JPH09330739A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary batteryInfo
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- JPH09330739A JPH09330739A JP9049629A JP4962997A JPH09330739A JP H09330739 A JPH09330739 A JP H09330739A JP 9049629 A JP9049629 A JP 9049629A JP 4962997 A JP4962997 A JP 4962997A JP H09330739 A JPH09330739 A JP H09330739A
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- Y02E60/122—
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、充放電サイクル特
性に優れた高容量非水電解液二次電池に関するものであ
り、負極材料が主として非晶質カルコゲン化合物及び、
または非晶質酸化物である放電容量の大きな非水電解液
二次電池の充放電サイクル寿命等の充放電特性の改良に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-capacity non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent charge-discharge cycle characteristics, wherein the negative electrode material is mainly composed of an amorphous chalcogen compound and
Also, the present invention relates to improvement of charge / discharge characteristics such as charge / discharge cycle life of a nonaqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity, which is an amorphous oxide.
【0002】[0002]
【従来の技術】非水電解液二次電池用負極材料として
は、リチウム金属やリチウム合金が代表的であるが、そ
れらを用いると充放電中にリチウム金属が樹枝状に成長
したいわゆるデンドライトが発生し、内部ショートの原
因あるいはデンドライト自体の持つ高い活性のため、発
火などの危険をはらんでいた。これに対し、リチウムを
可逆的に挿入・放出可能な焼成炭素質材料が実用化され
るようになってきた。この炭素質材料の欠点は、それ自
体が導電性を持つので、過充電や急速充電の際に炭素質
材料の上にリチウム金属が析出する事があり、結局デン
ドライトを析出させてしまうことになる。これを避ける
ために、充電器を工夫したり、正極活物質を少なくして
過充電を防止する方法を採用したりしているが、後者の
方法では、活物質あたりの量が限定されるのでそのため
放電容量も限定されてしまう。また炭素質材料は密度が
比較的小さいため、体積当たりの容量が低いという二重
の意味で放電容量が制限されてしまうことになる。炭素
材料にリチウム箔を圧着もしくは積層して用いること
が、特開昭61−54165、特開平2−82447、
同2−215062、同3−122974、同3−27
2571、同5−144471、同5−144472、
同5−144473、同5−151995に開示されて
いるが、負極活物質として炭素材料を使用しているもの
であり、上記の問題を本質的に解決するものではなかっ
た。2. Description of the Related Art As a negative electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium metal and lithium alloy are typical, but when they are used, so-called dendrite in which lithium metal grows in a dendritic manner during charge and discharge is generated. However, dangers such as ignition were caused due to the internal short circuit or the high activity of the dendrite itself. On the other hand, fired carbonaceous materials capable of reversibly inserting and releasing lithium have come into practical use. The disadvantage of this carbonaceous material is that it has conductivity in itself, so lithium metal may be deposited on the carbonaceous material during overcharging or rapid charging, resulting in the precipitation of dendrites. . In order to avoid this, we have devised a charger or adopted a method of reducing the positive electrode active material to prevent overcharging, but the latter method limits the amount per active material. Therefore, the discharge capacity is also limited. In addition, since the density of the carbonaceous material is relatively small, the discharge capacity is limited in the double sense that the capacity per volume is low. It is disclosed in JP-A-61-54165 and JP-A-2-82447 that a carbon material is used by pressure bonding or laminating a lithium foil.
2-215062, 3-122974, 3-27
2571, the same 5-144471, the same 5-144472,
Although disclosed in JP-A-5-144473 and JP-A-5-151995, the carbon material is used as the negative electrode active material, and the above problems are not essentially solved.
【0003】一方、リチウム金属,リチウム合金,炭素
質材料以外の負極材料としては、リチウムイオンを吸蔵
・放出する事ができるTiS2 、LiTiS2 (米国特
許第983476)、WO2 、Fe2 O3 のリチウム化
合物(特開平3ー112070)、Nb2 O5 (特公昭
62−59412、特開平2−82447)、酸化鉄、
FeO、Fe2 O3 、Fe3 O4 、酸化コバルト、Co
O、Co2 O3 、Co3 O4 (特開平3−29186
2)が知られている。これらの化合物はいづれも酸化還
元電位が低く、3V級の高放電電位を持つ非水電解液二
次電池を実現することができていない。また放電容量も
満足するものができていない。On the other hand, as negative electrode materials other than lithium metal, lithium alloys, and carbonaceous materials, TiS 2 , LiTiS 2 (US Pat. No. 983476), WO 2 , Fe 2 O 3 capable of inserting and extracting lithium ions. Lithium compound (JP-A-3-120070), Nb 2 O 5 (JP-B-62-59412, JP-A-2-82447), iron oxide,
FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , cobalt oxide, Co
O, Co 2 O 3, Co 3 O 4 ( JP-A-3-29186
2) is known. None of these compounds has a low redox potential, and it has not been possible to realize a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high discharge potential of 3V class. Moreover, the discharge capacity is not satisfactory.
【0004】上記欠点を改良する目的で平均放電電圧が
3〜3.6V級の高放電電位を持つ非水電解液二次電池
を達成するものとして、負極材料にSn,V,Si,
B,Zrなどの酸化物、及び、それらの複合酸化物を用
いることが提案されている(特開平5−174818、
同6−60867、同6−275267、同6−325
765、同6−338324、EP−615296)。
これらSn,V,Si,B,Zrなどの酸化物、及び、
それらの複合酸化物は、ある種のリチウムを含む遷移金
属化合物の正極と組み合わせることにより、平均放電電
圧が3〜3.6V級で放電容量が大きく、又、実用領域
でのデンドライト発生がほとんどなく極めて安全性が高
い非水電解液二次電池を与えるが、充放電サイクル特性
が充分でないという問題があった。In order to improve the above-mentioned drawbacks, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high discharge potential with an average discharge voltage of 3 to 3.6 V class is achieved.
It has been proposed to use oxides such as B and Zr, and composite oxides thereof (Japanese Patent Laid-Open No. 174818/1993).
6-60867, 6-275267, 6-325
765, 6-338324, EP-615296).
Oxides such as Sn, V, Si, B, and Zr, and
By combining these composite oxides with a positive electrode of a transition metal compound containing lithium of a certain kind, the average discharge voltage is 3 to 3.6 V class, the discharge capacity is large, and dendrite generation in the practical range is almost zero. Although a non-aqueous electrolyte secondary battery having extremely high safety is provided, there is a problem that charge / discharge cycle characteristics are not sufficient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、放電
容量の大きな非水電解液二次電池の充放電サイクル特性
を向上させることである。An object of the present invention is to improve charge / discharge cycle characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、リチウ
ムを可逆的に吸蔵放出可能な材料を含む正極及び負極、
リチウム塩を含む非水電解液、セパレーターから成る非
水電解液二次電池に於いて、該電解液が少なくとも1種
の円盤状化合物を含有することを特徴とする非水電解液
二次電池によって達成された。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positive electrode and a negative electrode containing a material capable of reversibly inserting and extracting lithium,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt and a separator, wherein the electrolyte contains at least one discotic compound. Achieved
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の好ましい形態を以下に揚
げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。 (1)リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な材料を含む正
極、周期表1,2,13,14,15族原子から選ばれ
る三種以上の原子を含む、主として非晶質カルコゲン化
合物及び/または非晶質酸化物からなる負極、リチウム
塩を含む非水電解液、セパレーターから成る非水電解液
二次電池に於いて、該非水電解液に少なくとも1種の円
盤状化合物を含有することを特徴とする非水電解液二次
電池。 (2)該非水電解液に含有する少なくとも1種の円盤状
化合物が下記一般式(1)、(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)のいずれかで表される環構造を有するも
のであることを特徴とする(1)項に記載の非水電解液
二次電池。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these. (1) A positive electrode containing a material capable of reversibly occluding and releasing lithium, mainly an amorphous chalcogen compound containing three or more kinds of atoms selected from atoms of groups 1, 2, 13, 14, and 15 of the periodic table and / or a non-crystalline chalcogen compound. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode made of a crystalline oxide, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a separator, wherein the non-aqueous electrolyte contains at least one discotic compound. Non-aqueous electrolyte secondary battery. (2) At least one discotic compound contained in the non-aqueous electrolyte is represented by the following general formulas (1), (2), (3), (4),
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item (1), which has a ring structure represented by any one of (5) and (6).
【0008】[0008]
【化4】 Embedded image
【0009】(3)リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な
材料を含む正極、周期表1,2,13,14,15族原
子から選ばれる三種以上の原子を含む、主として非晶質
カルコゲン化合物及び/または非晶質酸化物からなる負
極、リチウム塩を含む非水電解液、セパレーターから成
る非水電解液二次電池に於いて、該非水電解液に少なく
とも1種の側鎖にエーテル結合を有する円盤状化合物を
含有することを特徴とする非水電解液二次電池。 (4)該非水電解液に含有する少なくとも1種の側鎖に
エーテル結合を有する円盤状化合物がトリフェニレン誘
導体であることを特徴とする(1)項に記載の非水電解
液二次電池。 (5)該非水電解液に含有する少なくとも1種の円盤状
化合物がトルキセン誘導体であることを特徴とする
(1)項に記載の非水電解液二次電池。 (6)該非水電解液に含有する少なくとも1種の側鎖に
エーテル結合を有する円盤状化合物が下記一般式(7)
または一般式(8)で表されることを特徴とする(2)
項に記載の非水電解液二次電池。 一般式(7)(3) A positive electrode containing a material capable of reversibly occluding and releasing lithium, mainly an amorphous chalcogen compound containing three or more kinds of atoms selected from atoms of the 1, 2, 13, 14, and 15 periodic tables, and A negative electrode made of an amorphous oxide, a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt, and a non-aqueous electrolyte secondary battery made of a separator, wherein the non-aqueous electrolyte solution has at least one kind of side chain with an ether bond. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a discotic compound. (4) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item (1), wherein the discotic compound having an ether bond in at least one side chain contained in the non-aqueous electrolyte is a triphenylene derivative. (5) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item (1), wherein at least one discotic compound contained in the non-aqueous electrolyte is a truxene derivative. (6) A discotic compound having an ether bond in at least one side chain contained in the non-aqueous electrolyte is represented by the following general formula (7).
Alternatively, it is represented by the general formula (8) (2)
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to item. General formula (7)
【0010】[0010]
【化5】 Embedded image
【0011】式中、X11は酸素または硫黄原子を表す。
Yはアルキレン基またはアルキレンオキシ基を表す。Z
はアルキルまたはアルコキシ基を表す。R1 どうしは各
々同じでも異なってもよく、X11が硫黄原子の時、少な
くとも1つのR1 で表される基のYがアルキレンオキシ
基かあるいはZがアルコキシ基を表す。aは0または
1、bは0から10の整数を表す。 一般式(8)In the formula, X 11 represents an oxygen or sulfur atom.
Y represents an alkylene group or an alkyleneoxy group. Z
Represents an alkyl or alkoxy group. R 1 s may be the same or different, and when X 11 is a sulfur atom, at least one group represented by R 1 has Y as an alkyleneoxy group or Z is an alkoxy group. a represents 0 or 1, and b represents an integer of 0 to 10. General formula (8)
【0012】[0012]
【化6】 [Chemical 6]
【0013】式中、X21は酸素または硫黄原子を表す。
Jは連結基あるいは化学結合を表す。cは0または1を
表す。R12は一般式(7)のR1 と同義である。Pは
H、Cl、Br、F、低級アルキル基、アルコキシ基を
表す。R2 どうしは各々同じでも異なってもよく、X21
が硫黄原子の時、少なくとも1つのR2 で表される基の
Yがアルキレンオキシ基かあるいはPがアルコキシ基を
表す。nは1から5の整数を表す。 (7)該非水電解液に少なくとも1種含まれる円盤状化
合物の含有量が、電解液に含有される支持塩に対して
0.001重量%から10重量%であることを特徴とす
る(1)項に記載の非水電解液二次電池。 (8)(4)項に記載の支持塩が、少なくともLiBF
4 及び/又はLiPF6であることを特徴とする非水電
解液二次電池。 (9)該負極材料の少なくとも一種が、一般式(9)で
示されることを特徴とする(1)〜(5)項のいずれか
1項に記載の非水電解液二次電池。 M1 M2pM4qM6r 一般式(9) (式中、M1 、M2 は相異なりSi 、Ge 、Sn、Pb
、P、B、Al、Sbから選ばれる少なくとも一種、
M4 はLi,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,S
r,Baから選ばれる少なくとも一種、M6 はO、S、
Teから選ばれる少なくとも一種、p,q は各々0.00
1〜10、r は1.00〜50の数字を表す)。 (10)該負極材料の少なくとも一種が、一般式(1
0)で示されることを特徴とする(9)項に記載の非水
電解液二次電池。 SnM3pM5qM7r 一般式(10) (式中、M3 はSi、Ge、Pb、P、B、Alから選
ばれる少なくとも一種、M5 は、Li,Na,K,R
b,Cs,Mg,Ca,Sr,Baから選ばれる少なく
とも一種、M7 はO、Sから選ばれる少なくとも一種、
p 、q は各々0.001〜10、r は1.00〜50の
数字を表す。) (11)該正極材料の少なくとも1種が、Lix CoO
2 、Lix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Coa N
i(1-a) O2 、Lix Cob V(1-b) Oz 、Lix Co
b Fe(1-b) O2 、Lix Mn2 O4 、Lix Mnc C
o(2-c) O4 、Lix Mnc Ni(2-c) O4 、Lix M
nc V(2-c) O4 、Lix Mnc Fe(2-c) O4 (式
中、x=0.02〜1.2、a=0.1〜0.9、b=
0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z=2.0
1から2.3)であることをを特徴とする(1)〜(1
0)項に記載の非水電解液二次電池。In the formula, X 21 represents an oxygen or sulfur atom.
