金は、通常圧延により作製されるが、圧延後には200℃前後のアニールにより歪を除去したものが好ましい。 Examples of the material for the positive electrode support include aluminum and aluminum alloys. Aluminum or aluminum alloy used for the support is usually produced by rolling, but after rolling, it is preferable to remove the strain by annealing at around 200 ° C.
正極の支持体の厚みは、正極活物質の充填量をより多くする観点から、40μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。また、正極の支持体があまり薄すぎると、貫通孔の形成時や電極巻回時に、正極に亀裂や切断が生じることがある。そのため、正極の支持体の厚みは、20μm以上であることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the filling amount of the positive electrode active material, the thickness of the support for the positive electrode is preferably 40 μm or less, and more preferably 30 μm or less. If the positive electrode support is too thin, the positive electrode may be cracked or cut when the through-hole is formed or the electrode is wound. Therefore, the thickness of the positive electrode support is preferably 20 μm or more.
正極の支持体の開孔率は、正極合剤層の充填密度を高めて電池をより高容量化し、また、貫通孔の形成によって支持体の両面の正極合剤層を一体化することで電池を長寿命化する作用をより有効に発揮させる観点からは、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。また、正極の支持体の開孔率が大きすぎると、貫通孔の形成時や電極巻回時に、正極に亀裂や切断が生じることがある。そのため、正極の支持体の開孔率は、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。 The porosity of the positive electrode support is increased by increasing the packing density of the positive electrode mixture layer to increase the capacity of the battery, and the positive electrode mixture layers on both sides of the support are integrated by forming through holes. From the viewpoint of more effectively exhibiting the action of prolonging the lifetime, it is preferably 30% or more, and more preferably 40% or more. In addition, if the opening ratio of the support for the positive electrode is too large, the positive electrode may be cracked or cut when the through hole is formed or the electrode is wound. Therefore, the porosity of the positive electrode support is preferably 70% or less, and more preferably 60% or less.
また、正極の支持体は、貫通孔の形成時や電極巻回時における正極の亀裂や切断の発生をより効果的に防止する観点から、15mm幅の試料を用いて測定される引張強度が、5N以上(すなわち、5N/15mm幅以上)であることが好ましく、10N以上(すなわち、10N/15mm幅以上)であることがより好ましい。なお、正極の支持体の引張強度は、支持体の材質、厚みおよび開孔率を、先に記載した範囲内で選択することにより調整でき、これらの選択によって確保し得る引張強度の上限値は、例えば、30N/15mm幅である。 In addition, the support for the positive electrode has a tensile strength measured using a 15 mm wide sample from the viewpoint of more effectively preventing the occurrence of cracking and cutting of the positive electrode during the formation of the through-hole and during the winding of the electrode. It is preferably 5N or more (that is, 5N / 15 mm width or more), and more preferably 10N or more (that is, 10N / 15 mm width or more). The tensile strength of the positive electrode support can be adjusted by selecting the material, thickness and porosity of the support within the ranges described above, and the upper limit of the tensile strength that can be secured by these selections is For example, the width is 30 N / 15 mm.
正極の支持体における貫通孔の形成方法には特に制限はなく、公知のパンチングメタルのように、支持体の材料となる箔に打ち抜きにより形成してもよく、公知のエキスパンドメタルのように、支持体の材料となる箔に切り込みを入れつつ押し広げて形成してもよく、その他の方法で形成しても構わない。 The method for forming the through hole in the support for the positive electrode is not particularly limited, and it may be formed by punching a foil as a material for the support, as in a known punching metal, or supported as in a known expanded metal. The foil as a body material may be formed by being cut out while being cut, or may be formed by other methods.
正極活物質であるリチウム複合酸化物としては、特に制限はなく各種のものを使用できるが、特に、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1−yO2、LixCoyM1−yO2、LixNi1−yMyO2、LixMnyNizCo1−y−zO2、LixMn2O4、LixMn2−yMyO4など(ただし、上記のリチウム複合酸化物において、Mは、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、AlおよびCrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦1.1、0<y<1.0、2.0≦z≦2.2である。)が好適であり、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 There are no particular limitations on the lithium composite oxide that is the positive electrode active material, and various types can be used. In particular, Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co y Ni 1-y O 2, Li x Co y M 1 -y O 2, Li x Ni 1-y M y O 2, Li x Mn y Ni z Co 1-y-z O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Mn 2 etc. -y M y O 4 (provided that, in the above lithium composite oxide, M is at least one metal element selected Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, from the group consisting of Al and Cr And 0 ≦ x ≦ 1.1, 0 <y <1.0, and 2.0 ≦ z ≦ 2.2. These may be used alone or in combination of two types. You may use the above together.
