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JP2011014254A - Manufacturing method of nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Manufacturing method of nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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JP2011014254A
JP2011014254A JP2009154830A JP2009154830A JP2011014254A JP 2011014254 A JP2011014254 A JP 2011014254A JP 2009154830 A JP2009154830 A JP 2009154830A JP 2009154830 A JP2009154830 A JP 2009154830A JP 2011014254 A JP2011014254 A JP 2011014254A
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lithium
mixture slurry
electrode mixture
electrolyte secondary
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Mitsuhiro Takeno
光弘 武野
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Panasonic Corp
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Abstract

【課題】正極活物質がリチウム含有ニッケル複合酸化物を含む場合でも、正極集電体の腐食を抑制することができる非水電解質二次電池の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、(i)正極活物質と、水と、リチウム塩とを含む正極合剤スラリーを調製する工程、および(ii)前記正極合剤スラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥して、正極を得る工程を含む。前記正極活物質は、リチウム含有ニッケル複合酸化物を含む。前記正極集電体は、アルミニウムを含むことが好ましい。
【選択図】なし
Provided is a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of suppressing corrosion of a positive electrode current collector even when a positive electrode active material contains a lithium-containing nickel composite oxide.
The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes (i) a step of preparing a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, water and a lithium salt, and (ii) the positive electrode mixture. The step of applying the agent slurry to the positive electrode current collector and drying to obtain the positive electrode is included. The positive electrode active material includes a lithium-containing nickel composite oxide. The positive electrode current collector preferably contains aluminum.
[Selection figure] None

Description

本発明は、非水電解質二次電池の製造方法に関し、特に非水電解質二次電池に用いられる正極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to a method for manufacturing a positive electrode used in a non-aqueous electrolyte secondary battery.

近年、非水電解質二次電池の分野においては、高電圧、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池の研究が盛んに行われている。例えば、市販されているリチウムイオン二次電池の大半には、高い充放電電圧を示すリチウム含有コバルト複合酸化物(例えば、LiCoO2)が正極活物質として用いられている。しかしながら、電池のさらなる高容量化に対する要望は強く、LiCoO2に代わるより高容量の正極活物質についての研究開発が盛んに行われている。中でも、ニッケルを主成分の1つとするリチウム含有ニッケル複合酸化物(例えば、LiNiO2)の研究が精力的に行われている。 In recent years, in the field of non-aqueous electrolyte secondary batteries, research on lithium ion secondary batteries having high voltage and high energy density has been actively conducted. For example, a lithium-containing cobalt composite oxide (for example, LiCoO 2 ) exhibiting a high charge / discharge voltage is used as the positive electrode active material in most of the commercially available lithium ion secondary batteries. However, there is a strong demand for higher capacity of the battery, and research and development has been actively conducted on a positive electrode active material having a higher capacity in place of LiCoO 2 . In particular, research on lithium-containing nickel composite oxide (for example, LiNiO 2 ) whose main component is nickel has been vigorously conducted.

前記のような正極活物質は、例えば、リチウム化合物と、Co、Ni等の遷移金属を含む化合物とを焼成することにより作製することができる。このとき、未反応のリチウム化合物が、例えば、水酸化リチウム(アルカリ成分)として、正極活物質中に残存することがある。   The positive electrode active material as described above can be produced, for example, by firing a lithium compound and a compound containing a transition metal such as Co or Ni. At this time, an unreacted lithium compound may remain in the positive electrode active material, for example, as lithium hydroxide (alkali component).

非水電解質二次電池に含まれる正極は、例えば、正極集電体と、その上に形成された正極活物質層とを含むことができる。このような正極は、例えば、正極活物質、結着剤、導電剤等を、水のような分散媒に分散させて、正極合剤スラリーを得、得られた正極合剤スラリーを正極集電体に塗布し、乾燥し、必要に応じて圧延することにより得ることができる。このため、特に正極合剤スラリーを調製するときの分散媒として水を用いる場合、正極活物質にアルカリ成分が残存していると、正極合剤スラリーのpHが9〜12程度に上昇する。pHが高い正極合剤スラリーを例えばアルミニウムからなる正極集電体に塗布すると、正極集電体が腐食して、正極集電体と正極活物質層との界面で水素ガスが発生し、正極活物質層が正極集電体から脱落したり、浮き上がったりすることがある。   The positive electrode included in the nonaqueous electrolyte secondary battery can include, for example, a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed thereon. Such a positive electrode includes, for example, a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, and the like dispersed in a dispersion medium such as water to obtain a positive electrode mixture slurry, and the obtained positive electrode mixture slurry is used as a positive electrode current collector. It can be obtained by applying to the body, drying and rolling if necessary. For this reason, especially when using water as a dispersion medium when preparing the positive electrode mixture slurry, the pH of the positive electrode mixture slurry rises to about 9 to 12 if an alkali component remains in the positive electrode active material. When a positive electrode mixture slurry having a high pH is applied to a positive electrode current collector made of, for example, aluminum, the positive electrode current collector is corroded, and hydrogen gas is generated at the interface between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer. The material layer may fall off or rise from the positive electrode current collector.

従来、このような問題を解決するために、正極合剤スラリーを調製する前に、正極活物質に含まれるアルカリ成分を、炭酸ガスのような中和ガスを用いて中和することが提案されている(特許文献1参照)。具体的には、特許文献1では、導電剤と正極活物質の混合粉体に、中和ガスを接触させている。正極活物質だけでなく、導電剤にも中和ガスを接触させることにより導電剤の表面に中和ガスが吸着されるため、正極活物質と中和ガスの接触時間および接触確率を高くできることが開示されている。   Conventionally, in order to solve such problems, it has been proposed to neutralize an alkali component contained in a positive electrode active material using a neutralizing gas such as carbon dioxide gas before preparing a positive electrode mixture slurry. (See Patent Document 1). Specifically, in Patent Document 1, a neutralized gas is brought into contact with a mixed powder of a conductive agent and a positive electrode active material. Since the neutralizing gas is adsorbed on the surface of the conductive agent by bringing the neutralizing gas into contact with not only the positive electrode active material but also the conductive agent, the contact time and the contact probability between the positive electrode active material and the neutralizing gas can be increased. It is disclosed.