J represents a linking group or a chemical bond. c represents 0 or 1. R 12 has the same meaning as R 1 in formula (7). P represents H, Cl, Br, F, a lower alkyl group or an alkoxy group. R 2 s may be the same or different, and X 21
Is a sulfur atom, Y of the group represented by at least one R 2 is an alkyleneoxy group or P is an alkoxy group. n represents an integer of 1 to 5. (7) The content of at least one discotic compound contained in the non-aqueous electrolyte is 0.001 wt% to 10 wt% with respect to the supporting salt contained in the electrolyte (1 ) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the item. (8) The supporting salt according to item (4) is at least LiBF
4 and / or LiPF 6 is a non-aqueous electrolyte secondary battery. (9) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of items (1) to (5), wherein at least one of the negative electrode materials is represented by the general formula (9). M 1 M 2 pM 4 qM 6 r General formula (9) (wherein M 1 and M 2 are different from each other, Si, Ge, Sn, Pb
, At least one selected from P, B, Al and Sb,
M 4 is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, S
at least one selected from r and Ba, M 6 is O, S,
At least one selected from Te, p and q are each 0.00
1-10, r represents the number of 1.00-50). (10) At least one of the negative electrode materials has the general formula (1
0) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item (9). SnM 3 pM 5 qM 7 r General formula (10) (wherein, M 3 is at least one selected from Si, Ge, Pb, P, B, and Al, and M 5 is Li, Na, K, R
b, Cs, Mg, Ca, Sr, or at least one selected from Ba, M 7 is at least one selected from O and S,
p and q each represent a number of 0.001 to 10, and r represents a number of 1.00 to 50. (11) At least one of the positive electrode materials is Li x CoO.
2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a N
i (1-a) O 2 , Li x Co b V (1-b) O z , Li x Co
b Fe (1-b) O 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x Mn c C
o (2-c) O 4 , Li x Mn c Ni (2-c) O 4 , Li x M
n c V (2-c) O 4 , Li x Mn c Fe (2-c) O 4 (wherein x = 0.02 to 1.2, a = 0.1 to 0.9, b =
0.8-0.98, c = 1.6-1.96, z = 2.0
1 to 2.3) (1) to (1)
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 0).
【0014】電解液に少なくとも1種の円盤状化合物を
含有せしめることにより非水電解液二次電池の高容量を
損なうことなく充放電サイクル特性を向上させることが
できる。By containing at least one discotic compound in the electrolytic solution, the charge / discharge cycle characteristics can be improved without impairing the high capacity of the non-aqueous electrolytic solution secondary battery.
【0015】円盤状化合物はその母核に円盤状の分子部
分を有することを特徴とする。側鎖部を除いた母核部分
の円盤状の形態的特徴は例えば、その原形化合物である
水素置換体について、以下のように表現され得る。ま
ず、分子の大きさを以下のようにして求める。 1)該分子につき、できる限り平面に近い、好ましくは
平面分子構造を構築する。この場合、結合距離、結合角
としては、軌道の混成に応じた標準値を用いる事が好ま
しく、例えば日本化学会編、化学便覧改訂4版基礎編、
第II分冊15章(1993年刊 丸善)を参照すること
ができる。 2)前記1)で得られた構造を初期値として、分子軌道
法や分子力場法にて構造最適化する。方法としては例え
ば、Gaussian92、MOPAC93、CHAR
Mm/QUANTA、MM3が挙げられ、好ましくはG
aussian92である。 3)構造最適化によって得られた構造の重心を原点に移
動させ、座標軸を慣性主軸(慣性テンソル楕円体の主
軸)にとる。 4)各原子にファンデルワールス半径で定義される球を
付与し、これによって分子の形状を記述する。 5)ファンデルワールス表面上で各座標軸方向の長さを
計測し、それらそれぞれをa、b、cとする。 以上の手順により求められたa、b、cをもちいて円盤
状の形態を定義すると、a≧b>cかつa≧b≧a/
2、好ましくはa≧b>cかつa≧b≧0.7aと表す
ことができる。また、b/2>cであることが好まし
い。The discotic compound is characterized by having a discotic molecular portion in its mother nucleus. The disk-shaped morphological characteristics of the mother nucleus portion excluding the side chain portion can be expressed as follows for the hydrogen-substituted compound which is the original compound thereof. First, the size of the molecule is determined as follows. 1) Construct a nearly planar, preferably planar, molecular structure for the molecule. In this case, it is preferable to use standard values for the bond distance and bond angle according to the mixture of the orbitals.
You can refer to Chapter 15 of Volume II (Maruzen, 1993). 2) Using the structure obtained in 1) as an initial value, the structure is optimized by the molecular orbital method or the molecular force field method. As the method, for example, Gaussian92, MOPAC93, CHAR
Mm / QUANTA, MM3, and preferably G
aussian92. 3) The center of gravity of the structure obtained by the structure optimization is moved to the origin, and the coordinate axis is taken as the principal axis of inertia (the principal axis of the inertia tensor ellipsoid). 4) Give each atom a sphere defined by the van der Waals radius and describe the shape of the molecule. 5) The length in each coordinate axis direction is measured on the van der Waals surface, and these are designated as a, b, and c, respectively. If a disk-shaped form is defined using a, b, and c obtained by the above procedure, a ≧ b> c and a ≧ b ≧ a /
2, preferably a ≧ b> c and a ≧ b ≧ 0.7a. Further, it is preferable that b / 2> c.
【0016】また具体的化合物として挙げると、例えば
日本化学会編、季刊化学総説No.22「液晶の化学」
第5章、第10章2節(1994年刊 学会出版センタ
ー)、C.Destradeらの研究報告、Mol.C
ryst.Liq.Cryst.71巻、111頁(1
981年)、B.Kohneらの研究報告、Ange
w.Chem.96巻、70頁(1984年)、J.
M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Soc.C
hem.Commun.,1794頁(1985年)、
J.Zhang、J.S.Mooreらの研究報告、
J.Am.Chem.Soc.,116巻、2655頁
(1994年)に記載の母核化合物の誘導体が挙げられ
る。Specific compounds include, for example, Quarterly Chemistry Review No., edited by The Chemical Society of Japan. 22 "Liquid Crystal Chemistry"
Chapter 5, Chapter 10, Section 2 (1994 Academic Publishing Center), C.I. Report of Destrade et al., Mol. C
ryst. Liq. Cryst. 71, 111 pages (1
981), B. Report of Kohne et al., Ange
w. Chem. 96, 70 (1984), J. Am.
M. J. Lehn et al. Chem. Soc. C
hem. Commun. , P. 1794 (1985),
J. Zhang, J .; S. Research report of Moore et al.,
J. Am. Chem. Soc. , 116, 2655 (1994).
【0017】例えば、ベンゼン誘導体、トリフェニレン
誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポ
ルフィリン誘導体、アントラセン誘導体、アザクラウン
誘導体、シクロヘキサン誘導体、β−ジケトン系金属錯
体誘導体、ヘキサエチニルベンゼン誘導体、ジベンゾピ
レン誘導体、コロネン誘導体およびフェニルアセチレン
マクロサイクルの誘導体が挙げられる。さらに、日本化
学会編、“化学総説No.15 新しい芳香族の化学”
(1977年 東京大学出版会刊)に記載の環状化合物
およびそれらの複素原子置換等電子構造体を挙げること
ができる。また、上記金属錯体の場合と同様に、水素結
合、配位結合等により複数の分子の集合体を形成して円
盤状の分子となるものでもよい。例えば、前述のb/a
は、ベンゼン(0.9098)、アントラキノン(0.
7249)、トリフェニレン(0.8936)となる。For example, benzene derivative, triphenylene derivative, truxene derivative, phthalocyanine derivative, porphyrin derivative, anthracene derivative, azacrown derivative, cyclohexane derivative, β-diketone metal complex derivative, hexaethynylbenzene derivative, dibenzopyrene derivative, coronene derivative and Examples include derivatives of phenylacetylene macrocycle. In addition, “Chemical Review No. 15 New Aromatic Chemistry” edited by the Chemical Society of Japan
(The University of Tokyo Press, 1977) and cyclic compounds and their heteroatom-substituted electronic structures. Further, as in the case of the above-described metal complex, an assembly of a plurality of molecules may be formed by hydrogen bonding, coordination bond, or the like to form a disk-shaped molecule. For example, the above b / a
Are benzene (0.9098), anthraquinone (0.
7249) and triphenylene (0.8936).
【0018】これらを分子の中心の母核とし、直鎖のア
ルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等が
その側鎖として放射状に置換された構造により円盤状化
合物が形成される。母核化合物として好ましくは、トリ
フェニレンおよびトルキセンが挙げられる。側鎖として
は、例えばアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ
基、アシルオキシ基等が挙げられる。また、C.Han
sch、A.Leo、R.W.Taft著、ケミカルレ
ビュー誌(Chem.Rev.)1991年、91巻、
165−195ページ(アメリカ化学会)に記載されて
いる置換基で置換されていてもよく、代表例としてアル
コキシ基、アルキル基、アルコキシカルボニル基、ハロ
ゲン原子が挙げられる。更に側鎖中に、例えばエーテル
基、エステル基、カルボニル基、チオエーテル基、スル
ホキシド基、スルホニル基、アミド基のような官能基を
有していても良い。以下、側鎖について詳細に説明す
る。A discotic compound is formed by a structure in which a linear alkyl group, an alkoxy group, a substituted benzoyloxy group or the like is radially substituted as a side chain with these as the central nucleus of the molecule. Preferable examples of the mother nucleus compound include triphenylene and truxene. Examples of the side chain include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an acyloxy group and the like. In addition, C.I. Han
sch, A.A. Leo, R.A. W. Taft, Chemical Review Magazine (Chem. Rev.), 1991, Volume 91,
It may be substituted with the substituents described on pages 165-195 (American Chemical Society), and representative examples thereof include an alkoxy group, an alkyl group, an alkoxycarbonyl group, and a halogen atom. Further, the side chain may have a functional group such as an ether group, an ester group, a carbonyl group, a thioether group, a sulfoxide group, a sulfonyl group, and an amide group. Hereinafter, the side chain will be described in detail.
【0019】側鎖部分としては、例えばアルカノイルオ
キシ基(例えば、ヘキサノイルオキシ、ヘプタノイルオ
キシ、オクタノイルオキシ、ノナノイルオキシ、デカノ
イルオキシ、ウンデカノイルオキシ)、アルキルスルホ
ニル基(例えば、ヘキシルスルホニル、ヘプチルスルホ
ニル、オクチルスルホニル、ノニルスルホニル、デシル
スルホニル、ウンデシルスルホニル)、アルキルチオ基
(例えば、ヘキシルチオ、ヘプチルチオ、ドデシルチ
オ)、アルコキシ基(例えば、ブトキシ、ペンチルオキ
シ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキ
シ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキ
シ)、2−(4−アルキルフェニル)エチニル基(例え
ば、アルキル基としてメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニ
ル)、末端ビニルアルコキシ基(例えば、4−ビニルブ
トキシ、5−ビニルペンチルオキシ、6−ビニルヘキシ
ルオキシ、7−ビニルヘプチルオキシ、8−ビニルオク
チルオキシ、9−ビニルノニルオキシ)、4−アルコキ
シフェニル基(例えばアルコキシ基として、前述のアル
コキシ基で挙げたもの)、アルコキシメチル基(例えば
アルコキシ基として、前述のアルコキシ基で挙げたも
の)、アルキルチオメチル基(例えばアルキルチオ基と
して、前述のアルキルチオ基で挙げたもの)、2−アル
キルチオメチル(例えばアルキルチオ基として、前述の
アルキルチオ基で挙げたもの)、2−アルキルチオエト
キシメチル(例えばアルキルチオ基として、前述のアル
キルチオ基で挙げたもの)、2−アルコキシエトキシメ
チル基(例えばアルコキシ基として、前述のアルコキシ
基で挙げたもの)、2−アルコキシカルボニルエチル基
(例えばアルコキシ基として、前述のアルコキシ基で挙
げたもの)、コレステリルオキシカルボニル、β−シト
ステリルオキシカルボニル、4−アルコキシフェノキシ
カルボニル基(例えばアルコキシ基として、前述のアル
コキシ基で挙げたもの)、4−アルコキシベンゾイルオ
キシ基(例えばアルコキシ基として、前述のアルコキシ
基で挙げたもの)、4−アルキルベンゾイルオキシ基
(例えばアルキル基として、前述の2−(4−アルキル
フェニル)エチニル基で挙げたもの)、4−アルコキシ
ベンゾイル基(例えばアルコキシ基として、前述のアル
コキシ基で挙げたもの)が挙げられる。上記の基の説明
中(置換基として示される場合を含む)、アルカノイル
は好ましくは炭素数2〜36、アルキルは好ましくは炭
素数1〜36、アルコキシは好ましくは炭素数1〜3
6、のものである。Examples of the side chain moiety include alkanoyloxy groups (eg, hexanoyloxy, heptanoyloxy, octanoyloxy, nonanoyloxy, decanoyloxy, undecanoyloxy), alkylsulfonyl groups (eg, hexylsulfonyl, heptyl). Sulfonyl, octylsulfonyl, nonylsulfonyl, decylsulfonyl, undecylsulfonyl), alkylthio groups (eg, hexylthio, heptylthio, dodecylthio), alkoxy groups (eg, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, octyloxy, nonyloxy, decyloxy) , Undecyloxy), 2- (4-alkylphenyl) ethynyl group (for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl as an alkyl group, Butyl, octyl, nonyl), a terminal vinylalkoxy group (for example, 4-vinylbutoxy, 5-vinylpentyloxy, 6-vinylhexyloxy, 7-vinylheptyloxy, 8-vinyloctyloxy, 9-vinylnonyloxy), 4-alkoxyphenyl group (for example, the alkoxy group mentioned above in the alkoxy group), alkoxymethyl group (for example, the alkoxy group mentioned above in the alkoxy group), alkylthiomethyl group (for example, the alkylthio group mentioned above) Of the alkylthio group), 2-alkylthiomethyl (for example, the alkylthio group mentioned above for the alkylthio group), 2-alkylthioethoxymethyl (for example, the alkylthio group mentioned above for the alkylthio group), 2-alkoxyeth Cimethyl group (for example, the alkoxy group mentioned above as the alkoxy group), 2-alkoxycarbonylethyl group (for example, the alkoxy group mentioned above as the alkoxy group), cholesteryloxycarbonyl, β-sitosteryloxycarbonyl , 4-alkoxyphenoxycarbonyl group (for example, the alkoxy group mentioned above in the alkoxy group), 4-alkoxybenzoyloxy group (for example, the alkoxy group mentioned above in the alkoxy group), 4-alkylbenzoyloxy Examples thereof include a group (for example, the alkyl group mentioned above in the 2- (4-alkylphenyl) ethynyl group) and a 4-alkoxybenzoyl group (for example, an alkoxy group mentioned above in the alkoxy group). In the above description of the group (including the case where it is shown as a substituent), alkanoyl preferably has 2 to 36 carbon atoms, alkyl preferably has 1 to 36 carbon atoms, and alkoxy preferably has 1 to 3 carbon atoms.