正極合剤層には、上記の正極活物質と共に、バインダおよび導電助剤を使用する。バインダとしては、負極に使用可能なものとして例示した上記の各種バインダを用いることができる。また、導電助剤も、負極に使用可能なものとして例示した上記の各種導電助剤を用いることができる。 In the positive electrode mixture layer, a binder and a conductive additive are used together with the positive electrode active material. As the binder, the above-described various binders exemplified as those usable for the negative electrode can be used. Also, as the conductive auxiliary agent, the various conductive auxiliary agents exemplified as those usable for the negative electrode can be used.
正極を製造するにあたっては、正極活物質、バインダ、および導電助剤などを溶剤に分散させて正極合剤含有組成物(ペースト、スラリーなど)を調製し(バインダについては、溶剤に溶解していてもよい)、上記組成物を支持体に塗布して乾燥し、プレス処理を施す方法が採用できる。正極合剤含有組成物に用いる溶剤としては、NMP、DMFなどが挙げられる。なお、正極の製造方法は、上記の方法に限定される訳ではなく、他の製造方法を採用してもよい。 In producing a positive electrode, a positive electrode active material, a binder, a conductive additive, etc. are dispersed in a solvent to prepare a positive electrode mixture-containing composition (paste, slurry, etc.) (the binder is dissolved in the solvent. Alternatively, it is possible to employ a method in which the composition is applied to a support, dried and subjected to a press treatment. Examples of the solvent used for the positive electrode mixture-containing composition include NMP and DMF. In addition, the manufacturing method of a positive electrode is not necessarily limited to said method, You may employ | adopt another manufacturing method.
正極合剤含有組成物を支持体に塗布した後の乾燥の際の条件は、例えば、60〜120℃で2〜4時間とすることが好ましい。また、乾燥後のプレス処理の際の条件は、例えば、1〜10ton/cm2とすることが好ましい。 The drying condition after applying the positive electrode mixture-containing composition to the support is preferably, for example, 60 to 120 ° C. for 2 to 4 hours. Moreover, it is preferable that the conditions in the case of the press process after drying shall be 1-10 ton / cm < 2 >, for example.
正極合剤層の厚み(片面あたりの厚み)は、例えば40〜100μmとすることが好ましい。 The thickness of the positive electrode mixture layer (thickness per one side) is preferably 40 to 100 μm, for example.
正極合剤層における正極活物質の含有量は、80質量%以上、より好ましくは85質量%以上であって、95質量%以下、より好ましくは90質量%以下であることが望ましい。また、正極合剤層におけるバインダの含有量は、1質量%以上、より好ましくは3質量%以上であって、15質量%以下、より好ましくは10質量%以下であることが望ましい。更に、正極合剤層における導電助剤の含有量は、1質量%以上、より好ましくは2質量%以上であって、10質量%以下、より好ましくは5質量%以下であることが望ましい。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less. Further, the binder content in the positive electrode mixture layer is 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. Furthermore, the content of the conductive additive in the positive electrode mixture layer is 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
本発明の非水系二次電池では、負極および正極以外の構成要素や構造については、特に制限はなく、従来公知の非水系二次電池で適用されている各種構成要素および構造を採用することができる。 In the nonaqueous secondary battery of the present invention, there are no particular limitations on the components and structures other than the negative electrode and the positive electrode, and various components and structures that are applied in conventionally known nonaqueous secondary batteries may be adopted. it can.
セパレータとしては、強度が十分で且つ電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、厚さが10〜50μmで開口率が30〜70%の、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。 As the separator, it is preferable that the separator has sufficient strength and can hold a large amount of the electrolytic solution. From such a viewpoint, a polyethylene, polypropylene, or ethylene-propylene copolymer having a thickness of 10 to 50 μm and an aperture ratio of 30 to 70% is used. A microporous film or a nonwoven fabric containing a polymer is preferable.