特開2008−226515号公報JP 2008-226515 A

特にニッケル酸リチウムのようなリチウム含有ニッケル複合酸化物を正極活物質として用いる場合には、上記のような正極活物質にアルカリ成分が含まれるという問題だけでなく、前記リチウム含有ニッケル複合酸化物が正極合剤スラリー中の水により加水分解されて、水酸化リチウムが生成されるという問題も生じる。このため、リチウム含有ニッケル複合酸化物を水に分散させることにより合剤ペースを調製した場合、正極活物質に含まれるアルカリ成分を事前に除去したとしても、正極合剤スラリーのpHが上昇することがある。   In particular, when a lithium-containing nickel composite oxide such as lithium nickelate is used as the positive electrode active material, not only the problem that the positive electrode active material as described above contains an alkali component, but also the lithium-containing nickel composite oxide There is also a problem that lithium hydroxide is produced by hydrolysis with water in the positive electrode mixture slurry. For this reason, when the mixture pace is prepared by dispersing lithium-containing nickel composite oxide in water, the pH of the positive electrode mixture slurry is increased even if the alkali component contained in the positive electrode active material is removed in advance. There is.

そこで、本発明は、正極活物質がリチウム含有ニッケル複合酸化物を含む場合でも、正極集電体の腐食を抑制することができる非水電解質二次電池の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery that can suppress corrosion of a positive electrode current collector even when the positive electrode active material contains a lithium-containing nickel composite oxide. .

本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、
(i)正極活物質と、水と、リチウム塩とを含む正極合剤スラリーを調製する工程、および
(ii)前記正極合剤スラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥して、正極を得る工程
を含む。前記正極活物質は、リチウム含有ニッケル複合酸化物を含む。前記リチウム含有ニッケル複合酸化物は、六方晶の層状構造を有し、前記複合酸化物に含まれる金属元素に占めるNiの割合は、70モル%以上であることが好ましい。具体的には、前記リチウム含有ニッケル複合酸化物は、以下の一般式(1):
LiαNi1-xx2+d (1)
(式中、Mは、Co、Mn、Ti、およびAlよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦0.3、0≦d≦0.2、および0.99≦α≦1.04。)
で表されることがさらに好ましい。
The method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is as follows.
(I) a step of preparing a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, water, and a lithium salt; and (ii) applying the positive electrode mixture slurry to a positive electrode current collector and drying the positive electrode mixture slurry. A obtaining step. The positive electrode active material includes a lithium-containing nickel composite oxide. The lithium-containing nickel composite oxide has a hexagonal layered structure, and the proportion of Ni in the metal element contained in the composite oxide is preferably 70 mol% or more. Specifically, the lithium-containing nickel composite oxide has the following general formula (1):
LiαNi 1-x M x O 2 + d (1)
(Wherein M is at least one metal element selected from the group consisting of Co, Mn, Ti, and Al, and 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ d ≦ 0.2, and 0. 99 ≦ α ≦ 1.04.)
It is further preferred that

前記リチウム塩は、リチウムと強酸の共役塩基とからなる塩を含むことが好ましい。前記リチウム塩は、LiF、LiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、CH3COOLi、Li2SO4、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252およびLiNO3よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことがさらに好ましい。
前記工程(i)において、正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量は、正極合剤スラリーの0.1〜5重量%を占めることが好ましい。正極合剤スラリーのpHは、7.0〜12.1であることが好ましい。
The lithium salt preferably includes a salt composed of lithium and a conjugate base of a strong acid. The lithium salts include LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiPF 6 , CH 3 COOLi, Li 2 SO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiNO 3. More preferably, at least one selected from the group consisting of:
In the step (i), the amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry preferably occupies 0.1 to 5% by weight of the positive electrode mixture slurry. The pH of the positive electrode mixture slurry is preferably 7.0 to 12.1.

前記正極集電体は、アルミニウムを含むことが好ましい。   The positive electrode current collector preferably contains aluminum.

本発明の製造方法においては、正極合剤スラリーを調製するときに、正極活物質の水分散液に、リチウム塩を添加している。リチウム塩は、正極合剤スラリー中においてイオンに解離するため、正極合剤スラリーに、リチウムイオンを存在させることが可能となる。正極合剤スラリーにリチウムイオンが存在することにより、リチウムイオンの共通イオン効果により、リチウム含有ニッケル複合酸化物の加水分解が抑制されて、正極合剤スラリー中に水酸化リチウムが生成することを抑制することができる。よって、本発明により、正極合剤スラリー中における水酸化物イオン濃度の増加を抑制することができる。   In the production method of the present invention, a lithium salt is added to the aqueous dispersion of the positive electrode active material when preparing the positive electrode mixture slurry. Since the lithium salt dissociates into ions in the positive electrode mixture slurry, lithium ions can be present in the positive electrode mixture slurry. Due to the presence of lithium ions in the positive electrode mixture slurry, hydrolysis of the lithium-containing nickel composite oxide is suppressed due to the common ion effect of lithium ions, and generation of lithium hydroxide in the positive electrode mixture slurry is suppressed. can do. Therefore, according to the present invention, an increase in the hydroxide ion concentration in the positive electrode mixture slurry can be suppressed.

種々の正極集電体の中でも、アルミニウムを含む正極集電体はアルカリ環境下で腐食しやすい。このため、本発明は、アルミニウムを含む正極集電体を用いる場合に特に適している。   Among various positive electrode current collectors, a positive electrode current collector containing aluminum is easily corroded in an alkaline environment. For this reason, this invention is especially suitable when using the positive electrode electrical power collector containing aluminum.

本発明の製造方法で作製される非水電解質二次電池の一例を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows roughly an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery produced with the manufacturing method of this invention.

本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、
(i)正極活物質と、水と、リチウム塩とを含む正極合剤スラリーを調製する工程、および
(ii)前記正極合剤スラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥して、正極を得る工程
を含む。正極活物質は、リチウム含有ニッケル複合酸化物を含む。本発明においては、前記工程(i)に特徴がある。
The method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is as follows.
(I) a step of preparing a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, water, and a lithium salt; and (ii) applying the positive electrode mixture slurry to a positive electrode current collector and drying the positive electrode mixture slurry. A obtaining step. The positive electrode active material includes a lithium-containing nickel composite oxide. The present invention is characterized by the step (i).