6.
【0020】また、前述のもののうち、フェニル基は他
のアリール基(例えば、ナフチル基、フェナントリル
基、アントラセン基)でもよいし、また前述の置換基に
加えて更に置換されてもよい。また、該フェニル基は複
素芳香環(好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原
子、ケイ素原子、リン原子などの少なくとも1種を含む
3〜10員環。例えば、ピリジル基、ピリミジル基、ト
リアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、ピ
ラゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、チアゾ
リル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアジアリ
ル基、オキサジアゾリル基、キノリル基、イソキノリル
基)であってもよい。Of the above-mentioned groups, the phenyl group may be another aryl group (for example, naphthyl group, phenanthryl group, anthracene group), or may be further substituted in addition to the above-mentioned substituents. The phenyl group is a heteroaromatic ring (preferably a 3- to 10-membered ring containing at least one kind of nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, silicon atom, phosphorus atom, etc., for example, pyridyl group, pyrimidyl group, triazinyl group. , Thienyl group, furyl group, pyrrolyl group, pyrazolyl group, imidazolyl group, triazolyl group, thiazolyl group, imidazolyl group, oxazolyl group, thiadialyl group, oxadiazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group).
【0021】なお、このような側鎖部分を有する円盤状
化合物自体は公知であり、また、円盤状化合物から出発
して、通常の方法で合成することもできる。例えば側鎖
が置換ベンゾイルオキシ基の場合2,3,6,7,1
0,11−ヘキサヒドロキシトリフェニレンのようなヒ
ドロキシル化円盤状化合物と置換安臭香酸の酸塩化物と
を反応させるエステル化の手順によって導入できる。ま
た、文献サンドラー、カロ(Sandler,Kar
o)著、オーガニック ファンクショナル グループ
プレパレーションズ パート I(Organic F
unctionalGroup Preparatio
ns Part I)、第10章、アカデミック プレ
ス(Academic press)1968年刊、
C.DestradeらのMol.Cryst.Li
q.Cryst.71巻、111頁(1981)に記載
の方法によって側鎖部分を導入できる。以下に、一般式
(7)について詳細に説明する。X11は酸素または硫黄
原子を表す。Yはアルキレン基(例えばメチレン、エチ
レン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレ
ン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン)またはアルキ
レンオキシ基(例えば、メチレンオキシ、エチレンオキ
シ、プロピレンオキシ、ブチレンオキシ、ペンチレンオ
キシ、ヘキシレンオキシ、ヘプチレンオキシ、オクチレ
ンオキシ、ノニレンオキシ)を表す。Yとして好ましく
はアルキレンオキシ基である。Zは置換または無置換の
アルキル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、イ
ソプロピル、n−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、ノニル、2−クロロエチル、3−メトキ
シエチル、メトキシエトキシエチル、2−ヒドロキシエ
チル、3−ヒドロキプロピル)またはアルコキシ基(例
えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基また
はn−ブトキシ基)を表す。R1 どうしは各々同じでも
異なってもよく、X11が硫黄原子の時、少なくとも1つ
のR1 で表される基のYがアルキレンオキシ基かあるい
はZがアルコキシ基を表す。aは0または1、bは0か
ら10の整数を表す。Yにおいて好ましい炭素数は1か
ら12であり、より好ましくは1から6である。Zにお
いて好ましい炭素数は1から12であり、より好ましく
は1から6である。The discotic compound having such a side chain portion is known per se, and it can be synthesized by a usual method starting from the discotic compound. For example, when the side chain is a substituted benzoyloxy group, 2,3,6,7,1
It can be introduced by an esterification procedure in which a hydroxylated discotic compound such as 0,11-hexahydroxytriphenylene is reacted with an acid chloride of a substituted benzoic acid. In addition, the literature Sandler, Karo (Sandler, Kar
o), Organic Functional Group
Preparations Part I (Organic F
unctional Group Preparation
ns Part I), Chapter 10, Academic Press, 1968,
C. Destrade et al., Mol. Cryst. Li
q. Cryst. The side chain portion can be introduced by the method described in Vol. 71, page 111 (1981). The general formula (7) will be described in detail below. X 11 represents an oxygen or sulfur atom. Y is an alkylene group (for example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, nonylene) or an alkyleneoxy group (for example, methyleneoxy, ethyleneoxy, propyleneoxy, butyleneoxy, pentyleneoxy, hexyleneoxy). , Heptyleneoxy, octyleneoxy, nonyleneoxy). Y is preferably an alkyleneoxy group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl group (for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, 2-chloroethyl, 3-methoxyethyl, methoxyethoxyethyl, 2- Hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl) or an alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group or n-butoxy group). R 1 s may be the same or different, and when X 11 is a sulfur atom, at least one group represented by R 1 has Y as an alkyleneoxy group or Z is an alkoxy group. a represents 0 or 1, and b represents an integer of 0 to 10. The number of carbon atoms in Y is preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 6. The number of carbon atoms in Z is preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 6.
【0022】以下に、一般式(8)について詳細に説明
する。X21は酸素または硫黄原子を表す。Jは連結基あ
るいは化学結合を表し、例えばアルキレン基(好ましい
炭素数は1から12であり、より好ましくは1から6で
ある。例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレ
ン、ノニレン)、アルキレンオキシ基(好ましい炭素数
は1から12であり、より好ましくは1から6である。
例えば、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、ブチレン
オキシ、ペンチレンオキシ、ヘキシレンオキシ、ヘプチ
レンオキシ、オクチレンオキシ、ノニレンオキシ)、0
または25個までの炭素原子を有する2価の基〔例え
ば、−O−、−S−、−C(O)−、−O−C(O)
−、−S(C=S)−、−O−C(O)−O−、−C
(O)−O−C(O)−、−C(O)NR0 −、−NR
0 −、−NR0 (O)NR−(R0 は水素原子または低
級アルキル基である)が挙げられる〕である。cは0ま
たは1である。R12は一般式(7)のR1 と同義であ
る。nは1から5の整数を表す。PはH、Cl、Br、
F、低級アルキル基(例えば、メチル、エチル、n−プ
ロピル、イソプロピル、n−ブチル)またはアルコキシ
基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ
基またはn−ブトキシ基)を表す。R2 どうしは各々同
じでも異なってもよく、X21が硫黄原子の時、少なくと
も1つのR2 で表される基のYがアルキレンオキシ基か
あるいはPがアルコキシ基を表す。The general formula (8) will be described in detail below. X 21 represents an oxygen or sulfur atom. J represents a linking group or a chemical bond, for example, an alkylene group (preferably having a carbon number of 1 to 12, more preferably 1 to 6. For example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, Nonylene), an alkyleneoxy group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms).
For example, ethyleneoxy, propyleneoxy, butyleneoxy, pentyleneoxy, hexyleneoxy, heptyleneoxy, octyleneoxy, nonyleneoxy), 0
Or a divalent group having up to 25 carbon atoms [eg, -O-, -S-, -C (O)-, -OC (O).
-, -S (C = S)-, -OC (O) -O-, -C
(O) -O-C (O ) -, - C (O) NR 0 -, - NR
0 −, —NR 0 (O) NR— (R 0 is a hydrogen atom or a lower alkyl group). c is 0 or 1. R 12 has the same meaning as R 1 in formula (7). n represents an integer of 1 to 5. P is H, Cl, Br,
F, a lower alkyl group (eg, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl) or an alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group or n-butoxy group). R 2 s may be the same or different, and when X 21 is a sulfur atom, at least one of the groups represented by R 2 is an alkyleneoxy group or P is an alkoxy group.
【0023】以下に、本発明で用いられる円盤状化合物
の具体例を示すが、本発明の範囲はこれらのみに限定さ
れるものではない。Specific examples of the discotic compound used in the present invention are shown below, but the scope of the present invention is not limited to these.
【0024】[0024]
【化7】 [Chemical 7]
【0025】[0025]
【化8】 Embedded image
【0026】[0026]
【化9】 Embedded image
【0027】[0027]
【化10】 Embedded image
【0028】[0028]
【化11】 Embedded image
【0029】[0029]
【化12】 [Chemical 12]
【0030】[0030]
【化13】 Embedded image
【0031】[0031]
【化14】 Embedded image
【0032】[0032]
【化15】 Embedded image
【0033】[0033]
【化16】 Embedded image
【0034】[0034]
【化17】 Embedded image
【0035】[0035]
【化18】 Embedded image
【0036】電解液に含有される円盤状化合物の含有量
は、電解液溶媒に対し、0.0001から0.1モル/
リットルが好ましく、0.001から0.1モル/リッ
トルが更に好ましい。電解液に含有される支持塩に対す
る円盤状化合物の含有量としては、0.001重量%か
ら10重量%が好ましく、0.01〜5重量%が好まし
い。The content of the discotic compound contained in the electrolytic solution is 0.0001 to 0.1 mol / based on the solvent of the electrolytic solution.
L is preferable, and 0.001 to 0.1 mol / l is more preferable. The content of the discotic compound with respect to the supporting salt contained in the electrolytic solution is preferably 0.001% by weight to 10% by weight, and more preferably 0.01-5% by weight.
【0037】電解液は、一般に、溶媒と、その溶媒に溶
解する支持塩から構成され、リチウム塩(アニオンとリ
チウムカチオン)が好ましい。本発明で使用できる電解
液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、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、γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル、酢酸メチル、
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、ジメチルスルホキシド、
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、ジオキサン、アセトニトリル、
ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステ
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、エチ
ルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロト
ン性有機溶媒を挙げることができ、これらの一種または
二種以上を混合して使用する。なかでは、カーボネート
系の溶媒が好ましく、環状カーボネート及び/または非
環状カーボネートを含ませたものが好ましい。環状カー
ボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネートが好ましい。また、非環状カーボネートとし
ては、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、
メチルエチルカーボネートを含ませることが好ましい。
本発明で使用出来るこれらの溶媒に溶解するリチウム塩
としては、例えば、LiClO4 、LiBF4 、LiP
F6 、LiCF3 SO3 、LiCF3 CO2 、LiAs
F6 、LiSbF6 、LiB10Cl10、低級脂肪族カル
ボン酸リチウム、LiAlCl4 、LiCl、LiB
r、LiI、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸
リチウムなどのLi塩を上げることが出来、これらの一
種または二種以上を混合して使用することができる。な
かでもLiBF4 及び/あるいはLiPF6を溶解した
ものが好ましい。支持塩の濃度は、特に限定されない
が、電解液1リットル当たり0.2〜3モルが好まし
い。本発明で使用できる電解液としては、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ジメトキ
シエタン、ジメチルカーボネートあるいはジエチルカー
ボネートを適宜混合した電解液にLiCF3 SO3 、L
iClO4 、LiBF4 および/あるいはLiPF6 を
含む電解液が好ましい。特にプロピレンカーボネートあ
るいはエチレンカーボネートと1、2−ジメトキシエタ
ン及び/あるいはジエチルカーボネートとの混合溶媒に
LiCF3 SO3 、LiClO4 、LiBF4 および/
あるいはLiPF6 を含む電解液が好ましく、特に、少
なくともエチレンカーボネートとLiPF6 を含むもの
が好ましい。これら電解液を電池内に添加する量は、特
に限定されないが、正極活物質や負極材料の量や電池の
サイズによって必要量用いることができる。The electrolytic solution is generally composed of a solvent and a supporting salt dissolved in the solvent, and a lithium salt (anion and lithium cation) is preferable. As the solvent of the electrolytic solution that can be used in the present invention, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, methyl formate, methyl acetate,
1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-
Methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide,
1,3-dioxolan, formamide, dimethylformamide, dioxolan, dioxane, acetonitrile,
Aprotic such as nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propane sultone Organic solvents can be mentioned, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. Of these, carbonate-based solvents are preferred, and those containing cyclic carbonate and / or non-cyclic carbonate are preferred. As the cyclic carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable. Further, as the non-cyclic carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate,
It is preferable to include methyl ethyl carbonate.
Examples of the lithium salt that can be used in the present invention and are soluble in these solvents include LiClO 4 , LiBF 4 , and LiP.
F 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAs
F 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , lower aliphatic lithium carboxylate, LiAlCl 4 , LiCl, LiB
Li salts such as r, LiI, lithium chloroborane, and lithium tetraphenylborate can be used, and one kind or a mixture of two or more kinds thereof can be used. Among them, those in which LiBF 4 and / or LiPF 6 are dissolved are preferable. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 3 mol per liter of the electrolytic solution. As an electrolytic solution that can be used in the present invention, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, LiCF 3 SO 3 dimethyl carbonate or diethyl carbonate appropriately mixed electrolyte, L
An electrolytic solution containing iClO 4 , LiBF 4 and / or LiPF 6 is preferable. Particularly, in a mixed solvent of propylene carbonate or ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane and / or diethyl carbonate, LiCF 3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 and / or
Alternatively, an electrolytic solution containing LiPF 6 is preferable, and an electrolytic solution containing at least ethylene carbonate and LiPF 6 is particularly preferable. The amount of these electrolytes to be added to the battery is not particularly limited, but can be used in a required amount depending on the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode material and the size of the battery.