本発明の非水系二次電池は、上記正極と、上記負極とを、上記セパレータを介して重ね合わせて積層電極体としたり、更にこの積層電極体を巻回した巻回電極体とし、これら電極体を、非水電解液などと共に電池の外装体(電池缶、金属ラミネートフィルム外装体など)内に封入して構成することが好ましい。 The non-aqueous secondary battery of the present invention is a laminated electrode body obtained by superposing the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween, or a wound electrode body in which the laminated electrode body is wound. It is preferable that the body is enclosed in a battery outer body (battery can, metal laminate film outer body, etc.) together with a non-aqueous electrolyte.
非水電解液(以下、単に「電解液」という)しては、下記の溶媒中に下記の無機イオン塩を溶解させることによって調製したものが使用できる。 As the nonaqueous electrolytic solution (hereinafter simply referred to as “electrolytic solution”), a solution prepared by dissolving the following inorganic ion salt in the following solvent can be used.
溶媒としては,例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート(MEC)、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロトン性有機溶媒を、1種または2種以上用いることができる。 Examples of the solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate (MEC), γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl- Aprotic organic solutions such as 2-oxazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, diethyl ether, 1,3-propane sultone And it can be used alone or in combination.
無機イオン塩としては,Li塩、例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、低級脂肪族カルボン酸Li、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiI、クロロボランLi、四フェニルホウ酸Liなどを、1種または2種以上用いることができる。
As the inorganic ion salt, Li salt, for example, LiClO 4, LiBF 4, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6,
上記溶媒中に上記無機イオン塩が溶解された電解液の中でも、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルカーボネートおよびメチルエチルカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種と、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートとを含む溶媒に、LiClO4、LiBF4、LiPF6、およびLiCF3SO3よりなる群から選ばれる少なくとも1種の無機イオン塩を溶解した電解液が好ましい。電解液中の無機イオン塩の濃度は、例えば、0.2〜3.0mol/dm3が適当である。 Among the electrolytic solutions in which the inorganic ion salt is dissolved in the solvent, a solvent containing at least one selected from the group consisting of 1,2-dimethoxyethane, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate, and ethylene carbonate or propylene carbonate In addition, an electrolytic solution in which at least one inorganic ion salt selected from the group consisting of LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , and LiCF 3 SO 3 is dissolved is preferable. An appropriate concentration of the inorganic ion salt in the electrolytic solution is, for example, 0.2 to 3.0 mol / dm 3 .
また、本発明の非水系二次電池では、その形状などについても特に制限はない。例えば、コイン形、ボタン形、シート形、積層形、円筒形、扁平形、角形、電気自動車などに用いる大型のものなど、いずれであってもよい。 Moreover, in the non-aqueous secondary battery of this invention, there is no restriction | limiting in particular also about the shape. For example, any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a laminated shape, a cylindrical shape, a flat shape, a square shape, a large size used for an electric vehicle, etc. may be used.
本発明の非水系二次電池は、高容量で長寿命であることから、その特性を生かして、小型で多機能な携帯機器の電源を始めとして、従来公知の非水系二次電池が適用されている各種用途に好ましく用いることができる。 Since the non-aqueous secondary battery of the present invention has a high capacity and a long life, conventionally known non-aqueous secondary batteries are applied, including power supplies for small and multifunctional portable devices, taking advantage of its characteristics. It can be preferably used for various applications.
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは、全て本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and all modifications made without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.
実施例1
厚みが20μmの電解銅に、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が30%となるように形成して、負極の支持体とした。
Example 1
A through hole having a diameter of 0.3 mm was formed in electrolytic copper having a thickness of 20 μm so as to have a hole area ratio of 30%, thereby providing a negative electrode support.
また、厚みが20μmのアルミニウムに、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が30%となるように形成して、正極の支持体とした。なお、上記の負極の支持体および正極の支持体の一部の平面模式図を図1に示す。図1中、10は正極または負極の支持体、11は貫通孔である。 Further, a through hole having a diameter of 0.3 mm was formed in aluminum having a thickness of 20 μm so as to have a hole area ratio of 30%, thereby forming a positive electrode support. FIG. 1 shows a schematic plan view of a part of the negative electrode support and the positive electrode support. In FIG. 1, 10 is a positive or negative electrode support, and 11 is a through hole.