工程(i)では、少なくとも正極活物質と水とリチウム塩とを混合して、正極合剤スラリーを調製する。上記のように、リチウム含有ニッケル複合酸化物を正極活物質として用いる場合、リチウム含有ニッケル複合酸化物が加水分解して、水酸化リチウムが生成される。例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)を例にすると、ニッケル酸リチウムの加水分解は、以下の式:
LiNiO2+H2O⇔HNiO2+LiOH (A)
で表される。式(A)の右辺に示されるように、LiNiO2の加水分解により、HNiO2とLiOHが生成する。なお、LiOHは、正極合剤スラリー中では、Li+とOH-とに解離している。
In the step (i), at least a positive electrode active material, water, and a lithium salt are mixed to prepare a positive electrode mixture slurry. As described above, when the lithium-containing nickel composite oxide is used as the positive electrode active material, the lithium-containing nickel composite oxide is hydrolyzed to produce lithium hydroxide. For example, taking lithium nickelate (LiNiO 2 ) as an example, the hydrolysis of lithium nickelate is represented by the following formula:
LiNiO 2 + H 2 O⇔HNiO 2 + LiOH (A)
It is represented by As shown on the right side of the formula (A), HNiO 2 and LiOH are generated by hydrolysis of LiNiO 2 . LiOH is dissociated into Li + and OH − in the positive electrode mixture slurry.

そこで、本発明においては、上記工程(i)において、正極合剤スラリーを調製するときに、正極活物質の水分散液に、リチウム塩を添加している。リチウム塩は、正極合剤スラリー中においてイオンに解離するため、正極合剤スラリーには、リチウムイオンが存在することとなる。正極合剤スラリーにリチウムイオンが存在することにより、式(A)の左辺側へ進行する反応が優勢となる。つまり、リチウムイオンの共通イオン効果により、リチウム含有ニッケル複合酸化物の加水分解が抑制される。よって、正極合剤スラリー中の水酸化物イオン濃度の増加を抑制することができ、その結果、正極作製時に正極集電体の腐食を抑制することができる。また、正極集電体の腐食を抑制することができるため、正極の製造時の歩留まりを向上させることができる。
さらに、正極合剤スラリーを調製する分散媒として、有機溶媒ではなく水を用いることができるため、電池製造時のVOC等の排出を低減することもできる。
Therefore, in the present invention, in preparing the positive electrode mixture slurry in the step (i), a lithium salt is added to the aqueous dispersion of the positive electrode active material. Since the lithium salt is dissociated into ions in the positive electrode mixture slurry, lithium ions are present in the positive electrode mixture slurry. Due to the presence of lithium ions in the positive electrode mixture slurry, the reaction that proceeds to the left side of the formula (A) becomes dominant. That is, hydrolysis of the lithium-containing nickel composite oxide is suppressed by the common ion effect of lithium ions. Therefore, an increase in the hydroxide ion concentration in the positive electrode mixture slurry can be suppressed, and as a result, corrosion of the positive electrode current collector can be suppressed during the production of the positive electrode. Moreover, since the corrosion of the positive electrode current collector can be suppressed, the yield at the time of manufacturing the positive electrode can be improved.
Further, since water can be used instead of an organic solvent as a dispersion medium for preparing the positive electrode mixture slurry, discharge of VOC and the like during battery production can be reduced.

なお、調製した正極合剤スラリーに、炭酸ガスをバブリングさせることも考えられるが、正極合剤スラリーの温度、正極合剤スラリーが置かれた雰囲気等に応じて、炭酸ガスの供給量を調節する必要があるために、正極合剤スラリーを調製する工程が煩雑化する。一方、本願発明では、正極合剤スラリーに、リチウム塩を添加するのみで、式(A)で示される平衡反応を制御している。よって、正極合剤スラリーのpHの上昇を、簡単な操作で抑制することができる。
さらに、正極合剤スラリーに炭酸ガスをバブリングした場合、炭酸リチウムが生じる。このような炭酸リチウムは、電池を高温保存したり、充放電サイクルを繰り返したりしたときに分解し、電池内で炭酸ガスが発生する。このように、電池内でガスが発生すると、電池内圧が上昇し、不具合が生じることもある。
Although it is conceivable that carbon dioxide gas is bubbled into the prepared positive electrode mixture slurry, the supply amount of carbon dioxide gas is adjusted according to the temperature of the positive electrode mixture slurry, the atmosphere in which the positive electrode mixture slurry is placed, and the like. Since it is necessary, the process of preparing the positive electrode mixture slurry becomes complicated. On the other hand, in the present invention, the equilibrium reaction represented by the formula (A) is controlled only by adding a lithium salt to the positive electrode mixture slurry. Therefore, an increase in pH of the positive electrode mixture slurry can be suppressed by a simple operation.
Furthermore, when carbon dioxide gas is bubbled through the positive electrode mixture slurry, lithium carbonate is generated. Such lithium carbonate is decomposed when the battery is stored at a high temperature or a charge / discharge cycle is repeated, and carbon dioxide gas is generated in the battery. As described above, when gas is generated in the battery, the internal pressure of the battery rises and a problem may occur.

正極活物質としては、以下の一般式(1):
LiαNi1-xx2+d (1)
(式中、Mは、Co、Mn、Ti、およびAlよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦0.3、0≦d≦0.2、および0.99≦α≦1.04。)
で表されるリチウム含有ニッケル複合酸化物を用いることが好ましい。前記複合酸化物はNiの含有量が多いため、高容量であるが、前記複合酸化物とスラリー調製時の分散媒である水との反応性は、ニッケルの含有量が高い場合に顕著に高くなる。しかしながら、このような複合酸化物を用いる場合でも、本発明により、前記複合酸化物の加水分解を顕著に抑制することが可能となる。
さらに、前記複合酸化物に含まれるニッケルの一部をNi以外の金属元素で置換した場合には、前記複合酸化物の結晶構造の変化を低減することが可能になる。その結果、前記複合酸化物の充放電サイクル寿命を向上させることができる。
As the positive electrode active material, the following general formula (1):
LiαNi 1-x M x O 2 + d (1)
(Wherein M is at least one metal element selected from the group consisting of Co, Mn, Ti, and Al, and 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ d ≦ 0.2, and 0. 99 ≦ α ≦ 1.04.)
It is preferable to use a lithium-containing nickel composite oxide represented by Since the composite oxide has a high Ni content, it has a high capacity, but the reactivity between the composite oxide and water as a dispersion medium during slurry preparation is significantly high when the nickel content is high. Become. However, even when such a complex oxide is used, hydrolysis of the complex oxide can be remarkably suppressed according to the present invention.
Furthermore, when a part of nickel contained in the composite oxide is replaced with a metal element other than Ni, it is possible to reduce the change in the crystal structure of the composite oxide. As a result, the charge / discharge cycle life of the composite oxide can be improved.