【0038】以下、本発明の非水電解液二次電池を作る
ための他の材料と製造方法について詳述する。本発明の
非水電解液二次電池に用いられる正・負極は、正極合剤
あるいは負極合剤を集電体上に塗設して作ることが出来
る。正負極は、それぞれ1層であっても複数層から構成
されていてもよい。複数層からなる形態の例としては、
表面保護層を有する場合や、活物質を有する複数の合剤
層からなる場合がある。各合剤にはそれぞれ正極活物質
あるいは負極材料のほか、それぞれに導電剤、結着剤、
分散剤、フィラー、イオン導電剤、圧力増強剤や各種添
加剤を含むことができる。Other materials and manufacturing methods for making the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described in detail below. The positive and negative electrodes used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be prepared by applying a positive electrode mixture or a negative electrode mixture on a current collector. Each of the positive and negative electrodes may have a single layer or a plurality of layers. As an example of the form consisting of multiple layers,
It may have a surface protective layer or may be composed of a plurality of mixture layers containing an active material. For each mixture, in addition to the positive electrode active material or the negative electrode material, a conductive agent, a binder,
It may contain a dispersant, a filler, an ion conductive agent, a pressure enhancer and various additives.
【0039】本発明で用いられる負極材料は、電池組み
込み時に主として非晶質であることが好ましい。ここで
言う主として非晶質とはCuKα線を用いたX線回折法
で2θ値で20°から40°に頂点を有するブロードな
散乱帯を有する物であり、結晶性の回折線を有してもよ
い。好ましくは2θ値で40°以上70°以下に見られ
る結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°
以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回
折線強度の500倍以下であることが好ましく、さらに
好ましくは100倍以下であり、特に好ましくは5倍以
下であり、最も好ましくは 結晶性の回折線を有さない
ことである。The negative electrode material used in the present invention is preferably mainly amorphous when incorporated in a battery. The term “amorphous” as used herein refers to a substance having a broad scattering band having a peak at 20 ° to 40 ° in 2θ value by X-ray diffraction using CuKα ray, and having a crystalline diffraction line. Is also good. Preferably, the strongest intensity of the crystalline diffraction lines observed at 40 ° to 70 ° in 2θ value is 20 ° in 2θ value.
It is preferably 500 times or less, more preferably 100 times or less, particularly preferably 5 times or less, and most preferably the crystallinity of the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band observed at 40 ° or more. Has no diffraction line.
【0040】本発明で用いられる負極材料は下記一般式
(9)で表されることが好ましい。 M1 M2pM4qM6r 一般式(9) 式中、M1 、M2 は相異なりSi、Ge、Sn、Pb、
P、B、Al、Sbから選ばれる少なくとも一種であ
り、好ましくはSi、Ge、Sn、P、B、Alであ
り、特に好ましくはSi、Sn、P、B、Alである。
M4 はLi,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,S
r,Baから選ばれる少なくとも一種であり、好ましく
はK,Cs,Mg,Caで、特に好ましくはCs,Mg
である。M6 はO、S、Teから選ばれる少なくとも一
種であり、好ましくはO、Sであり、特に好ましくはO
である。p 、q は各々0.001〜10であり、好まし
くは0.01〜5であり、特に好ましくは0.01〜2
である。r は1.00〜50であり、好ましくは1.0
0〜26であり、特に好ましくは1.02〜6である。
M1 、M2 の価数は特に限定されることはなく、単独価
数であっても、各価数の混合物であっても良い。またM
1 、M2 、M4 の比はM2 およびM4 がM1 に対して
0.001〜10モル当量の範囲において連続的に変化
させることができ、それに応じM6 の量(一般式(9)
において、r の値)も連続的に変化する。The negative electrode material used in the present invention is preferably represented by the following general formula (9). M 1 M 2 pM 4 qM 6 r General formula (9) In the formula, M 1 and M 2 are different from each other. Si, Ge, Sn, Pb,
It is at least one selected from P, B, Al, and Sb, preferably Si, Ge, Sn, P, B, and Al, and particularly preferably Si, Sn, P, B, and Al.
M 4 is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, S
It is at least one selected from r and Ba, preferably K, Cs, Mg and Ca, and particularly preferably Cs and Mg.
It is. M 6 is at least one selected from O, S and Te, preferably O and S, and particularly preferably O.
It is. p and q are each 0.001 to 10, preferably 0.01 to 5, and particularly preferably 0.01 to 2;
It is. r is 1.00 to 50, preferably 1.0
0 to 26, and particularly preferably 1.02 to 6.
The valences of M 1 and M 2 are not particularly limited, and may be a single valence or a mixture of each valence. Also M
1, M 2, the ratio of M 4 can be continuously changed in a range M 2 and M 4 are from 0.001 to 10 molar equivalents relative to M 1, the amount of M 6 accordingly (formula ( 9)
At, the value of r) also changes continuously.
【0041】上記に挙げた化合物の中でも、本発明にお
いてはM1 がSnである場合が好ましく、一般式(1
0)で表される。 SnM3pM5qM7r 一般式(10) 式中、M3 はSi 、Ge 、Pb 、P、B、Alから選ば
れる少なくとも一種であり、好ましくはSi 、Ge 、
P、B、Alであり、特に好ましくはSi 、P、B、A
lである。M5 はLi,Na,K,Rb,Cs,Mg,
Ca,Sr,Baから選ばれる少なくとも一種であり、
好ましくはCs、Mgで、特に好ましくはMgである。
M7 はO、Sから選ばれる少なくとも一種であり、好ま
しくはOである。p 、q は各々0.001〜10であ
り、好ましくは0.01〜5であり、さらに好ましくは
0.01〜1.5であり、特に好ましくは0.7〜1.
5である。r は1.00〜50であり、好ましくは1.
00〜26であり、特に好ましくは1.02〜6であ
る。Among the compounds listed above, in the present invention, it is preferable that M 1 is Sn, and the compound represented by the general formula (1
0). SnM 3 pM 5 qM 7 r Formula (10) In the formula, M 3 is at least one selected from Si, Ge, Pb, P, B, and Al, preferably Si, Ge,
P, B, Al, particularly preferably Si, P, B, A
l. M 5 is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg,
At least one selected from Ca, Sr, and Ba,
Preferably, it is Cs or Mg, particularly preferably Mg.
M 7 is at least one selected from O and S, and is preferably O. p and q are each 0.001 to 10, preferably 0.01 to 5, more preferably 0.01 to 1.5, and particularly preferably 0.7 to 1.
5 r is 1.00 to 50, preferably 1.r
00 to 26, particularly preferably 1.02 to 6.
【0042】本発明の負極材料の例を以下に示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。SnAl0.4
B0.5 P0.5 K0.1 O3.65、SnAl0.4 B0.5 P0.5
Na0.2 O3.7 、SnAl0.4 B0.3 P0.5 Rb0.2 O
3.4 、SnAl0.4 B0.5 P0.5 Cs0.1 O3.65、Sn
Al0.4 B0.5 P0.5 K0.1 Ge0.05O3.85、SnAl
0.4 B0.5 P0.5 K0.1 Mg0.1 Ge0.02O3.83、Sn
Al0.4 B0.4 P0.4 O3.2 、SnAl0.3 B0.5 P
0.2 O2.7 、SnAl0.3 B0.5 P0.2 O2.7 、SnA
l0.4 B0.5 P0.3 Ba0.08Mg0.08O3.26、SnAl
0.4 B0.4 P0.4 Ba0.08O3.28、SnAl0.4 B0.5
P0.5 O3.6 、SnAl0.4 B0.5 P0.5 Mg0.1 O
3.7 。Examples of the negative electrode material of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. SnAl 0.4
B 0.5 P 0.5 K 0.1 O 3.65 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5
Na 0.2 O 3.7 , SnAl 0.4 B 0.3 P 0.5 Rb 0.2 O
3.4, SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 Cs 0.1 O 3.65, Sn
Al 0.4 B 0.5 P 0.5 K 0.1 Ge 0.05 O 3.85 , SnAl
0.4 B 0.5 P 0.5 K 0.1 Mg 0.1 Ge 0.02 O 3.83 , Sn
Al 0.4 B 0.4 P 0.4 O 3.2 , SnAl 0.3 B 0.5 P
0.2 O 2.7 , SnAl 0.3 B 0.5 P 0.2 O 2.7 , SnA
l 0.4 B 0.5 P 0.3 Ba 0.08 Mg 0.08 O 3.26 , SnAl
0.4 B 0.4 P 0.4 Ba 0.08 O 3.28 , SnAl 0.4 B 0.5
P 0.5 O 3.6 , SnAl 0.4 B 0.5 P 0.5 Mg 0.1 O
3.7 .
【0043】SnAl0.5 B0.4 P0.5 Mg0.1 F0.2
O3.65、SnB0.5 P0.5 Li0.1 Mg0.1 F0.2 O
3.05、SnB0.5 P0.5 K0.1 Mg0.1 F0.2 O3.05、
SnB0.5 P0.5 K0.05Mg0.05F0.1 O3.03、SnB
0.5 P0.5 K0.05Mg0.1 F0.2 O3.03、SnAl0.4
B0.5 P0.5 Cs0.1 Mg0.1 F0.2 O3.65、SnB
0.5 P0.5 Cs0.05Mg0.05F0.1 O3.03、SnB0.5
P0.5 Mg0.1 F0.1 O3.05、SnB0.5 P0.5 Mg
0.1 F0.2 O3、SnB0.5 P0.5 Mg0.1 F0.06O
3.07、SnB0.5 P0.5 Mg0.1 F0.14O3.03、SnP
Ba0.08O3.58、SnPK0.1 O3.55、SnPK0.05M
g0.05O3.58、SnPCs0.1 O3.55、SnPBa0.08
F0.08O3.54、SnPK0.1 Mg0.1 F0.2 O3.55、S
nPK0.05Mg0.05F0.1 O3.53、SnPCs0.1 Mg
0.1 F0.2O3.55、SnPCs0.05Mg0.05F0.1 O
3.53。SnAl 0.5 B 0.4 P 0.5 Mg 0.1 F 0.2
O 3.65 , SnB 0.5 P 0.5 Li 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O
3.05, SnB 0.5 P 0.5 K 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.05,
SnB 0.5 P 0.5 K 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O 3.03 , SnB
0.5 P 0.5 K 0.05 Mg 0.1 F 0.2 O 3.03 , SnAl 0.4
B 0.5 P 0.5 Cs 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.65, SnB
0.5 P 0.5 Cs 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O 3.03 , SnB 0.5
P 0.5 Mg 0.1 F 0.1 O 3.05 , SnB 0.5 P 0.5 Mg
0.1 F 0.2 O 3 , SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.06 O
3.07 , SnB 0.5 P 0.5 Mg 0.1 F 0.14 O 3.03 , SnP
Ba 0.08 O 3.58 , SnPK 0.1 O 3.55 , SnPK 0.05 M
g 0.05 O 3.58 , SnPCs 0.1 O 3.55 , SnPBa 0.08
F 0.08 O 3.54 , SnPK 0.1 Mg 0.1 F 0.2 O 3.55 , S
nPK 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O 3.53 , SnPCs 0.1 Mg
0.1 F 0.2 O 3.55 , SnPCs 0.05 Mg 0.05 F 0.1 O
3.53 .
【0044】Sn1.1 Al0.4 B0.2 P0.6 Ba0.08F
0.08O3.54、Sn1.1 Al0.4 B0.2 P0.6 Li0.1 K
0.1 Ba0.1 F0.1 O3.65、Sn1.1Al0.4 B0.4 P
0.4 Ba0.08O3.34、Sn1.1 Al0.4 PCs0.05O
4.23、Sn1.1 Al0.4 PK0.05O4.23、Sn1.2 Al
0.5 B0.3 P0.4 Cs0.2 O3.5、Sn1.2 Al0.4 B
0.2 P0.6 Ba0.08O3.68、Sn1.2 Al0.4 B0.2 P
0.6 Ba0.08F0.08O3.64、Sn1.2 Al0.4 B0.2 P
0.6 Mg0.04Ba0.04O3.68、Sn1.2 Al0.4 B0.3
P0.5 Ba0.08O3.58、Sn1.3 Al0.3 B0.3 P0.4
Na0.2 O3.3 、Sn1.3 Al0.2 B0.4 P0.4 Ca
0.2 O3.4 、Sn1.3 Al0.4 B0.4 P0.4 Ba0.2 O
3.6 、Sn1.4 Al0.4 PK0.2 O4.6 、Sn1.4 Al
0.2 Ba0.1 PK0.2 O4.45、Sn1.4 Al0.2 Ba
0.2 PK0.2 O4.6 、Sn1.4 Al0.4 Ba0.2 PK
0.2 Ba0.1 F0.2 O4.9 、Sn1.4 Al0.4 PK0.3
O4.65、Sn1.5 Al0.2 PK0.2 O4.4 、Sn1.5A
l0.4 PK0.1 O4.65、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05O
4.63、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05Mg0.1 F0.2 O
4.63。Sn 1.1 Al 0.4 B 0.2 P 0.6 Ba 0.08 F
0.08 O 3.54 , Sn 1.1 Al 0.4 B 0.2 P 0.6 Li 0.1 K
0.1 Ba 0.1 F 0.1 O 3.65, Sn 1.1 Al 0.4 B 0.4 P
0.4 Ba 0.08 O 3.34 , Sn 1.1 Al 0.4 PCs 0.05 O
4.23 , Sn 1.1 Al 0.4 PK 0.05 O 4.23 , Sn 1.2 Al
0.5 B 0.3 P 0.4 Cs 0.2 O 3.5 , Sn 1.2 Al 0.4 B
0.2 P 0.6 Ba 0.08 O 3.68 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.2 P
0.6 Ba 0.08 F 0.08 O 3.64 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.2 P
0.6 Mg 0.04 Ba 0.04 O 3.68 , Sn 1.2 Al 0.4 B 0.3
P 0.5 Ba 0.08 O 3.58 , Sn 1.3 Al 0.3 B 0.3 P 0.4
Na 0.2 O 3.3 , Sn 1.3 Al 0.2 B 0.4 P 0.4 Ca
0.2 O 3.4 , Sn 1.3 Al 0.4 B 0.4 P 0.4 Ba 0.2 O
3.6 , Sn 1.4 Al 0.4 PK 0.2 O 4.6 , Sn 1.4 Al
0.2 Ba 0.1 PK 0.2 O 4.45 , Sn 1.4 Al 0.2 Ba
0.2 PK 0.2 O 4.6 , Sn 1.4 Al 0.4 Ba 0.2 PK
0.2 Ba 0.1 F 0.2 O 4.9 , Sn 1.4 Al 0.4 PK 0.3
O 4.65 , Sn 1.5 Al 0.2 PK 0.2 O 4.4 , Sn 1.5 A
l 0.4 PK 0.1 O 4.65 , Sn 1.5 Al 0.4 PCs 0.05 O
4.63 , Sn 1.5 Al 0.4 PCs 0.05 Mg 0.1 F 0.2 O
4.63 .