負極の支持体および正極の支持体について、15mm幅の試料を作製し、速度10cm/minで引張試験を行った。負極の支持体の引張強度は7.5N(7.5N/15mm幅)、正極の支持体の引張強度は8.5N(8.5N/15mm幅)であった。
About the support body of a negative electrode, and the support body of a positive electrode, the sample of 15 mm width was produced and the tension test was done at speed |
<負極の作製>
負極活物質には、Liと合金化し得る元素の酸化物であるSiO(平均粒径1μm)と、Liイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子であるMCMB(平均粒径5μm)とを用いた。SiOとMCMBとを70:30の質量割合で用い、更にアセチレンブラックを添加して乾式混合した。この混合粉末に、PVDFを溶解させたNMPを均一に分散させて、負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを、上記の負極の支持体の両面に塗布し、100℃で1時間乾燥させた後、厚みが75μmになるまでプレスを行って負極シートを得た。
<Production of negative electrode>
As the negative electrode active material, SiO (average particle size: 1 μm), which is an oxide of an element that can be alloyed with Li, and MCMB (average particle size: 5 μm), which is carbon particles capable of occluding and releasing Li ions, were used. SiO and MCMB were used in a mass ratio of 70:30, and acetylene black was further added and dry mixed. In this mixed powder, NMP in which PVDF was dissolved was uniformly dispersed to prepare a negative electrode mixture-containing paste. This negative electrode mixture-containing paste was applied to both surfaces of the negative electrode support, dried at 100 ° C. for 1 hour, and then pressed until the thickness became 75 μm to obtain a negative electrode sheet.
得られた負極シートの負極合剤層中の組成は、(SiO+MCMB):アセチレンブラック:PVDF=93:3:4(質量比)であり、負極合剤層の密度は、1.5g/cm3であった。 The composition of the obtained negative electrode sheet in the negative electrode mixture layer was (SiO + MCMB): acetylene black: PVDF = 93: 3: 4 (mass ratio), and the density of the negative electrode mixture layer was 1.5 g / cm 3. Met.
<正極の作製>
層状系リチウムコバルト酸化物であるLi1.01CoO2(正極活物質、比表面積1.7m2/g)と、導電助剤であるアセチレンブラックとを乾式混合した。この混合物に、PVDFを溶解させたNMPを均一に分散させて、正極合剤含有ペーストを調製した。この正極合剤含有ペーストを、上記の正極の支持体の両面に塗布し、乾燥させた後、厚みが180μmになるまでプレスを行って正極シートを得た。
<Preparation of positive electrode>
Li 1.01 CoO 2 (positive electrode active material, specific surface area 1.7 m 2 / g), which is a layered lithium cobalt oxide, and acetylene black, which is a conductive auxiliary agent, were dry mixed. In this mixture, NMP in which PVDF was dissolved was uniformly dispersed to prepare a positive electrode mixture-containing paste. This positive electrode mixture-containing paste was applied to both surfaces of the positive electrode support and dried, and then pressed until the thickness reached 180 μm to obtain a positive electrode sheet.
得られた正極シートの正極合剤層中の組成は、Li1.01CoO2:アセチレンブラック:PVDF=92:4:4(質量比)であり、正極合剤層の密度は、4.1g/cm3であった。 The composition of the obtained positive electrode sheet in the positive electrode mixture layer was Li 1.01 CoO 2 : acetylene black: PVDF = 92: 4: 4 (mass ratio), and the density of the positive electrode mixture layer was 4.1 g. / Cm 3 .
<電池の組み立て>
上記の負極シート(42mm幅、429mm長さ)の最外周部分にNiリボンを取り付け、正極シート(40mm幅、406mm長さ)の最内周部分にAlリボンを取り付け、これらを、セパレータ(44mm幅、870mm長さ)を介して対峙させて巻回し、12.0mmφの巻回電極体を作製した。この巻回電極体を電池缶に入れ、更に電解液を注入した後、電池缶の開口部を封口して、図2に示すような14500形(径14mm、高さ50mm)の筒形の非水系二次電池を作製した。なお、セパレータには、ポリエチレン製の微孔性フィルムからなるものを用い、電解液には、ECとMECとの混合溶媒(容積比1:1)に、LiPF6を1mol/dm3の濃度で溶解させたものを使用した。
<Battery assembly>
A Ni ribbon is attached to the outermost peripheral portion of the negative electrode sheet (42 mm width, 429 mm length), an Al ribbon is attached to the innermost peripheral portion of the positive electrode sheet (40 mm width, 406 mm length), and these are separated into separators (44 mm width). , 870 mm long), and wound to make a 12.0 mmφ wound electrode body. After putting this wound electrode body into a battery can and injecting an electrolytic solution, the opening of the battery can is sealed to form a non-cylindrical 14500 type (diameter 14 mm, height 50 mm) as shown in FIG. An aqueous secondary battery was produced. The separator is made of a polyethylene microporous film, and the electrolyte is a mixed solvent of EC and MEC (volume ratio 1: 1) and LiPF 6 at a concentration of 1 mol / dm 3 . What was dissolved was used.