なお、元素Mのモル比xは、0≦x≦0.1であることがさらに好ましい。これにより、本発明の効果を顕著に得ることができる。   The molar ratio x of the element M is more preferably 0 ≦ x ≦ 0.1. Thereby, the effect of this invention can be acquired notably.

前記リチウム塩は、リチウムと強酸の共役塩基とからなる塩を含むことが好ましい。このような塩は、解離定数が大きく、よって、水を分散媒として含む正極合剤スラリー中に、リチウムイオンを安定に存在させることができる。本発明において、強酸とは、水中でのpKa(−log10Ka;Kaは酸解離定数)が5以下である酸のことをいう。 The lithium salt preferably includes a salt composed of lithium and a conjugate base of a strong acid. Such a salt has a large dissociation constant. Therefore, lithium ions can be stably present in the positive electrode mixture slurry containing water as a dispersion medium. In the present invention, a strong acid refers to an acid having a pKa (-log 10 Ka; Ka is an acid dissociation constant) in water of 5 or less.

前記リチウムと強酸の共役塩基とからなる塩としては、LiF、LiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、CH3COOLi、Li2SO4、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252およびLiNO3が挙げられる。前記リチウム塩は、前記塩の少なくとも1種を含むことが好ましい。 Examples of the salt composed of lithium and a strong acid conjugate base include LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiPF 6 , CH 3 COOLi, Li 2 SO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiNO 3 . The lithium salt preferably includes at least one of the salts.

正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量は、正極合剤スラリーの0.1〜5重量%を占めることが好ましい。リチウム塩の量が0.1重量%よりも少ないと、正極合剤スラリー中に存在するリチウムイオンの量を十分に高めることができず、よって、正極合剤スラリーのpHが上昇するのを十分に抑制できないことがある。
リチウム塩の量が5重量%よりも多いと、正極合剤中でのリチウム塩の存在による電極単位体積あたりの容量の低下が無視できなくなることがある。
The amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry preferably occupies 0.1 to 5% by weight of the positive electrode mixture slurry. If the amount of the lithium salt is less than 0.1% by weight, the amount of lithium ions present in the positive electrode mixture slurry cannot be sufficiently increased, and thus the pH of the positive electrode mixture slurry is sufficiently increased. May not be suppressed.
When the amount of the lithium salt is more than 5% by weight, a decrease in capacity per unit electrode volume due to the presence of the lithium salt in the positive electrode mixture may not be negligible.

正極合剤スラリーにおけるリチウム含有ニッケル複合酸化物と、リチウム塩との重量比は、99.9:0.1〜95.0:5.0であることが好ましい。リチウム含有ニッケル複合酸化物のモル数と、リチウム塩に含まれるリチウムのモル数との比は、1:0.1〜1:0.0001であることが好ましい。   The weight ratio between the lithium-containing nickel composite oxide and the lithium salt in the positive electrode mixture slurry is preferably 99.9: 0.1 to 95.0: 5.0. The ratio between the number of moles of the lithium-containing nickel composite oxide and the number of moles of lithium contained in the lithium salt is preferably 1: 0.1 to 1: 0.0001.

リチウム塩を添加した後の正極合剤スラリーのpHは、7.0〜12.1であることが好ましい。正極合剤スラリーのpHが12.1よりも大きい場合には、特にアルミニウム箔からなる集電体の腐食が無視できなくなり、電極の作製後に、正極合剤の脱落が頻発することがある。正極合剤スラリーのpHが7.0よりも小さい場合にも、同様に、特にアルミニウム箔からなる集電体の腐食が発生し、電極の作製後に正極合剤の脱落が発生することがある。   The pH of the positive electrode mixture slurry after adding the lithium salt is preferably 7.0 to 12.1. When the pH of the positive electrode mixture slurry is higher than 12.1, corrosion of the current collector made of aluminum foil cannot be ignored, and the positive electrode mixture may frequently fall off after the electrode is manufactured. Similarly, when the pH of the positive electrode mixture slurry is smaller than 7.0, corrosion of the current collector made of aluminum foil may occur, and the positive electrode mixture may fall off after the electrode is manufactured.

正極集電体を構成する材料としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。   As a material constituting the positive electrode current collector, a material known in the art can be used. Examples of such a material include stainless steel, aluminum, and titanium.

なかでも、本発明は、正極集電体がアルミニウムを含む場合に特に効果がある。上記のように、pHが高い正極合剤スラリーを、アルミニウムを含む正極集電体に塗布した場合、正極集電体が腐食することがある。しかしながら、本発明により、正極合剤スラリーのpHが上昇することを抑制することができる。よって、本発明により、アルミニウムを含む正極集電体に、正極合剤ペーストを塗布したときの正極集電体の腐食を抑制することができる。
アルミニウムを含む正極集電体としては、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔などが挙げられる。
Among these, the present invention is particularly effective when the positive electrode current collector contains aluminum. As described above, when the positive electrode mixture slurry having a high pH is applied to the positive electrode current collector containing aluminum, the positive electrode current collector may be corroded. However, according to the present invention, an increase in the pH of the positive electrode mixture slurry can be suppressed. Therefore, according to the present invention, corrosion of the positive electrode current collector when the positive electrode mixture paste is applied to the positive electrode current collector containing aluminum can be suppressed.
Examples of the positive electrode current collector containing aluminum include aluminum foil and aluminum alloy foil.

なお、正極集電体の厚さは、1〜500μmの範囲にあればよい。   In addition, the thickness of a positive electrode electrical power collector should just be in the range of 1-500 micrometers.

正極合剤スラリーは、正極活物質、水、およびリチウム塩のほかに、結着剤、導電剤等を含んでいてもよい。   The positive electrode mixture slurry may contain a binder, a conductive agent, and the like in addition to the positive electrode active material, water, and lithium salt.

正極に用いられる結着剤としては、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられる。   As a binder used for the positive electrode, sodium salt of carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer Etc.

正極に用いられる導電剤としては、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類、銅、ニッケル等の金属粉末類、ならびにポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料が挙げられる。   Conductive agents used for the positive electrode include natural graphite (such as flake graphite), graphite such as artificial graphite and expanded graphite, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black. , Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers, metal powders such as copper and nickel, and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives.

上記工程(ii)において、正極合剤スラリーが正極集電体に塗布され、乾燥されて、正極集電体上に、正極活物質層が形成される。正極合剤スラリーの塗布および乾燥は、当該分野で公知の方法を用いて行うことができる。   In the step (ii), the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector and dried to form a positive electrode active material layer on the positive electrode current collector. Application | coating and drying of a positive mix slurry can be performed using a well-known method in the said field | area.