【0045】SnSi0.5 Al0.1 B0.2 P0.1 Ca
0.4 O3.1 、SnSi0.4 Al0.2 B0.4 O2.7 、Sn
Si0.5 Al0.2 B0.1 P0.1 Mg0.1 O2.8 、SnS
i0.6 Al0.2 B0.2 O2.8 、SnSi0.5 Al0.3 B
0.4 P0.2 O3.55、SnSi0.5 Al0.3 B0.4 P0.5
O4.30、SnSi0.6 Al0.1 B0.1 P0.3 O3.25、S
nSi0.6 Al0.1 B0.1 P0.1 Ba0.2 O2.95、Sn
Si0.6 Al0.1 B0.1 P0.1 Ca0.2 O2.95、SnS
i0.6 Al0.4 B0.2 Mg0.1 O3.2 、SnSi0.6 A
l0.1 B0.3 P0.1 O3.05、SnSi0.6 Al0.2 Mg
0.2 O2.7 、SnSi0.6 Al0.2 Ca0.2 O2.7 、S
nSi0.6 Al0.2 P0.2 O3 、SnSi0.6 B0.2 P
0.2 O3 、 SnSi0.8 Al0.2 O2.9 、SnSi
0.8 Al0.3 B0.2 P0.2 O3.85、SnSi0.8B0.2
O2.9 、SnSi0.8 Ba0.2 O2.8 、SnSi0.8 M
g0.2 O2.8 、SnSi0.8 Ca0.2 O2.8 、SnSi
0.8 P0.2 O3.1 。SnSi 0.5 Al 0.1 B 0.2 P 0.1 Ca
0.4 O 3.1 , SnSi 0.4 Al 0.2 B 0.4 O 2.7 , Sn
Si 0.5 Al 0.2 B 0.1 P 0.1 Mg 0.1 O 2.8 , SnS
i 0.6 Al 0.2 B 0.2 O 2.8 , SnSi 0.5 Al 0.3 B
0.4 P 0.2 O 3.55 , SnSi 0.5 Al 0.3 B 0.4 P 0.5
O 4.30 , SnSi 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.3 O 3.25 , S
nSi 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ba 0.2 O 2.95 , Sn
Si 0.6 Al 0.1 B 0.1 P 0.1 Ca 0.2 O 2.95 , SnS
i 0.6 Al 0.4 B 0.2 Mg 0.1 O 3.2 , SnSi 0.6 A
l 0.1 B 0.3 P 0.1 O 3.05 , SnSi 0.6 Al 0.2 Mg
0.2 O 2.7 , SnSi 0.6 Al 0.2 Ca 0.2 O 2.7 , S
nSi 0.6 Al 0.2 P 0.2 O 3 , SnSi 0.6 B 0.2 P
0.2 O 3 , SnSi 0.8 Al 0.2 O 2.9 , SnSi
0.8 Al 0.3 B 0.2 P 0.2 O 3.85 , SnSi 0.8 B 0.2
O 2.9 , SnSi 0.8 Ba 0.2 O 2.8 , SnSi 0.8 M
g 0.2 O 2.8 , SnSi 0.8 Ca 0.2 O 2.8 , SnSi
0.8 P 0.2 O 3.1 .
【0046】Sn0.9 Mn0.3 B0.4 P0.4 Ca0.1 R
b0.1 O2.95、Sn0.9 Fe0.3 B0.4 P0.4 Ca0.1
Rb0.1 O2.95、Sn0.8 Pb0.2 Ca0.1 P0.9 O
3.35、Sn0.3 Ge0.7 Ba0.1 P0.9 O3.35、Sn
0.9 Mn0.1 Mg0.1 P0.9 O3.35、Sn0.2 Mn0.8
Mg0.1 P0.9O3.35、Sn0.7 Pb0.3 Ca0.1 P
0.9 O3.35、Sn0.2 Ge0.8 Ba0.1 P0.9 O3.35。Sn 0.9 Mn 0.3 B 0.4 P 0.4 Ca 0.1 R
b 0.1 O 2.95 , Sn 0.9 Fe 0.3 B 0.4 P 0.4 Ca 0.1
Rb 0.1 O 2.95 , Sn 0.8 Pb 0.2 Ca 0.1 P 0.9 O
3.35 , Sn 0.3 Ge 0.7 Ba 0.1 P 0.9 O 3.35 , Sn
0.9 Mn 0.1 Mg 0.1 P 0.9 O 3.35 , Sn 0.2 Mn 0.8
Mg 0.1 P 0.9 O 3.35 , Sn 0.7 Pb 0.3 Ca 0.1 P
0.9 O 3.35 , Sn 0.2 Ge 0.8 Ba 0.1 P 0.9 O 3.35 .
【0047】上記焼成されて得られた化合物の化学式
は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分
光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の重量差から
算出できる。The chemical formula of the compound obtained by firing can be calculated from an inductively coupled plasma (ICP) emission spectral analysis method as a measuring method and a weight difference between the powders before and after firing as a simple method.
【0048】本発明の負極材料への軽金属挿入量は、そ
の軽金属の析出電位に近似するまででよいが、例えば、
負極材料当たり50〜700モル%が好ましいが、特
に、100〜600モル%が好ましい。その放出量は挿
入量に対して多いほど好ましい。軽金属の挿入方法は、
電気化学的、化学的、熱的方法が好ましい。電気化学的
方法は、正極活物質に含まれる軽金属を電気化学的に挿
入する方法や軽金属あるいはその合金から直接電気化学
的に挿入する方法が好ましい。化学的方法は、軽金属と
の混合、接触あるいは、有機金属、例えば、ブチルリチ
ウム等と反応させる方法がある。電気化学的方法、化学
的方法が好ましい。該軽金属はリチウムあるいはリチウ
ムイオンが特に好ましい。The amount of the light metal to be inserted into the negative electrode material of the present invention may be close to the deposition potential of the light metal.
The amount is preferably from 50 to 700 mol%, more preferably from 100 to 600 mol%, per negative electrode material. It is preferable that the release amount be larger than the insertion amount. How to insert light metal
Electrochemical, chemical and thermal methods are preferred. As the electrochemical method, a method of electrochemically inserting a light metal contained in the positive electrode active material or a method of directly electrochemically inserting a light metal or an alloy thereof from a light metal is preferable. As a chemical method, there is a method of mixing or contacting with a light metal or a method of reacting with an organic metal such as butyllithium. Electrochemical and chemical methods are preferred. The light metal is particularly preferably lithium or lithium ion.
【0049】本発明においては、以上示したような一般
式(9)、(10)で示される化合物を主として負極材
料として用いることにより、より充放電サイクル特性の
優れた、かつ高い放電電圧、高容量で安全性が高く,高
電流特性が優れた非水電解液二次電池を得ることができ
る。本発明において、特に優れた効果を得ることができ
るのはSnを含有し且つSnの価数が2価で存在する化
合物を負極材料として用いることである。Snの価数は
化学滴定操作によって求めることができる。例えばPhys
ics and Chemistry of Glasses Vol.8 No.4 (1967)の1
65頁に記載の方法で分析することができる。また、S
nの固体核磁気共鳴(NMR)測定によるナイトシフト
から決定することも可能である。例えば、幅広測定にお
いて金属Sn(0価のSn)はSn(CH3 )4 に対し
て7000ppm付近と極端に低磁場にピークが出現す
るのに対し、SnO(=2価)では100ppm付近、
SnO2 (=4価)では−600ppm付近に出現す
る。このように同じ配位子を有する場合ナイトシフトが
中心金属であるSnの価数に大きく依存するので、119
Sn−NMR測定で求められたピーク位置で価数の決定
が可能となる。本発明の負極材料に各種化合物を含ませ
ることができる。例えば、遷移金属(Sc、Ti、V、
Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Z
r、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、C
d、ランタノイド系金属、Hf、Ta、W、Re、O
s、Ir、Pt、Au、Hg)や周期表17族元素
(F、Cl)を含ませることができる。また電子伝導性
をあげる各種化合物(例えば、Sb、In、Nbの化合
物)のドーパントを含んでもよい。添加する化合物の量
は0〜20モル%が好ましい。In the present invention, the compounds represented by the general formulas (9) and (10) as described above are mainly used as the negative electrode material, whereby the charge and discharge cycle characteristics are more excellent, the discharge voltage is high and the discharge voltage is high. It is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery that has high capacity, high safety, and excellent high current characteristics. In the present invention, a particularly excellent effect can be obtained by using a compound containing Sn and having a divalent Sn valence as the negative electrode material. The valence of Sn can be determined by a chemical titration operation. For example, Phys
ics and Chemistry of Glasses Vol.8 No.4 (1967)
It can be analyzed by the method described on page 65. Also, S
It can also be determined from the night shift by n solid state nuclear magnetic resonance (NMR) measurement. For example, in wide measurement, Sn (zero-valent Sn) has a peak in an extremely low magnetic field of around 7,000 ppm with respect to Sn (CH 3 ) 4 , whereas SnO (= 2 valence) has a peak of around 100 ppm.
In SnO 2 (= tetravalent), it appears near −600 ppm. Since the case Knight shift having the same ligand depends largely on the valency of Sn, which is the center metal, 119
The valence can be determined at the peak position determined by Sn-NMR measurement. Various compounds can be included in the negative electrode material of the present invention. For example, transition metals (Sc, Ti, V,
Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Z
r, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, C
d, lanthanoid metal, Hf, Ta, W, Re, O
s, Ir, Pt, Au, Hg) and Group 17 elements of the periodic table (F, Cl). Further, it may contain dopants of various compounds (for example, compounds of Sb, In, and Nb) that increase electron conductivity. The amount of the compound added is preferably 0 to 20 mol%.
【0050】本発明における一般式(9)、(10)で
示される酸化物を主体とする複合酸化物の合成法は焼成
法、溶液法いずれの方法も採用することができる。例え
ば焼成法について詳細に説明するとM1 化合物、M2 化
合物とM4 化合物(M1 、M2 は相異なりSi、Ge、
Sn、Pb、P、B、Al、Sb、M4 はMg,Ca,
Sr,Ba)を混合し、焼成せしめればよい。Sn化合
物としてはたとえばSnO、SnO2 、Sn2 O3 、S
n3 O4 、Sn7 O13・H2 O、Sn8 O15、水酸化第
一錫、オキシ水酸化第二錫、亜錫酸、蓚酸第一錫、燐酸
第一錫、オルト錫酸、メタ錫酸、パラ錫酸、弗化第一
錫、弗化第二錫、塩化第一錫、塩化第二錫、ピロリン酸
第一錫、リン化錫、硫化第一錫、硫化第二錫、等を挙げ
ることができる。Si化合物としてはたとえばSi
O2 、SiO、テトラメチルシラン、テトラエチルシラ
ン等の有機珪素化合物、テトラメトキシシラン、テトラ
エトキシシラン等のアルコキシシラン化合物、トリクロ
ロハイドロシラン等のハイドロシラン化合物を挙げるこ
とができる。Ge化合物としてはたとえばGeO2 、G
eO、ゲルマニウムテトラメトキシド、ゲルマニウムテ
トラエトキシド等のアルコキシゲルマニウム化合物等を
挙げることができる。Pb化合物としてはたとえばPb
O2 、PbO、Pb2 O3 、Pb3 O4 、硝酸鉛、炭酸
鉛、蟻酸鉛、酢酸鉛、四酢酸鉛、酒石酸鉛、鉛ジエトキ
シド、鉛ジ(イソプロポキシド)等を挙げることができ
る。P化合物としてはたとえば五酸化リン、オキシ塩化
リン、五塩化リン、三塩化リン、三臭化リン、トリメチ
ルリン酸、トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸、ピ
ロリン酸第一錫、リン酸ホウ素等を挙げることができ
る。B化合物としてはたとえば三二酸化ホウ素、三塩化
ホウ素、三臭化ホウ素、炭化ホウ素、ほう酸、ほう酸ト
リメチル、ほう酸トリエチル、ほう酸トリプロピル、ほ
う酸トリブチル、リン化ホウ素、リン酸ホウ素等を挙げ
ることができる。Al化合物としてはたとえば酸化アル
ミニウム(α−アルミナ、β−アルミナ)、ケイ酸アル
ミニウム、アルミニウムトリ−iso−プロポキシド、
亜テルル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ホウ化ア
ルミニウム、リン化アルミニウム、リン酸アルミニウ
ム、乳酸アルミニウム、ほう酸アルミニウム、硫化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム、ホウ化アルミニウム等を
挙げることができる。Sb化合物としてはたとえば三酸
化二アンチモン、トリフェニルアンチモン等を挙げるこ
とができる。As the method for synthesizing the composite oxide mainly composed of the oxides represented by the general formulas (9) and (10) in the present invention, either a firing method or a solution method can be adopted. For example, the firing method will be described in detail. M 1 compound, M 2 compound and M 4 compound (M 1 , M 2 are different from each other in Si, Ge,
Sn, Pb, P, B, Al, Sb, M 4 are Mg, Ca,
Sr, Ba) may be mixed and fired. Examples of Sn compounds include SnO, SnO 2 , Sn 2 O 3 , and S.