ここで、図2に示した非水系二次電池について説明すると、101は正極(正極シート)、102は負極(負極シート)である。ただし、図2においては、煩雑化を避けるため、正極101や負極102の作製にあたり使用した金属支持体である金属箔などは図示していない。103はセパレータであり、正極101と負極102はこのセパレータ103を介して渦巻状に巻回され、巻回構造の電極体として電解液104と共に電池缶105内に収容されている。
Here, the nonaqueous secondary battery shown in FIG. 2 will be described. 101 is a positive electrode (positive electrode sheet), and 102 is a negative electrode (negative electrode sheet). However, in FIG. 2, in order to avoid complication, a metal foil or the like that is a metal support used for manufacturing the
電池缶105は鉄製で表面にニッケルメッキが施されていて、その底部には上記巻回構造の電極体の挿入に先立って、ポリプロピレンからなる絶縁体106が配置されている。封口板107は、アルミニウム製で円板状をしていて、その中央部に薄肉部107aが設けられ、かつ上記薄肉部107aの周囲に電池内圧を防爆弁109に作用させるための圧力導入口107bとしての孔が設けられている。そして、この薄肉部107aの上面に防爆弁109の突出部109aが溶接され、溶接部分111を構成している。なお、上記の封口板107に設けた薄肉部107aや防爆弁109の突出部109aなどは、図面上での理解がしやすいように、切断面のみを図示しており、切断面後方の輪郭線は図示を省略している。また、封口板107の薄肉部107aと防爆弁109の突出部109aとの溶接部分111も、図面上での理解が容易なように、実際よりは誇張した状態に図示している。
The battery can 105 is made of iron and nickel-plated on the surface, and an
端子板108は、圧延鋼製で表面にニッケルメッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしており、この端子板108にはガス排出口108aが設けられる。防爆弁109は、アルミニウム製で円板状をしており、その中央部には発電要素側(図2では、下側)に先端部を有する突出部109aが設けられ、かつ薄肉部109bが設けられ、上記突出部109aの下面が、上記のように、封口板107の薄肉部107aの上面に溶接され、溶接部分111を構成している。絶縁パッキング110は、ポリプロピレン製で環状をしており、封口板107の周縁部の上部に配置され、その上部に防爆弁109が配置していて、封口板107と防爆弁109とを絶縁するとともに、両者の間から電解液が漏れないように両者に間隙を封止している。環状ガスケット112はポリプロピレン製で、リード体113はAl製で、上記封口板107と正極101とを接続し、巻回構造の電極体の上部には絶縁体114が配置され、負極102と電池缶105の底部とはNi製のリード体115で接続されている。
The
図2の電池においては、封口板107の薄肉部107aと防爆弁109の突出部109aとが溶接部分111で接触し、防爆弁109の周縁部と端子板108の周縁部とが接触し、正極101と封口板107とは正極側のリード体113で接続されているので、通常の状態では、正極101と端子板108とはリード体113、封口板107、防爆弁109およびそれらの溶接部分111によって電気的接続が得られ、電路として正常に機能する。
In the battery of FIG. 2, the thin-
そして、電池が高温に曝されたり、過充電によって発熱するなど、電池に異常事態が起こり、電池内部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、その内圧上昇により、防爆弁109の中央部が内圧方向(図2では、上側の方向)に変形し、それに伴って溶接部分111で一体化されてなる封口板107の薄肉部107aに剪断力が働いて該薄肉部107aが破断するか、または防爆弁109の突出部109aと封口板107の薄肉部107aとの溶接部分111が剥離した後、この防爆弁109に設けられている薄肉部109bが開裂してガスを端子板108のガス排出口108aから電池外部に排出させて電池の破裂を防止することができるように設計されている。
When an abnormal situation occurs in the battery, such as when the battery is exposed to a high temperature or generates heat due to overcharging, and the internal pressure of the battery increases due to the generation of gas inside the battery, the explosion-
実施例2
負極の支持体を、厚みが30μmの電解銅に、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が50%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例1と同様にして測定した負極の支持体の引張強度は7.3N(7.3N/15mm幅)であり、負極合剤層の密度は1.45g/cm3であった。
Example 2
Cylindrical shape as in Example 1, except that the negative electrode support was changed to electrolytic copper having a thickness of 30 μm and through-holes of 0.3 mmφ were formed so that the open area ratio was 50%. A non-aqueous secondary battery was prepared. The tensile strength of the negative electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 7.3 N (7.3 N / 15 mm width), and the density of the negative electrode mixture layer was 1.45 g / cm 3 .