正極合剤スラリーの正極集電体への塗布は、例えば、ドクターブレード法により行うことができる。
正極合剤スラリーの乾燥は、50〜130℃で行うことができる。
The application of the positive electrode mixture slurry to the positive electrode current collector can be performed by, for example, a doctor blade method.
Drying of the positive electrode mixture slurry can be performed at 50 to 130 ° C.

さらに、必要に応じて、正極活物質層を圧延して、正極活物質層が所定の密度を有するようにしてもよい。   Further, if necessary, the positive electrode active material layer may be rolled so that the positive electrode active material layer has a predetermined density.

正極活物質層の厚さは、作製される電池の種類、サイズにもよるが、正極集電体片面あたり、50〜130μmの範囲にあればよい。   The thickness of the positive electrode active material layer may be in the range of 50 to 130 μm per one surface of the positive electrode current collector, although it depends on the type and size of the battery to be produced.

本発明の非水電解質二次電池の製造方法では、さらに、
(iii)負極を作製する工程、
(iv)得られた正極と負極とを用いて、電極群を作製する工程、および
(v)得られた電極群を用いて、非水電解質二次電池を作製する工程
により、非水電解質二次電池を製造することができる。
In the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention,
(Iii) producing a negative electrode;
(Iv) a step of producing an electrode group using the obtained positive electrode and negative electrode, and (v) a step of producing a non-aqueous electrolyte secondary battery using the obtained electrode group. A secondary battery can be manufactured.

図1に、本発明の製造方法により作製される非水電解質二次電池の一例を示す。
図1の電池10は、電池ケース11、捲回型電極群12、非水電解質(図示せず)、および電池ケース11の開口部を封口する封口板20を含む。電極群12は、上記のようにして作製された正極13、負極14、および正極13と負極14との間に配置されるセパレータ15を含む。
FIG. 1 shows an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery produced by the production method of the present invention.
A battery 10 in FIG. 1 includes a battery case 11, a wound electrode group 12, a nonaqueous electrolyte (not shown), and a sealing plate 20 that seals an opening of the battery case 11. The electrode group 12 includes the positive electrode 13 and the negative electrode 14 produced as described above, and the separator 15 disposed between the positive electrode 13 and the negative electrode 14.

電極群12は、電池ケース11内に収容されている。電極群12の上部には、上部絶縁板16が配置され、電極群12の下部には、下部絶縁板17が配置されている。
正極13には、正極リード18の一端が接続されている。正極リード18の他端は、封口板20の下部に接続されている。負極14には、負極リード19の一端が接続されている。負極リード19の他端は、電池ケース11の内底面に接続されている。
The electrode group 12 is accommodated in the battery case 11. An upper insulating plate 16 is disposed above the electrode group 12, and a lower insulating plate 17 is disposed below the electrode group 12.
One end of a positive electrode lead 18 is connected to the positive electrode 13. The other end of the positive electrode lead 18 is connected to the lower part of the sealing plate 20. One end of a negative electrode lead 19 is connected to the negative electrode 14. The other end of the negative electrode lead 19 is connected to the inner bottom surface of the battery case 11.

電池ケース11の開口部は、電池ケース11の開口端部を、絶縁ガスケット21を介して、封口板20の周縁部にかしめつけることにより封口されている。   The opening of the battery case 11 is sealed by caulking the opening end of the battery case 11 to the peripheral edge of the sealing plate 20 via the insulating gasket 21.

以下、図1に示される非水電解質二次電池の作製方法を説明する。
上記工程(iii)では、負極14が作製される。負極14は、例えば、負極集電体に、負極合剤スラリーを塗布し、乾燥することにより得ることができる。
負極集電体を構成する材料としては、当該分野で公知の材料を含むことができる。このような材料としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼などを用いることができる。
負極集電体の厚さも、1〜500μmの範囲にあればよい。
Hereinafter, a method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 1 will be described.
In the step (iii), the negative electrode 14 is produced. The negative electrode 14 can be obtained, for example, by applying a negative electrode mixture slurry to a negative electrode current collector and drying it.
As a material which comprises a negative electrode collector, a well-known material can be included in the said field | area. As such a material, copper, nickel, stainless steel, or the like can be used.
The thickness of the negative electrode current collector may be in the range of 1 to 500 μm.

負極合剤スラリーは、例えば、負極活物質、分散媒、必要に応じて、導電剤、結着剤等を混合することにより調製することができる。
負極活物質としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などの黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、ケイ素単体、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素合金、スズ単体、スズ酸化物、スズ窒化物、スズ合金等が挙げられる。
負極に用いられる結着剤および導電剤としては、正極に用いられる結着剤および導電剤と同じ材料を用いることができる。
なお、負極合剤スラリーを調製するときに用いる分散媒は、負極活物質の種類、結着剤の種類等に応じて適宜選択される。前記分散媒としては、例えば、水、N−メチル−2−ピロリドンなどを用いることができる。
The negative electrode mixture slurry can be prepared, for example, by mixing a negative electrode active material, a dispersion medium, and, if necessary, a conductive agent and a binder.
As the negative electrode active material, materials known in the art can be used. Examples of such materials include graphites such as natural graphite (such as flake graphite), artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black, silicon Examples thereof include simple substances, silicon oxides, silicon nitrides, silicon alloys, tin simple substances, tin oxides, tin nitrides, and tin alloys.
As the binder and the conductive agent used for the negative electrode, the same materials as the binder and the conductive agent used for the positive electrode can be used.
In addition, the dispersion medium used when preparing the negative electrode mixture slurry is appropriately selected according to the type of the negative electrode active material, the type of the binder, and the like. As the dispersion medium, for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone, or the like can be used.

負極活物質層の厚さは、作製される電池の種類、サイズにもよるが、負極集電体片面あたり、50〜100μmの範囲にあればよい。   The thickness of the negative electrode active material layer may be in the range of 50 to 100 μm per one side of the negative electrode current collector, although it depends on the type and size of the battery to be produced.

工程(iv)において、正極13と、負極14、それらの間に配置されたセパレータ15とを、渦巻き状に捲回することにより、捲回型電極群12を得ることができる。   In the step (iv), the wound electrode group 12 can be obtained by winding the positive electrode 13, the negative electrode 14, and the separator 15 disposed therebetween in a spiral shape.