n 3 O 4 , Sn 7 O 13 · H 2 O, Sn 8 O 15 , stannous hydroxide, stannic oxyhydroxide, stannic acid, stannous oxalate, stannous phosphate, orthostannic acid, Metastannic acid, parastannic acid, stannous fluoride, stannic fluoride, stannous chloride, stannic chloride, stannous pyrophosphate, tin phosphide, stannous sulfide, stannic sulfide, Etc. can be mentioned. Examples of the Si compound include Si
Examples thereof include organic silicon compounds such as O 2 , SiO, tetramethylsilane and tetraethylsilane, alkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and hydrosilane compounds such as trichlorohydrosilane. Examples of the Ge compound include GeO 2 and G
Examples thereof include alkoxy germanium compounds such as eO, germanium tetramethoxide, and germanium tetraethoxide. Examples of the Pb compound include Pb
O 2 , PbO, Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , lead nitrate, lead carbonate, lead formate, lead acetate, lead tetraacetate, lead tartrate, lead diethoxide, lead di (isopropoxide) and the like can be mentioned. . Examples of the P compound include phosphorus pentoxide, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, stannous pyrophosphate, boron phosphate and the like. Can be mentioned. Examples of the B compound include boron trioxide, boron trichloride, boron tribromide, boron carbide, boric acid, trimethyl borate, triethyl borate, tripropyl borate, tributyl borate, boron phosphide, boron phosphate and the like. Examples of the Al compound include aluminum oxide (α-alumina, β-alumina), aluminum silicate, aluminum tri-iso-propoxide,
Examples thereof include aluminum tellurite, aluminum chloride, aluminum boride, aluminum phosphide, aluminum phosphate, aluminum lactate, aluminum borate, aluminum sulfide, aluminum sulfate and aluminum boride. Examples of the Sb compound include diantimony trioxide and triphenylantimony.
【0051】Mg,Ca,Sr,Ba化合物としては、
各々の酸化塩、水酸化塩、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、
硝酸塩、アルミニウム化合物等を挙げることができる。As the Mg, Ca, Sr and Ba compounds,
Each oxide, hydroxide, carbonate, phosphate, sulfate,
Nitrate, aluminum compound and the like can be mentioned.
【0052】焼成条件としては、昇温速度として昇温速
度毎分4℃以上2000℃以下であることが好ましく、
さらに好ましくは6℃以上2000℃以下である。とく
に好ましくは10℃以上2000℃以下であり、かつ焼
成温度としては250℃以上1500℃以下であること
が好ましく、さらに好ましくは350℃以上1500℃
以下であり、とくに好ましくは500℃以上1500℃
以下であり、かつ焼成時間としては0.01時間以上1
00時間以下であることが好ましく、さらに好ましくは
0.5時間以上70時間以下であり、とくに好ましくは
1時間以上20時間以下であり、かつ降温速度としては
毎分2℃以上107 ℃以下であることが好ましく、さら
に好ましくは4℃以上107 ℃以下であり、とくに好ま
しくは6℃以上107 ℃以下であり、特に好ましくは1
0℃以上107 ℃以下である。本発明における昇温速度
とは「焼成温度(℃表示)の50%」から「焼成温度
(℃表示)の80%」に達するまでの温度上昇の平均速
度であり、本発明における降温速度とは「焼成温度(℃
表示)の80%」から「焼成温度(℃表示)の50%」
に達するまでの温度降下の平均速度である。降温は焼成
炉中で冷却してもよくまた焼成炉外に取り出して、例え
ば水中に投入して冷却してもよい。またセラミックスプ
ロセッシング(技報堂出版 1987)217頁記載の
gun法・Hammer−Anvil法・slap法・
ガスアトマイズ法・プラズマスプレー法・遠心急冷法・
melt drag法などの超急冷法を用いることもで
きる。またニューガラスハンドブック(丸善 199
1)172頁記載の単ローラー法、双ローラ法を用いて
冷却してもよい。焼成中に溶融する材料の場合には、焼
成中に原料を供給しつつ焼成物を連続的に取り出しても
よい。焼成中に溶融する材料の場合には融液を撹拌する
ことが好ましい。The firing conditions are preferably a temperature rising rate of 4 ° C. or more and 2000 ° C. or less per minute.
More preferably, it is 6 ° C. or higher and 2000 ° C. or lower. It is particularly preferably 10 ° C or more and 2000 ° C or less, and the firing temperature is preferably 250 ° C or more and 1500 ° C or less, more preferably 350 ° C or more and 1500 ° C or less.
Or less, particularly preferably 500 ° C. or more and 1500 ° C.
And the firing time is 0.01 hours or more 1
The heating time is preferably not more than 00 hours, more preferably not less than 0.5 hours and not more than 70 hours, particularly preferably not less than 1 hour and not more than 20 hours, and the temperature decreasing rate is not less than 2 ° C. and not more than 107 ° C. per minute. The temperature is more preferably 4 ° C to 107 ° C, particularly preferably 6 ° C to 107 ° C, particularly preferably 1 ° C to 107 ° C.
It is above 0 ° C and below 10 7 ° C. The rate of temperature rise in the present invention is an average rate of temperature rise from “50% of firing temperature (displayed in ° C)” to “80% of firing temperature (displayed in ° C)”. "Firing temperature (℃
80% of the display) to “50% of the firing temperature (° C)”
Is the average rate of temperature drop to reach. The temperature may be cooled in a firing furnace, or may be taken out of the firing furnace and put into, for example, water for cooling. In addition, the gun method, Hammer-Anvil method, slap method, and the like described in page 217 of ceramics processing (Gihodo Shuppan 1987).
Gas atomizing method, plasma spray method, centrifugal quenching method,
An ultra-quenching method such as a melt drag method can also be used. See also New Glass Handbook (Maruzen 199
1) Cooling may be performed using a single roller method or a twin roller method described on page 172. In the case of a material that melts during firing, a fired product may be continuously taken out while supplying raw materials during firing. In the case of a material that melts during firing, it is preferable to stir the melt.
【0053】焼成ガス雰囲気は好ましくは酸素含有率が
5体積%以下の雰囲気であり、さらに好ましくは不活性
ガス雰囲気である。不活性ガスとしては例えば窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン等が挙げられ
る。The firing gas atmosphere is preferably an atmosphere having an oxygen content of 5% by volume or less, and more preferably an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium, krypton, xenon, and the like.
【0054】本発明で用いられる一般式(9)、(1
0)で示される化合物の平均粒子サイズは0.1〜60
μm が好ましく、1.0〜30μm が特に好ましく、
2.0〜20μm がさらに好ましい。所定の粒子サイズ
にするには、良く知られた粉砕機や分級機が用いられ
る。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボー
ルミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型
ジェットミルや篩などが用いられる。粉砕時には水、あ
るいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も
必要に応じて行うことが出来る。所望の粒径とするため
には分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に
限定はなく、篩、風力分級機、水ひなどを必要に応じて
用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いるこ
とができる。General formulas (9) and (1 used in the present invention
The average particle size of the compound represented by 0) is 0.1 to 60.
μm is preferable, 1.0 to 30 μm is particularly preferable,
2.0 to 20 μm is more preferable. In order to obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling airflow type jet mill, a sieve and the like are used. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can also be performed as necessary. Classification is preferably performed to obtain a desired particle size. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, a drainage, and the like can be used as necessary. Classification can be performed both in a dry type and a wet type.
【0055】本発明で用いられるより好ましいリチウム
含有遷移金属酸化物正極材料としては、リチウム化合物
/遷移金属化合物(ここで遷移金属とは、Ti、V、C
r、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Wから選ばれる少
なくとも1種)の合計のモル比が0.3〜2.2になる
ように混合して合成することが好ましい。本発明で用い
られるとくに好ましいリチウム含有遷移金属酸化物正極
材料としては、リチウム化合物/遷移金属化合物(ここ
で遷移金属とは、V、Cr、Mn、Fe、Co、Niか
ら選ばれる少なくとも1種)の合計のモル比が0.3〜
2.2になるように混合して合成することが好ましい。
本発明で用いられるとくに好ましいリチウム含有遷移金
属酸化物正極材料とは、Lix QOy (ここでQは主と
して、その少なくとも一種がCo、Mn、Ni、V、F
eを含む遷移金属)、x=0.02〜1.2、y=1.
4〜3)であることが好ましい。Qとしては遷移金属以
外にAl、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、B
i、Si、P、Bなどを混合してもよい。混合量は遷移
金属に対して0〜30モル%が好ましい。A more preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode material used in the present invention is a lithium compound / transition metal compound (wherein the transition metal means Ti, V, C).
It is preferable to mix and synthesize so that the total molar ratio of r, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, and W) is 0.3 to 2.2. As a particularly preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode material used in the present invention, a lithium compound / transition metal compound (wherein the transition metal is at least one selected from V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni) The total molar ratio of
It is preferable to synthesize them by mixing them to 2.2.
Particularly preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode material used in the present invention is Li x QO y (wherein Q is mainly at least one of Co, Mn, Ni, V and F).
e), x = 0.02 to 1.2, y = 1.
It is preferably 4 to 3). As Q, in addition to transition metals, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, B
You may mix i, Si, P, B, etc. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol% with respect to the transition metal.
【0056】本発明で用いられるさらに好ましいリチウ
ム含有金属酸化物正極材料としては、Lix CoO2 、
Lix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Coa Ni
1-a O2 、Lix Cob V1-b Oz 、Lix Cob Fe
1-b O2 、Lix Mn2 O4 、Lix Mnc Co2-c O
4 、Lix Mnc Ni2-c O4 、Lix Mnc V2-c O
4 、Lix Mnc Fe2-c O4 (ここでx=0.02〜
1.2、a=0.1〜0.9、b=0.8〜0.98、
c=1.6〜1.96、z=2.01〜2.3)があげ
られる。本発明で用いられる最も好ましいリチウム含有
遷移金属酸化物正極材料としては、Lix CoO2 、L
ix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Coa Ni1-a
O2 、Lix Mn2 O4 、Lix Cob V1-b Oz (こ
こでx=0.02〜1.2、a=0.1〜0.9、b=
0.9〜0.98、z=2.01〜2.3)があげられ
る。ここで、上記のx値は、充放電開始前の値であり、
充放電により増減する。More preferable lithium-containing metal oxide positive electrode materials used in the present invention are Li x CoO 2 and
Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni
1-a O 2 , Li x Co b V 1-b O z , Li x Co b Fe
1-b O 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x Mn c Co 2-c O
4 , Li x Mn c Ni 2-c O 4 , Li x Mn c V 2-c O
4, Li x Mn c Fe 2 -c O 4 ( wherein x = 0.02 to
1.2, a = 0.1 to 0.9, b = 0.8 to 0.98,
c = 1.6 to 1.96 and z = 2.01 to 2.3). The most preferable lithium-containing transition metal oxide positive electrode material used in the present invention is Li x CoO 2 , L
i x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni 1-a
O 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x Co b V 1-b O z (where x = 0.02 to 1.2, a = 0.1 to 0.9, b =
0.9 to 0.98, z = 2.01 to 2.3). Here, the above-mentioned x value is a value before the start of charging / discharging,
Increases / decreases due to charge / discharge.
【0057】本発明で使用出来る導電性の炭素化合物と
しては、構成された電池において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。具体例として
は、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、石
油コークス、石炭コークス、セルロース類、糖類、メソ
フェーズピッチ等の高温焼成体、気相成長黒鉛等の人工
黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブラック、ファー
ネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラッ
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、アスファルトピッチ、コールタール、活性
炭、メソフューズピッチ、ポリアセン等をあげることが
出来る。これらの中では、グラファイトやカーボンブラ
ックが好ましい。炭素系以外の導電剤として、金属繊維
等の導電性繊維類、銅、ニッケル、アルミニウム、銀等
の金属粉類、酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウ
ィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物等を単独
またはこれらの混合物を必要に応じて含ませることが出
来る。The conductive carbon compound that can be used in the present invention may be any electron conductive material that does not undergo a chemical change in the constructed battery. Specific examples include flake graphite, flake graphite, natural graphite such as earthy graphite, petroleum coke, coal coke, celluloses, sugars, high-temperature fired bodies such as mesophase pitch, and graphite such as artificial graphite such as vapor-grown graphite. Carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, channel black, lamp black and thermal black, asphalt pitch, coal tar, activated carbon, meso fuse pitch, polyacene and the like. Of these, graphite and carbon black are preferable. As non-carbon conductive agents, conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metals such as titanium oxide. Oxides and the like can be included alone or as a mixture thereof as required.
【0058】導電剤の合剤層への添加量は、負極材料ま
たは正極材料に対し6〜50重量%であることが好まし
く、特に6〜30重量%であることが好ましい。カーボ
ンや黒鉛では、6〜20重量%であることがが特に好ま
しい。The amount of the conductive agent added to the mixture layer is preferably 6 to 50% by weight, more preferably 6 to 30% by weight, based on the negative electrode material or the positive electrode material. In the case of carbon or graphite, the content is particularly preferably 6 to 20% by weight.