実施例3
負極の支持体を、厚みが40μmの電解銅に、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が70%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例1と同様にして測定した負極の支持体の引張強度は7.4N(7.4N/15mm幅)であり、負極合剤層の密度は1.43g/cm3であった。
Example 3
A cylindrical shape was obtained in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode support was changed to electrolytic copper having a thickness of 40 μm and through-holes of 0.3 mmφ were formed so that the open area ratio was 70%. A non-aqueous secondary battery was prepared. The tensile strength of the negative electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 7.4 N (7.4 N / 15 mm width), and the density of the negative electrode mixture layer was 1.43 g / cm 3 .
実施例4
正極の支持体を、厚みが30μmのアルミニウムに、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が50%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例1と同様にして測定した正極の支持体の引張強度は8.3N(8.3N/15mm幅)であり、正極合剤層の密度は4.0g/cm3であった。
Example 4
A cylindrical support was made in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode support was changed to aluminum having a thickness of 30 μm and a through hole having a diameter of 0.3 mm formed so as to have a hole area ratio of 50%. A non-aqueous secondary battery was produced. The tensile strength of the support for the positive electrode measured in the same manner as in Example 1 was 8.3 N (8.3 N / 15 mm width), and the density of the positive electrode mixture layer was 4.0 g / cm 3 .
実施例5
正極の支持体を、厚みが40μmのアルミニウムに、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が70%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例1と同様にして測定した正極の支持体の引張強度は8.0N(8.0N/15mm幅)であり、正極合剤層の密度は4.0g/cm3であった。
Example 5
A cylindrical support was made in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode support was changed to aluminum having a thickness of 40 μm and a through hole having a diameter of 0.3 mm formed to have a hole area ratio of 70%. A non-aqueous secondary battery was produced. The tensile strength of the positive electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 8.0 N (8.0 N / 15 mm width), and the density of the positive electrode mixture layer was 4.0 g / cm 3 .
実施例6
負極活物質として、Liと合金を形成し得る元素であるSi(信越化学社製、平均粒径2μm)と、実施例1で用いたものと同じ炭素粒子とを、70:30の質量割合で使用した以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例6に係る負極の負極合剤層の密度は1.42g/cm3であった。
Example 6
As a negative electrode active material, Si (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., average particle diameter: 2 μm), which is an element capable of forming an alloy with Li, and the same carbon particles as used in Example 1 were used at a mass ratio of 70:30. A cylindrical non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that it was used. The density of the negative electrode mixture layer of the negative electrode according to Example 6 was 1.42 g / cm 3 .
実施例7
正極活物質として、層状系リチウムマンガン酸化物であるLi1.02Ni0.3Co0.29Mn0.3O2(比表面積1.75m2/g)を用いた以外は、実施例1と同様にして筒形の非水系二次電池を作製した。実施例7に係る正極の正極合剤層の密度は4.0g/cm3であった。
Example 7
Example 1 except that Li 1.02 Ni 0.3 Co 0.29 Mn 0.3 O 2 (specific surface area 1.75 m 2 / g), which is a layered lithium manganese oxide, was used as the positive electrode active material. A cylindrical non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as described above. The density of the positive electrode mixture layer of the positive electrode according to Example 7 was 4.0 g / cm 3 .
比較例1
負極の支持体を、厚みが20μmの電解銅に、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が50%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして負極シートを作製した。実施例1と同様にして測定した負極の支持体の引張強度は、4.6N(4.6N/15mm幅)であり、負極合剤層の密度は1.43g/cm3であった。
Comparative Example 1
The negative electrode sheet was changed in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode support was changed to electrolytic copper having a thickness of 20 μm and through holes of 0.3 mmφ were formed so that the open area ratio was 50%. Was made. The tensile strength of the negative electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 4.6 N (4.6 N / 15 mm width), and the density of the negative electrode mixture layer was 1.43 g / cm 3 .