工程(v)において、得られた電極群12を用いて、非水電解質二次電池が作製される。具体的には、電極群12に含まれる正極13に、正極リード18の一端を接続し、負極14に負極リード19の一端を接続する。このとき、正極リード18は、電極群12の捲回軸方向の一方の端面から突出させ、負極リード19は、電極群12の捲回軸方向の他方の端面から突出させておく。
電極群12の上部に上部絶縁板16を配置し、下部に下部絶縁板17を配置した状態で、電極群12を電池ケース11内に収容する。なお、正極リード18の他端は封口板20の下部に接続し、負極リード19の他端は電池ケース11の内底面に接続しておく。
電池ケース11に非水電解質を注入し、次いで、封口板20の周縁部に、絶縁ガスケットを介して、電池ケース11の開口端部をかしめつけることにより、電池ケース11の開口部を封口する。このようにして、非水電解質二次電池10を作製することができる。
In the step (v), a non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured using the obtained electrode group 12. Specifically, one end of the positive electrode lead 18 is connected to the positive electrode 13 included in the electrode group 12, and one end of the negative electrode lead 19 is connected to the negative electrode 14. At this time, the positive electrode lead 18 protrudes from one end face of the electrode group 12 in the winding axis direction, and the negative electrode lead 19 protrudes from the other end face of the electrode group 12 in the winding axis direction.
The electrode group 12 is accommodated in the battery case 11 with the upper insulating plate 16 disposed above the electrode group 12 and the lower insulating plate 17 disposed below the electrode group 12. The other end of the positive electrode lead 18 is connected to the lower part of the sealing plate 20, and the other end of the negative electrode lead 19 is connected to the inner bottom surface of the battery case 11.
A nonaqueous electrolyte is injected into the battery case 11, and the opening end of the battery case 11 is then sealed by crimping the opening end of the battery case 11 to the peripheral edge of the sealing plate 20 via an insulating gasket. In this way, the nonaqueous electrolyte secondary battery 10 can be manufactured.

セパレータ15を構成する材料としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。このような材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはポリエチレンとポリプロピレンの混合物、またはエチレンとプロピレンとの共重合体が挙げられる。   As a material constituting the separator 15, a material known in the art can be used. Examples of such a material include polyethylene, polypropylene, a mixture of polyethylene and polypropylene, or a copolymer of ethylene and propylene.

非水電解質としては、例えば、非水溶媒およびそれに溶解した溶質を含むことができる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、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などを用いることができる。   Nonaqueous electrolytes can include, for example, nonaqueous solvents and solutes dissolved therein. As the non-aqueous solvent, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and the like can be used.

溶質としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiCl4、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、Li(CF2SO22、LiAsF6、LiN(CF3SO22、LiB10Cl10、イミド類などを用いることができる。 Examples of the solute include LiPF 6 , LiBF 4 , LiCl 4 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCl, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li (CF 2 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiB 10 Cl 10 , imides and the like can be used.

正極リード18の構成材料としては、金属アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。負極リード19の構成材料としては、ニッケル等が挙げられる。電池ケース11の構成材料は、当該分野で公知の材料から、製造される電池の種類により適宜選択される。   Examples of the constituent material of the positive electrode lead 18 include metal aluminum and aluminum alloy. Examples of the constituent material of the negative electrode lead 19 include nickel. The constituent material of the battery case 11 is appropriately selected from materials known in the art depending on the type of battery to be manufactured.

なお、本発明の製造方法で作製される電池は、図1に示されるような円筒型電池に限定されない。本発明の製造方法で作製される電池は、例えば、コイン型、シート型、または角型であってもよい。また、前記電池は、電気自動車等に用いる大型の電池であってもよい。さらに、本発明の製造方法で作製される電池に含まれる電極群は、捲回型であってもよいし、積層型であってもよい。   The battery manufactured by the manufacturing method of the present invention is not limited to the cylindrical battery as shown in FIG. The battery produced by the production method of the present invention may be, for example, a coin type, a sheet type, or a square type. The battery may be a large battery used for an electric vehicle or the like. Furthermore, the electrode group included in the battery produced by the production method of the present invention may be a wound type or a laminated type.

《実施例1》
以下のようにして、正極合剤スラリーを調製した。正極活物質としては、LiNi0.8Co0.22を用いた。リチウム塩としては、LiFを用いた。結着剤としては、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を用い、導電剤としては、アセチレンブラックを用いた。
Example 1
A positive electrode mixture slurry was prepared as follows. LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 was used as the positive electrode active material. LiF was used as the lithium salt. As the binder, sodium salt of carboxymethyl cellulose was used, and as the conductive agent, acetylene black was used.

正極活物質47重量部と、結着剤1重量部と、導電剤1重量部と、水50重量部と、リチウム塩1重量部とを混合して、正極合剤スラリーを調製した。リチウム塩の量は、正極合剤スラリーの1重量%とした。   A positive electrode mixture slurry was prepared by mixing 47 parts by weight of a positive electrode active material, 1 part by weight of a binder, 1 part by weight of a conductive agent, 50 parts by weight of water, and 1 part by weight of a lithium salt. The amount of the lithium salt was 1% by weight of the positive electrode mixture slurry.

《比較例1》
リチウム塩を添加しなかったこと以外、実施例1と同様にして、正極合剤スラリーを調製した。
<< Comparative Example 1 >>
A positive electrode mixture slurry was prepared in the same manner as in Example 1 except that no lithium salt was added.

実施例1で調製した正極合剤スラリーと、比較例1で調製したスラリーのpHを測定した。その結果、実施例1で調製した正極合剤スラリーのpHは、10.6であり、比較例1で調製した正極合剤スラリーのpHは、12.7であった。これらの結果から、正極活物質であるリチウム含有ニッケル複合酸化物を水に分散させた正極合剤スラリーにリチウム塩を添加することにより、正極合剤スラリーのpHが増加することを抑制できることがわかる。なお、前記LiF以外にも、正極合剤スラリー中でイオンに解離し、リチウムイオンを放出できるリチウム塩であれば、同様の結果が得られることを確認した。   The pH of the positive electrode mixture slurry prepared in Example 1 and the slurry prepared in Comparative Example 1 were measured. As a result, the pH of the positive electrode mixture slurry prepared in Example 1 was 10.6, and the pH of the positive electrode mixture slurry prepared in Comparative Example 1 was 12.7. From these results, it can be seen that the addition of a lithium salt to the positive electrode mixture slurry in which the lithium-containing nickel composite oxide, which is the positive electrode active material, is dispersed in water can suppress an increase in the pH of the positive electrode mixture slurry. . In addition to the LiF, it was confirmed that the same result was obtained as long as it was a lithium salt that can dissociate into ions in the positive electrode mixture slurry and release lithium ions.