【0059】本発明で用いる電極合剤を保持するための
結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を
有するポリマーを一種またはこれらの混合物を用いるこ
とが出来る。好ましい結着剤としては、でんぷん、カル
ボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセル
ロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸Na、
ポリアクリル酸、ポリアクリル酸Na、ポリビニルフェ
ノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポ
リヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレンーマレイ
ン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリ
ド、ポリテトラフルロロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共
重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン
−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルア
セタール樹脂、メチルメタアクリレート、2ーエチルヘ
キシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを
含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メ
タ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、
ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビ
ニルエステル共重合体、スチレンーブタジエン共重合
体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、ポリブタ
ジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオ
キシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテル
ポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョ
ンを挙げることが出来る。特にポリアクリル酸エステル
系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが好まし
い。これらの結着剤は単独または混合して用いることが
出来る。その合剤中の結着剤の含有量は、少ないと電極
合剤の保持力・凝集力が弱くまたサイクル性が悪く、多
すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位重
量あたりの容量が減少し、さらに導電性が低下し、容量
は減少する。結着剤の含有量は、特に限定されないが、
電極合剤中1〜30重量%が好ましく、特に2〜10重
量%が好ましい。As the binder for holding the electrode mixture used in the present invention, a polysaccharide, a thermoplastic resin, a polymer having rubber elasticity, or a mixture thereof can be used. Preferred binders include starch, carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, sodium alginate,
Water-soluble polymers such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinylphenol, polyvinylmethylether, polyvinylalcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetra Fluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfone (Meth) acrylates containing (meth) acrylic esters such as activated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, and 2-ethylhexyl acrylate Acrylic acid ester copolymer, (meth) acrylic acid ester - acrylonitrile copolymer,
Polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene butadiene copolymer, acrylonitrile butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluoro rubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate Emulsions (latex) or suspensions of polyurethane resins, polyester resins, phenol resins, epoxy resins and the like can be given. In particular, polyacrylic ester latex, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are preferable. These binders can be used alone or as a mixture. When the content of the binder in the mixture is small, the holding power / cohesion of the electrode mixture is weak and the cycleability is poor, and when the content is too large, the electrode volume increases and the capacity per unit weight or unit weight of the electrode increases. It decreases, the conductivity decreases, and the capacity decreases. The content of the binder is not particularly limited,
It is preferably 1 to 30% by weight, and particularly preferably 2 to 10% by weight in the electrode mixture.
【0060】本発明の負極合剤または正極合剤ペースト
の調製は、水系で行うことが好ましい。合剤ペーストの
調製は、まず活物質および導電剤を混合し、結着剤(樹
脂粉体のサスペンジョンまたはエマルジョン(ラテック
ス)状のもので1μm以下のものが好ましい。)および
水を加えて混練混合し、引続いて、ミキサー、ホモジナ
イザー、ディゾルバー、プラネタリミキサー、ペイント
シェイカー、サンドミル等の撹拌混合機、分散機で分散
して行うことが出来る。調製された正極活物質や負極活
物質の合剤ペーストは、集電体の上に塗布(コート)、
乾燥、圧縮されて、主に用いられる。塗布は種々の方法
で行うことが出来るが、例えば、リバースロール法、ダ
イレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストル
ージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディッ
プ法及びスクイーズ法を挙げることが出来る。ブレード
法、ナイフ法及びエクストルージョン法が好ましい。塗
布は、0.1〜100m/分の速度で実施されることが
好ましい。この際、合剤ペーストの液物性、乾燥性に合
わせて、上記塗布方法を選定することにより、良好な塗
布層の表面状態を得ることが出来る。その塗布層の厚
み、長さや巾は、電池の大きさにより決められるが、塗
布層の厚みは、乾燥後圧縮された状態で、1〜2000
μmが特に好ましい。The negative electrode mixture or the positive electrode mixture paste of the present invention is preferably prepared in an aqueous system. The mixture paste is prepared by first mixing the active material and the conductive agent, adding a binder (suspension of resin powder or emulsion (latex), preferably 1 μm or less) and water and kneading and mixing. Then, the mixture can be dispersed by using a mixer, a homogenizer, a dissolver, a planetary mixer, a paint shaker, a stirring mixer such as a sand mill, or a disperser. The prepared mixture paste of the positive electrode active material and the negative electrode active material is applied (coated) on the current collector,
Mainly used after being dried and compressed. Coating can be performed by various methods, for example, a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method. I can do it. The blade method, the knife method and the extrusion method are preferred. The coating is preferably performed at a speed of 0.1 to 100 m / min. At this time, by selecting the above-mentioned coating method in accordance with the liquid physical properties and drying properties of the mixture paste, a good surface state of the coating layer can be obtained. The thickness, length and width of the coating layer are determined according to the size of the battery, but the thickness of the coating layer is 1 to 2000 when compressed after drying.
μm is particularly preferred.
【0061】ペレットやシートの水分除去のための乾燥
又は脱水方法としては、一般に採用されている方法を利
用することができ、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電
子線及び低湿風を単独あるいは組み合わせて用いること
が出来る。温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特
に100〜250℃の範囲が好ましい。含水量は、電池
全体で2000ppm以下が好ましく、正極合剤、負極
合剤や電解液ではそれぞれ500ppm以下にすること
が充放電サイクル性の点で好ましい。As a drying or dehydrating method for removing water from the pellets or sheets, a generally adopted method can be used. Hot air, vacuum, infrared rays, far infrared rays, electron beams and low humidity air can be used alone or in combination. Can be used. The temperature is preferably in the range of 80 to 350C, particularly preferably in the range of 100 to 250C. The water content is preferably 2000 ppm or less for the whole battery, and is preferably 500 ppm or less for each of the positive electrode mixture, the negative electrode mixture and the electrolyte from the viewpoint of charge / discharge cycle characteristics.
【0062】シート状の電極合剤の圧縮は、一般に採用
されているプレス方法を用いることが出来るが、特に金
型プレス法やカレンダープレス法が好ましい。プレス圧
は、特に限定されないが、10kg/cm2 〜3t/c
m2 が好ましい。カレンダープレス法のプレス速度は、
0.1〜50m/分が好ましい。プレス温度は、室温〜
200℃が好ましい。For compression of the sheet-shaped electrode mixture, a generally adopted pressing method can be used, but a die pressing method and a calendar pressing method are particularly preferable. The pressing pressure is not particularly limited, but is 10 kg / cm 2 to 3 t / c.
m 2 is preferred. The press speed of the calendar press method is
0.1 to 50 m / min is preferred. Press temperature is room temperature ~
200 ° C. is preferred.
【0063】本発明で使用できる正極及び負極の支持体
即ち集電体は、材質として、正極にはアルミニウム、ス
テンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金で
あり、負極には銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、
またはこれらの合金であり、形態としては、箔、エキス
パンドメタル、パンチングメタル、金網である。特に、
正極にはアルミニウム箔、負極には銅箔が好ましい。The positive electrode and negative electrode supports, ie, current collectors, which can be used in the present invention, are made of aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or an alloy thereof for the positive electrode and copper, stainless steel for the negative electrode. Nickel, titanium,
Or, these are alloys, and are in the form of foil, expanded metal, punching metal, or wire mesh. Especially,
Aluminum foil is preferable for the positive electrode, and copper foil is preferable for the negative electrode.
【0064】本発明で使用できるセパレータは、イオン
透過度が大きく、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄
膜であれば良く、材質として、オレフィン系ポリマー、
フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミ
ド、ナイロン、ガラス繊維、アルミナ繊維が用いられ、
形態として、不織布、織布、微孔性フィルムが用いられ
る。特に、材質として、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンとポリエチレンの混合体、ポリプロ
ピレンとテフロンの混合体、ポリエチレンとテフロンの
混合体が好ましく、形態として微孔性フィルムであるも
のが好ましい。特に、孔径が0.01〜1μm、厚みが
5〜50μmの微孔性フィルムが好ましい。The separator that can be used in the present invention has a large ion permeability, has a predetermined mechanical strength, and is an insulating thin film.
Fluorine-based polymer, cellulose-based polymer, polyimide, nylon, glass fiber, alumina fiber is used,
As the form, a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In particular, the material is preferably polypropylene, polyethylene, a mixture of polypropylene and polyethylene, a mixture of polypropylene and Teflon, a mixture of polyethylene and Teflon, and the form is preferably a microporous film. In particular, a microporous film having a pore size of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferable.
【0065】電池の形状はボタン、コイン、シート、シ
リンダー、角などのいずれにも適用できる。電池は、ペ
レット、シート状あるいはセパレーターと共に巻回した
電極を電池缶に挿入し、缶と電極を電気的に接続し、電
解液を注入し封口して形成する。この時、安全弁を封口
板として用いることができる。更に電池の安全性を保証
するためにPTC素子を用いるのが好ましい。The shape of the battery can be applied to any of buttons, coins, sheets, cylinders, corners and the like. A battery is formed by inserting an electrode wound with a pellet, a sheet, or a separator into a battery can, electrically connecting the can and the electrode, injecting an electrolyte, and sealing the battery. At this time, a safety valve can be used as a sealing plate. Further, it is preferable to use a PTC element in order to guarantee the safety of the battery.
【0066】本発明で使用できる有底電池外装缶は材質
としてニッケルメッキを施した鉄鋼板、ステンレス鋼板
(SUS304、SUS304L,SUS304N、S
US316、SUS316L、SUS430、SUS4
44等)、ニッケルメッキを施したステンレス鋼板(同
上)、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、チタ
ン、銅であり、形状として、真円形筒状、楕円形筒状、
正方形筒状、長方形筒状である。特に、外装缶が負極端
子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、ニッケルメッキを
施した鉄鋼板が好ましく、外装缶が正極端子を兼ねる場
合は、ステンレス鋼板、アルミニウムまたはその合金が
好ましい。The bottomed battery outer can that can be used in the present invention is made of nickel-plated steel plate, stainless steel plate (SUS304, SUS304L, SUS304N, S).
US316, SUS316L, SUS430, SUS4
44, etc.), a nickel-plated stainless steel plate (same as above), aluminum or its alloy, nickel, titanium, and copper.
It has a square tubular shape and a rectangular tubular shape. In particular, when the outer can also serves as the negative electrode terminal, a stainless steel plate or a nickel-plated iron steel plate is preferable, and when the outer can also serves as the positive electrode terminal, a stainless steel plate, aluminum or an alloy thereof is preferable.
【0067】該シート状の合剤電極は、巻いたり、折っ
たりして缶に挿入し、缶とシートを電気的に接続し、電
解液を注入し、封口板を用いて電池缶を形成する。この
とき、安全弁を封口板として用いることが出来る。安全
弁の他、従来から知られている種々の安全素子を備えつ
けても良い。例えば、過電流防止素子として、ヒュー
ズ、バイメタル、PTC素子等が用いられる。また、安
全弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に
切込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板
亀裂方法を利用することが出来る。また、充電機に過充
電や過放電対策を組み込んだ回路を具備させても良い。The sheet-shaped mixture electrode is rolled or folded and inserted into a can, the can and the sheet are electrically connected, an electrolytic solution is injected, and a battery can is formed using a sealing plate. . At this time, a safety valve can be used as a sealing plate. In addition to the safety valve, various conventionally known safety elements may be provided. For example, a fuse, a bimetal, a PTC element, or the like is used as the overcurrent prevention element. In addition to the safety valve, as a countermeasure against an increase in the internal pressure of the battery can, a method of making a cut in the battery can, a gasket cracking method or a sealing plate cracking method can be used. Further, the charger may be provided with a circuit incorporating measures for overcharging and overdischarging.
【0068】電解液は、全量を1回で注入してもよい
が、2段階以上に分けて行うことが好ましい。2段階以
上に分けて注入する場合、それぞれの液は同じ組成で
も、違う組成(例えば、非水溶媒あるいは非水溶媒にリ
チウム塩を溶解した溶液を注入した後、前記溶媒より粘
度の高い非水溶媒あるいは非水溶媒にリチウム塩を溶解
した溶液を注入)でも良い。また、電解液の注入時間の
短縮等のために、電池缶を減圧(好ましくは500〜1
torr 、より好ましくは400〜10 torr )したり、
電池缶に遠心力や超音波をかけることを行ってもよい。The total amount of the electrolytic solution may be injected once, but it is preferable to perform the injection in two or more stages. In the case of injecting in two or more stages, even if each solution has the same composition, different compositions (for example, after injecting a non-aqueous solvent or a solution of a lithium salt dissolved in a non-aqueous solvent, a non-aqueous solvent having a higher viscosity than the solvent) A solution of a lithium salt dissolved in a solvent or a non-aqueous solvent may be injected). Further, in order to shorten the injection time of the electrolyte solution, the pressure of the battery can is reduced (preferably 500 to 1).
torr, more preferably 400 to 10 torr) or
Centrifugal force or ultrasonic waves may be applied to the battery can.
【0069】缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や
合金を用いることが出来る。例えば、鉄、ニッケル、チ
タン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウム等の金属
あるいはそれらの合金が用いられる。キャップ、缶、シ
ート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又は
交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用いる
ことが出来る。封口用シール剤は、アスファルト等の従
来から知られている化合物や混合物を用いることが出来
る。For the can and the lead plate, a metal or alloy having electrical conductivity can be used. For example, metals such as iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum or alloys thereof are used. As a method for welding the cap, the can, the sheet, and the lead plate, a known method (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for sealing.
【0070】本発明で使用できるガスケットは、材質と
して、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セル
ロース系ポリマー、ポリイミド、ポリアミドであり、耐
有機溶媒性及び低水分透過性から、オレフィン系ポリマ
ーが好ましく、特にプロピレン主体のポリマーが好まし
い。さらに、プロピレンとエチレンのブロック共重合ポ
リマーであることが好ましい。The gasket which can be used in the present invention is made of an olefin polymer, a fluorine polymer, a cellulosic polymer, a polyimide or a polyamide as a material, and the olefin polymer is preferable from the viewpoint of organic solvent resistance and low water permeability, and particularly, Polymers based on propylene are preferred. Further, it is preferably a block copolymer of propylene and ethylene.