上記の負極シートを用いた以外は、実施例1と同様にして12.0mmφの巻回電極体を作製しようとしたが、巻回時に負極が破断して巻回電極体を作製できなかった。 An attempt was made to produce a 12.0 mmφ wound electrode body in the same manner as in Example 1 except that the above negative electrode sheet was used. However, the wound electrode body could not be produced because the negative electrode broke during winding.
比較例2
正極の支持体を、厚みが20μmのアルミニウムに、0.3mmφの貫通孔を、開孔率が50%となるように形成したものに変更した以外は、実施例1と同様にして正極シートを作製した。実施例1と同様にして測定した正極の支持体の引張強度は、4.2N(4.2N/15mm幅)であり、負極合剤層の密度は4.2g/cm3であった。
Comparative Example 2
A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode support was changed to aluminum having a thickness of 20 μm and through-holes of 0.3 mmφ were formed so that the open area ratio was 50%. Produced. The tensile strength of the positive electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 4.2 N (4.2 N / 15 mm width), and the density of the negative electrode mixture layer was 4.2 g / cm 3 .
上記の正極シートを用いた以外は、実施例1と同様にして12.0mmφの巻回電極体を作製しようとしたが、巻回時に正極が破断して巻回電極体を作製できなかった。 An attempt was made to produce a 12.0 mmφ wound electrode body in the same manner as in Example 1 except that the above positive electrode sheet was used. However, the wound electrode body could not be produced because the positive electrode broke during winding.
比較例3
負極の支持体に、貫通孔を持たない電解銅箔(厚み15μm)を用い、負極合剤層中の組成を、(SiO+MCMB):アセチレンブラック:PVDF=85:5:10(質量比)とした以外は、実施例1と同様にして負極シートを作製した。実施例1と同様にして測定した負極の支持体の引張強度は15N(15N/15mm幅)であり、負極合剤層の密度は1.3g/cm3であった。
Comparative Example 3
An electrolytic copper foil (thickness 15 μm) having no through holes was used as the negative electrode support, and the composition in the negative electrode mixture layer was (SiO + MCMB): acetylene black: PVDF = 85: 5: 10 (mass ratio). A negative electrode sheet was produced in the same manner as Example 1 except for the above. The tensile strength of the negative electrode support measured in the same manner as in Example 1 was 15 N (15 N / 15 mm width), and the density of the negative electrode mixture layer was 1.3 g / cm 3 .
また、正極の支持体に、貫通孔を持たないアルミニウム箔(厚み15μm)を用い、正極合剤層中の組成を、Li1.01CoO2:アセチレンブラック:PVDF=89:5:6(質量比)とした以外は、実施例1と同様にして正極シートを作製した。正極合剤層の密度は3.4g/cm3であった。 Further, an aluminum foil (thickness: 15 μm) having no through-hole was used as the positive electrode support, and the composition in the positive electrode mixture layer was Li 1.01 CoO 2 : acetylene black: PVDF = 89: 5: 6 (mass) A positive electrode sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the ratio was changed. The density of the positive electrode mixture layer was 3.4 g / cm 3 .
上記の負極と上記の正極を用いた以外は、実施例1と同様にして、筒形の非水系二次電池を作製した。 A cylindrical non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the above negative electrode and the above positive electrode were used.
実施例1〜7および比較例3の非水系二次電池について、下記の放電容量測定および充放電サイクル試験を行った。結果を表1に示す。 The non-aqueous secondary batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Example 3 were subjected to the following discharge capacity measurement and charge / discharge cycle test. The results are shown in Table 1.
<放電容量測定>
実施例1〜7および比較例3の電池を室温で24時間放置後、100mAの定電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計15時間行い、続いて100mAの定電流で2.5Vまで放電した(標準充放電)。この充放電を3サイクル行って、3サイクル目の放電容量を電池の放電容量とした。
<Discharge capacity measurement>
The batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Example 3 were allowed to stand at room temperature for 24 hours, charged to 4.2 V at a constant current of 100 mA, and then subjected to constant current and constant voltage charging by applying a constant voltage of 4.2 V for a total of 15 hours. Subsequently, it was discharged to 2.5 V with a constant current of 100 mA (standard charge / discharge). This charge / discharge was performed for 3 cycles, and the discharge capacity at the 3rd cycle was defined as the discharge capacity of the battery.