《実施例2》
(電池1)
図1に示されるような電池を作製した。
実施例1で調製した正極合剤スラリーを、アルミニウム製の正極集電体(厚さ:20μm)の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、正極を作製した。正極の厚さは、140μmとした。
Example 2
(Battery 1)
A battery as shown in FIG. 1 was produced.
The positive electrode mixture slurry prepared in Example 1 was applied to both sides of an aluminum positive electrode current collector (thickness: 20 μm), dried and rolled to produce a positive electrode. The thickness of the positive electrode was 140 μm.

以下のようにして、負極を作製した。負極活物質としては、人造黒鉛(ティムカルジャパン製のKS−6)を用いた。結着剤としては、カルボキシメチルセルロースと、スチレンブタジエンラッテクスのエマルジョンを用いた。   A negative electrode was produced as follows. As the negative electrode active material, artificial graphite (KS-6 manufactured by Timcal Japan) was used. As the binder, an emulsion of carboxymethyl cellulose and styrene butadiene latex was used.

負極活物質48重量部と、結着剤であるカルボキシメチルセルロース1重量部およびスチレンブタジエンラテックスのエマルジョン1重量部と、分散媒である水を50重量部とを混合して、負極合剤スラリーを調製した。   A negative electrode mixture slurry is prepared by mixing 48 parts by weight of a negative electrode active material, 1 part by weight of carboxymethyl cellulose as a binder and 1 part by weight of an emulsion of styrene butadiene latex, and 50 parts by weight of water as a dispersion medium. did.

得られた負極合剤スラリーを、銅製の負極集電体(厚さ:10μm)の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、負極を得た。負極の厚さは、130μmとした。   The obtained negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a copper negative electrode current collector (thickness: 10 μm), dried and rolled to obtain a negative electrode. The thickness of the negative electrode was 130 μm.

上記のようにして得られた正極と負極とそれらの間に配置されたポリエチレン製セパレータ(厚さ:20μm)とを、渦巻状に捲回して、捲回型電極群を作製した。前記電極群の正極には、アルミニウム製正極リードの一端を接続し、負極には、ニッケル製負極リードの一端を接続しておいた。   The positive electrode and negative electrode obtained as described above and a polyethylene separator (thickness: 20 μm) disposed between them were wound in a spiral shape to produce a wound electrode group. One end of an aluminum positive electrode lead was connected to the positive electrode of the electrode group, and one end of a nickel negative electrode lead was connected to the negative electrode.

前記電極群を、上部に上部絶縁板を配置し、下部に下部絶縁板を配置した状態で、ニッケルメッキされた鉄製の電池ケース内に収容した。正極リードの他端は、封口板の底部に溶接し、負極リードの他端は電池ケースの内底面に溶接した。   The electrode group was accommodated in a nickel-plated iron battery case with an upper insulating plate disposed at the top and a lower insulating plate disposed at the bottom. The other end of the positive electrode lead was welded to the bottom of the sealing plate, and the other end of the negative electrode lead was welded to the inner bottom surface of the battery case.

電池ケース内に、非水電解質を注液し、次いで、電池ケースの開口端部を、ポリエチレン製絶縁ガスケットを介して、封口板の周縁部にかしめつけて、電池ケースを封口した。このようにして作製した非水電解質二次電池を、電池1とした。
非水電解質は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを1:3の体積比で含む混合溶媒に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.25mol/Lの濃度で溶解することにより調製した。作製した電池の公称容量は、正極活物質の重量を用いて計算したときに、2000mAh程度になるようにした。
A non-aqueous electrolyte was poured into the battery case, and then the battery case was sealed by caulking the opening end of the battery case to the peripheral edge of the sealing plate via a polyethylene insulating gasket. The nonaqueous electrolyte secondary battery produced in this manner was designated as battery 1.
The non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) at a concentration of 1.25 mol / L in a mixed solvent containing ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 1: 3. . The nominal capacity of the fabricated battery was set to about 2000 mAh when calculated using the weight of the positive electrode active material.

(電池2)
正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量を、0.1重量%としたこと以外、電池1と同様にして、電池2を作製した。正極活物質(LiNi0.8Co0.22)とリチウム塩(LiF)との重量比は、47:0.1とした。
(Battery 2)
A battery 2 was produced in the same manner as the battery 1 except that the amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry was 0.1% by weight. The weight ratio of the positive electrode active material (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ) to the lithium salt (LiF) was 47: 0.1.

(電池3)
正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量を、5重量%としたこと以外、電池1と同様にして、電池3を作製した。正極活物質(LiNi0.8Co0.22)とリチウム塩(LiF)との重量比は、47:5とした。
(Battery 3)
A battery 3 was produced in the same manner as the battery 1 except that the amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry was 5% by weight. The weight ratio of the positive electrode active material (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ) to the lithium salt (LiF) was 47: 5.

(電池4)
正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量を、0.08重量%としたこと以外、電池1と同様にして、電池4を作製した。正極活物質(LiNi0.8Co0.22)とリチウム塩(LiF)との重量比は、47:0.08とした。
(Battery 4)
A battery 4 was produced in the same manner as the battery 1 except that the amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry was 0.08% by weight. The weight ratio of the positive electrode active material (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ) to the lithium salt (LiF) was 47: 0.08.

(電池5)
正極合剤スラリーに添加されるリチウム塩の量を、5.2重量%としたこと以外、電池1と同様にして、電池5を作製した。正極活物質(LiNi0.8Co0.22)とリチウム塩(LiF)との重量比は、47:5.2とした。
(Battery 5)
A battery 5 was produced in the same manner as the battery 1 except that the amount of the lithium salt added to the positive electrode mixture slurry was 5.2% by weight. The weight ratio of the positive electrode active material (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ) to the lithium salt (LiF) was 47: 5.2.

[評価]
作製した各電池を、電池電圧が4.2Vになるまで充電電流400mAで充電し、その後4.2Vの定電圧で3時間、さらに充電した。次いで、充電した電池を、放電電流400mAで放電し、このときの放電容量(400mAの放電容量)を求めた。結果を表1に示す。
また、上記と同様に充電を行い、充電後の電池を、放電電流4000mAで放電し、このときの放電容量(4000mAでの放電容量)を求めた。400mAの放電容量に対する4000mAでの放電容量の比を放電レート特性とした。
さらに、各電池の内部抵抗を、交流インピーダンス法(測定周波数1kHz)を用いて測定した。
[Evaluation]
Each manufactured battery was charged with a charging current of 400 mA until the battery voltage reached 4.2 V, and then further charged with a constant voltage of 4.2 V for 3 hours. Next, the charged battery was discharged at a discharge current of 400 mA, and the discharge capacity (discharge capacity of 400 mA) at this time was determined. The results are shown in Table 1.
Moreover, it charged similarly to the above, the battery after charge was discharged with the discharge current 4000mA, and the discharge capacity at this time (discharge capacity in 4000mA) was calculated | required. The ratio of the discharge capacity at 4000 mA to the discharge capacity of 400 mA was defined as the discharge rate characteristic.
Furthermore, the internal resistance of each battery was measured using the AC impedance method (measurement frequency 1 kHz).

上記評価の結果を、表1に示す。なお、表1において、放電レート特性は、百分率値として表している。   The results of the evaluation are shown in Table 1. In Table 1, the discharge rate characteristic is expressed as a percentage value.

Figure 2011014254
Figure 2011014254

表1に示されるように、正極合剤スラリーに占めるリチウム塩の割合が増すにつれて、放電容量が低下した。これは、リチウム塩の添加量が増えると、電極の単位重量当たりの活物質が占める割合が低下するためであると予想される。
電池の内部抵抗は、リチウム塩を0.1重量%添加した場合(電池2)に、わずかに高い結果となった。これは、リチウム塩の添加量が少ないと、集電体であるアルミ箔の腐食がある程度進行し、集電体と、活物質間の電子伝導性が低下した為と考えられる。
放電レート特性は、リチウム塩の添加量が少ない場合でも、多い場合でも、多少低下していた。リチウム塩の添加量が少ない電池2では、上記のように、内部抵抗が増加したために、放電レート特性が低下したと考えられる。一方、リチウム塩の添加量が多い電池5では、正極活物質層内に、リチウム塩が固体状で存在することとなり、このため、リチウムイオンの非水電解質への拡散が阻害される。その結果、放電レート特性が低下したと考えられる。
As shown in Table 1, the discharge capacity decreased as the proportion of the lithium salt in the positive electrode mixture slurry increased. This is presumably because the proportion of the active material per unit weight of the electrode decreases as the amount of lithium salt added increases.
The internal resistance of the battery was slightly higher when 0.1% by weight of lithium salt was added (Battery 2). This is presumably because when the amount of lithium salt added is small, corrosion of the aluminum foil as the current collector proceeds to some extent, and the electronic conductivity between the current collector and the active material is reduced.
The discharge rate characteristics were somewhat degraded regardless of whether the amount of lithium salt added was small or large. In the battery 2 in which the addition amount of the lithium salt is small, it is considered that the discharge rate characteristics are deteriorated because the internal resistance is increased as described above. On the other hand, in the battery 5 in which the amount of lithium salt added is large, the lithium salt is present in a solid state in the positive electrode active material layer, and thus diffusion of lithium ions to the nonaqueous electrolyte is inhibited. As a result, it is considered that the discharge rate characteristics have deteriorated.

本発明により、リチウム含有ニッケル複合酸化物のような正極活物質を水に分散させて調製した正極合剤スラリーのpHの上昇を抑制することができる。よって、本発明の製造方法により、正極作製時の正極集電体の腐食を抑制することができる。その結果、正極の歩留まりを向上させることができる。   According to the present invention, an increase in pH of a positive electrode mixture slurry prepared by dispersing a positive electrode active material such as a lithium-containing nickel composite oxide in water can be suppressed. Therefore, the production method of the present invention can suppress the corrosion of the positive electrode current collector during the production of the positive electrode. As a result, the yield of the positive electrode can be improved.

10 電池
11 電池ケース
12 電極群
13 正極
14 負極
15 セパレータ
16 上部絶縁板
17 下部絶縁板
18 正極リード
19 負極リード
20 封口板
21 絶縁ガスケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery 11 Battery case 12 Electrode group 13 Positive electrode 14 Negative electrode 15 Separator 16 Upper insulating plate 17 Lower insulating plate 18 Positive electrode lead 19 Negative electrode lead 20 Sealing plate 21 Insulating gasket

Claims (7)

(i)正極活物質と、水と、リチウム塩とを含む正極合剤スラリーを調製する工程、および
(ii)前記正極合剤スラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥して、正極を得る工程
を含み、
前記正極活物質が、リチウム含有ニッケル複合酸化物を含む、非水電解質二次電池の製造方法。
(I) a step of preparing a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, water, and a lithium salt; and (ii) applying the positive electrode mixture slurry to a positive electrode current collector and drying the positive electrode mixture slurry. Including a step of obtaining
The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery in which the said positive electrode active material contains lithium containing nickel complex oxide.
前記リチウム含有ニッケル複合酸化物が、以下の一般式(1):
LiαNi1-xx2+d (1)
(式中、Mは、Co、Mn、Ti、およびAlよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦0.3、0≦d≦0.2、および0.99≦α≦1.04。)
で表される、請求項1記載の非水電解質二次電池。
The lithium-containing nickel composite oxide has the following general formula (1):
LiαNi 1-x M x O 2 + d (1)
(Wherein M is at least one metal element selected from the group consisting of Co, Mn, Ti, and Al, and 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ d ≦ 0.2, and 0. 99 ≦ α ≦ 1.04.)
The nonaqueous electrolyte secondary battery of Claim 1 represented by these.
前記正極集電体が、アルミニウムを含む、請求項1または2記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode current collector contains aluminum. 前記リチウム塩が、リチウムと強酸の共役塩基とからなる塩を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery in any one of Claims 1-3 in which the said lithium salt contains the salt which consists of lithium and the conjugate base of a strong acid. 前記リチウム塩が、LiF、LiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、CH3COOLi、Li2SO4、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252およびLiNO3よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項4記載の非水電解質二次電池の製造方法。 The lithium salt is LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiPF 6 , CH 3 COOLi, Li 2 SO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiNO 3. The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Claim 4 containing at least 1 sort (s) selected from the group which consists of. 前記リチウム塩の量が、前記正極合剤スラリーの0.1〜5重量%を占める、請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery in any one of Claims 1-5 in which the quantity of the said lithium salt occupies 0.1 to 5 weight% of the said positive mix slurry. 前記正極合剤スラリーのpHが、7.0〜12.1である、請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode mixture slurry has a pH of 7.0 to 12.1.
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