<充放電サイクル試験>
実施例1〜7および比較例3の電池について、1000mAの定電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計1.2時間行い、続いて1000mAの定電流で2.5Vまで放電する充放電を繰り返して行った。放電容量が初期(3サイクル目)の80%になった時点のサイクル数を求め、電池の寿命とした。
<Charge / discharge cycle test>
The batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Example 3 were charged to 4.2 V with a constant current of 1000 mA, followed by constant current and constant voltage charging for applying a constant voltage of 4.2 V for a total of 1.2 hours, Charging / discharging which discharged to 2.5V with a constant current of 1000 mA was repeated. The number of cycles at the time when the discharge capacity reached 80% of the initial (third cycle) was determined as the battery life.
表1から分かるように、実施例1〜7の非水系二次電池は、負極の支持体および正極の支持体に、貫通孔を有しない箔を用いた比較例3の電池に比べて、高容量で長寿命であり、高容量と長寿命を両立した非水系二次電池とすることができた。 As can be seen from Table 1, the non-aqueous secondary batteries of Examples 1 to 7 are higher than the battery of Comparative Example 3 in which the negative electrode support and the positive electrode support are made of a foil having no through holes. A non-aqueous secondary battery having a long capacity and a long life and having both a high capacity and a long life could be obtained.
10 支持体
11 貫通孔
101 正極
102 負極
103 セパレータ
104 非水電解液
105 電池缶
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Liと合金を形成し得る元素およびその化合物、並びにLiイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の活物質を含有する負極合剤層を支持体の両面に有する負極と、リチウム複合酸化物を含有する正極合剤層を支持体の両面に有する正極とを備えており、
上記負極の支持体および上記正極の支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有しており、かつ
上記負極の支持体は、圧延銅、無電解銅または銅合金で構成されており、厚みが20〜40μm、開孔率が30〜70%、引張強度が5〜30N/15mm幅であることを特徴とする非水系二次電池。 In a non-aqueous secondary battery capable of inserting and extracting Li ions,
A negative electrode having a negative electrode mixture layer containing at least one active material selected from the group consisting of an element capable of forming an alloy with Li and a compound thereof, and carbon particles capable of occluding and releasing Li ions on both sides of the support And a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide on both sides of the support,
The negative electrode support and the positive electrode support have a through-hole penetrating from one surface to the other, and the negative electrode support is made of rolled copper, electroless copper, or a copper alloy. A non-aqueous secondary battery having a thickness of 20 to 40 μm, an aperture ratio of 30 to 70%, and a tensile strength of 5 to 30 N / 15 mm.
Liと合金を形成し得る元素およびその化合物、並びにLiイオンを吸蔵放出可能な炭素粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の活物質を含有する負極合剤層を支持体の両面に有する負極と、リチウム複合酸化物を含有する正極合剤層を支持体の両面に有する正極とを備えており、
上記負極の支持体および上記正極の支持体が、一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有しており、かつ
上記正極の支持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されており、厚みが20〜40μm、開孔率が30〜70%、引張強度が5〜30N/15mm幅であることを特徴とする非水系二次電池。 In a non-aqueous secondary battery capable of inserting and extracting Li ions,
A negative electrode having a negative electrode mixture layer containing at least one active material selected from the group consisting of an element capable of forming an alloy with Li and a compound thereof, and carbon particles capable of occluding and releasing Li ions on both sides of the support And a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a lithium composite oxide on both sides of the support,
The negative electrode support and the positive electrode support have a through-hole penetrating from one surface to the other surface, and the positive electrode support is made of aluminum or an aluminum alloy and has a thickness. Is a non-aqueous secondary battery characterized by having a porosity of 30 to 70%, a tensile strength of 5 to 30 N / 15 mm width.
ただし、上記のリチウム複合酸化物において、Mは、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、AlおよびCrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦1.1、0<y<1.0、2.0≦z≦2.2である。
The lithium composite oxide contained in the positive electrode is Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co y Ni 1-y O 2 , Li x Co y M 1-y O 2 , Li x Ni 1-y M y O 2, Li x Mn y Ni z Co 1-y-z O 2, Li x Mn 2 O 4, and Li x Mn 2-y M y O 4 at least one selected from the group consisting of The non-aqueous secondary battery according to claim 1, which is a seed compound.
However, in the above lithium composite oxide, M is at least one metal element selected from the group consisting of Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, and Cr, and 0 ≦ x ≦ 1 0.1, 0 <y <1.0, 2.0 ≦ z ≦ 2.2.
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