【0071】本発明の電池は必要に応じて外装材で被覆
される。外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テー
プ、金属フィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース
等がある。また、外装の少なくとも一部に熱で変色する
部分を設け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良
い。本発明の電池は必要に応じて複数本を直列及び/ま
たは並列に組み電池パックに収納される。電池パックに
は正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ及び/ま
たは電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路(各電池
及び/または組電池全体の電圧、温度、電流等をモニタ
ーし、必要なら電流を遮断する機能を有す回路)を設け
ても良い。また電池パックには、組電池全体の正極及び
負極端子以外に、各電池の正極及び負極端子、組電池全
体及び各電池の温度検出端子、組電池全体の電流検出端
子等を外部端子として設けることもできる。また電池パ
ックには、電圧変換回路(DC−DCコンバータ等)を
内蔵しても良い。また各電池の接続は、リード板を溶接
することで固定しても良いし、ソケット等で容易に着脱
できるように固定しても良い。さらには、電池パックに
電池残存容量、充電の有無、使用回数等の表示機能を設
けても良い。The battery of the present invention is optionally covered with an exterior material. Examples of the exterior material include a heat-shrinkable tube, an adhesive tape, a metal film, paper, cloth, paint, a plastic case, and the like. Further, at least a part of the exterior may be provided with a portion that changes color by heat so that the heat history during use can be recognized. A plurality of batteries of the present invention are assembled in series and / or in parallel and stored in a battery pack as needed. In addition to safety elements such as positive temperature coefficient resistors, thermal fuses, fuses and / or current interrupting elements, battery packs have safety circuits (voltage, temperature, current, etc. of each battery and / or assembled battery as a whole, Then, a circuit having a function of interrupting the current may be provided. In addition to the positive and negative terminals of the whole battery pack, the positive and negative terminals of each battery, the temperature detection terminals of the whole battery pack and each battery, the current detection terminals of the whole battery pack, etc. shall be provided as external terminals on the battery pack. Can also. The battery pack may have a built-in voltage conversion circuit (such as a DC-DC converter). The connection of each battery may be fixed by welding a lead plate, or may be fixed by a socket or the like so that it can be easily detached. Further, the battery pack may be provided with a display function of the remaining battery capacity, the presence / absence of charging, the number of times of use, and the like.
【0072】本発明の電池は様々な機器に使用される。
特に、ビデオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッ
キ、モニター内蔵ムービーカメラ、コンパクトカメラ、
一眼レフカメラ、レンズ付きフィルム、ノート型パソコ
ン、ノート型ワープロ、電子手帳、携帯電話、コードレ
ス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動ミキサー、自動車等
に使用されることが好ましい。The battery of the present invention is used in various devices.
In particular, video movies, portable VCRs with monitors, movie cameras with monitors, compact cameras,
It is preferably used for a single-lens reflex camera, a film with a lens, a notebook computer, a notebook word processor, an electronic organizer, a mobile phone, a cordless phone, a razor, a power tool, a power mixer, a car, and the like.
【0073】[0073]
【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to specific examples below, but the present invention is not limited to the examples as long as the gist of the invention is not exceeded.
【0074】実施例1 〔正極合剤ペーストの作成例〕 正極活物質;LiCoO2 (炭酸リチウムと四酸化三コ
バルトと3:2のモル比で混合したものをアルミナるつ
ぼにいれ、空気中、毎分2℃で750℃に昇温し4時間
仮焼した後、さらに毎分2℃の速度で900℃に昇温し
その温度で8時間焼成し解砕したもの。中心粒子サイズ
5μm、洗浄品50gを100mlの水に分散した時の
分散液の電導度は0.6mS/m、pHは10.1、窒
素吸着法による比表面積は0.42m2 /g)を200
gとアセチレンブラック10gとを、ホモジナイザーで
混合し、続いて結着剤として2−エチルヘキシルアクリ
レートとアクリル酸とアクリロニトリルの共重合体の水
分散物(固形分濃度50重量%)を8g、濃度2重量%
のカルボキシメチルセルロース水溶液を60gを加え混
練混合し、さらに水を50gを加え、ホモジナイザーで
撹拌混合し、正極合剤ペーストを作成した。Example 1 [Example of Preparation of Positive Electrode Mixture Paste] Positive electrode active material; LiCoO 2 (a mixture of lithium carbonate and tricobalt tetroxide in a molar ratio of 3: 2 was placed in an alumina crucible, and the mixture was placed in air every time. After calcination for 4 hours by raising the temperature to 750 ° C. at 2 ° C. for 2 minutes, then raising to 900 ° C. at a rate of 2 ° C./minute and firing for 8 hours at that temperature for crushing. When 50 g was dispersed in 100 ml of water, the electric conductivity of the dispersion was 0.6 mS / m, pH was 10.1, and the specific surface area by the nitrogen adsorption method was 0.42 m 2 / g).
g and 10 g of acetylene black are mixed with a homogenizer, followed by 8 g of an aqueous dispersion of a copolymer of 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid and acrylonitrile (solids concentration: 50% by weight) as a binder, and a concentration of 2% by weight. %
60 g of the carboxymethyl cellulose aqueous solution was added, kneaded and mixed, 50 g of water was further added, and the mixture was stirred and mixed with a homogenizer to prepare a positive electrode mixture paste.
【0075】〔負極合剤ペーストの作成例〕 負極活物質;SnGe0.1 B0.5 P0.58Mg0.1 K0.1
O3.35(一酸化錫6.7g、ピロリン酸錫10.3g、
三酸化二硼素1.7g、炭酸カリウム0.7g、酸化マ
グネシウム0.4g、二酸化ゲルマニウム1.0gを乾
式混合し、アルミナ製るつぼに入れ、アルゴン雰囲気下
15℃/分で1000℃まで昇温し、1100℃で12
時間焼成した後、10℃/分で室温にまで降温し焼成炉
より取り出したものを集め、ジェットミルで粉砕したも
の、平均粒径4.5μm 、CuKα線を用いたX線回折
法において2θ値で28°付近に頂点を有するブロード
なピークを有する物であり、2θ値で40°以上70°
以下には結晶性の回折線は見られなかった。)を200
g、導電剤(人造黒鉛)30gとホモジナイザーで混合
し、さらに結着剤として濃度2重量%のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液50g、ポリフッ化ビニリデン10
gとを加え混合したものと水を30g加えさらに混練混
合し、負極合剤ペーストを作成した。[Example of Preparation of Negative Electrode Mixture Paste] Negative electrode active material: SnGe 0.1 B 0.5 P 0.58 Mg 0.1 K 0.1
O 3.35 (tin monoxide 6.7 g, tin pyrophosphate 10.3 g,
1.7 g of boron trioxide, 0.7 g of potassium carbonate, 0.4 g of magnesium oxide, and 1.0 g of germanium dioxide are dry-mixed, placed in an alumina crucible, and heated to 1000 ° C. at 15 ° C./min in an argon atmosphere. 12 at 1100 ° C
After firing for 10 hours, the temperature was lowered to room temperature at 10 ° C / min, and the ones taken out from the firing furnace were collected and pulverized with a jet mill. The average particle diameter was 4.5 μm. It has a broad peak with a peak at around 28 °, and it is 40 ° or more and 70 ° at 2θ value.
No crystalline diffraction lines were observed below. ) To 200
g, 30 g of a conductive agent (artificial graphite) with a homogenizer, and 50 g of a 2% by weight aqueous solution of carboxymethyl cellulose as a binder, and polyvinylidene fluoride 10 g.
30 g of water and 30 g of water were further mixed and kneaded to prepare a negative electrode mixture paste.
【0076】〔正極および負極電極シートの作成〕上記
で作成した正極合剤ペーストをブレードコーターで厚さ
30μmのアルミニウム箔集電体の両面に、塗布量40
0g/m2 、圧縮後のシートの厚みが280μmになる
ように塗布し、乾燥した後、ローラープレス機で圧縮成
型し所定の大きさに裁断し、帯状の正極シートを作成し
た。さらにドライボックス(露点;−50℃以下のの乾
燥空気)中で遠赤外線ヒーターにて充分脱水乾燥し、正
極シートを作成した。同様に、負極合剤ペーストを20
μmの銅箔集電体に塗布し、上記正極シート作成と同様
の方法で、塗布量70g/m2 、圧縮後のシートの厚み
が90μmである負極シートを作成した。[Preparation of Positive Electrode and Negative Electrode Sheet] The positive electrode mixture paste prepared above was applied by a blade coater on both sides of an aluminum foil current collector having a thickness of 30 μm to give an application amount of 40.
A strip-shaped positive electrode sheet was prepared by applying 0 g / m 2 so that the thickness of the sheet after compression was 280 μm, drying and then compression molding with a roller press and cutting into a predetermined size. Further, it was thoroughly dehydrated and dried with a far infrared heater in a dry box (dew point; dry air at -50 ° C or lower) to prepare a positive electrode sheet. Similarly, paste the negative electrode mixture paste into 20
A negative electrode sheet having a coating amount of 70 g / m 2 and a compressed sheet thickness of 90 μm was prepared in the same manner as in the preparation of the positive electrode sheet described above.
【0077】〔電解液調製例〕アルゴン雰囲気で、20
0ccの細口のポリプロピレン容器に65.3gの炭酸
ジエチルをいれ、これに液温が30℃を越えないように
注意しながら、22.2gの炭酸エチレンを少量ずつ溶
解した。次に、0.4gのLiBF4 ,12.1gのL
iPF6 を液温が30℃を越えないように注意しなが
ら、それぞれ順番に、上記ポリプロピレン容器に少量ず
つ溶解した。得られた電解液は比重1.135で無色透
明の液体であった。水分は18ppm(京都電子製 商
品名MKC−210型カールフィシャー水分測定装置で
測定)、遊離酸分は24ppm(ブロムチモールブルー
を指示薬とし、0.1規定NaOH水溶液を用いて中和
滴定して測定)であった。さらにこの電解液に表1に記
載の化合物を所定濃度になるようにそれぞれ溶解させ電
解液を調製した。[Example of Electrolyte Preparation] In an argon atmosphere, 20
Into a 0 cc narrow-neck polypropylene container was placed 65.3 g of diethyl carbonate, and 22.2 g of ethylene carbonate was dissolved little by little while paying attention not to let the liquid temperature exceed 30 ° C. Next, 0.4 g of LiBF 4 , 12.1 g of L
iPF 6 was dissolved little by little in the above-mentioned polypropylene container in order, respectively, while taking care that the liquid temperature did not exceed 30 ° C. The obtained electrolyte was a colorless and transparent liquid having a specific gravity of 1.135. Moisture is 18 ppm (measured with a Karl Fischer moisture meter, Model MKC-210, manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.), and free acid content is 24 ppm (measured by neutralization titration with a 0.1 N NaOH aqueous solution using bromthymol blue as an indicator). )Met. Further, the compounds shown in Table 1 were each dissolved in this electrolytic solution to a predetermined concentration to prepare an electrolytic solution.
【0078】〔シリンダー電池の作成例〕図1に断面図
で示したシリンダー電池を次のようにして作成した。正
極シート(5)、微孔性ポリプロピレンフィルム製セパ
レーター(3)、負極シート(4)およびセパレーター
(3)の順に積層し、これを渦巻き状に巻回した。この
巻回体を負極端子を兼ねるニッケルメッキを施した鉄製
の有底円筒型電池缶(2)に収納した。さらに電解液と
して表1〜3に記載の添加剤を加えた電解液(6)を電
池缶(2)内に注入した。正極端子を有する電池蓋
(8)をガスケット(1)を介してかしめて円筒型電池
を作成した。なお、電池蓋(8)の正極端子は正極シー
トと、電池缶は負極シートと予めリード端子により接続
した。また図中(7)は安全弁としての防爆弁体、
(9)はPTC素子、(10)は内部蓋体、(11)は
リングである。[Preparation Example of Cylinder Battery] The cylinder battery shown in the sectional view of FIG. 1 was prepared as follows. The positive electrode sheet (5), the microporous polypropylene film separator (3), the negative electrode sheet (4) and the separator (3) were laminated in this order and spirally wound. This wound body was housed in a bottomed cylindrical battery can (2) made of iron and plated with nickel and also serving as a negative electrode terminal. Further, an electrolytic solution (6) containing the additives shown in Tables 1 to 3 as an electrolytic solution was injected into the battery can (2). A battery lid (8) having a positive electrode terminal was caulked via a gasket (1) to produce a cylindrical battery. In addition, the positive electrode terminal of the battery cover (8) was connected to the positive electrode sheet, and the battery can was connected to the negative electrode sheet by a lead terminal in advance. Also, (7) in the figure is an explosion-proof valve body as a safety valve,
(9) is a PTC element, (10) is an inner lid, and (11) is a ring.
【0079】このようにして表1〜3に示す本発明の試
料電池101〜309を作成した。Thus, the sample batteries 101 to 309 of the present invention shown in Tables 1 to 3 were prepared.
【0080】比較例 比較1 実施例1と同様の方法で、添加剤を加えていない電解液
を使用して表1〜3に示す比較1の円筒型電池を作成し
た。Comparative Example Comparative 1 In the same manner as in Example 1, a cylindrical battery of Comparative 1 shown in Tables 1 to 3 was prepared using an electrolyte solution containing no additive.
【0081】比較2〜4 酸化物系負極活物質に変え、炭素系活物質(黒鉛粉末)
を用い前記負極シートの作成と同様の方法で負極シート
を作成し、表1〜3の電解液をそれぞれ使用して表1〜
3に示す比較2〜4の円筒型電池を作成した。Comparisons 2 to 4 Carbon-based active material (graphite powder) was used instead of the oxide-based negative electrode active material.
To prepare a negative electrode sheet in the same manner as in the preparation of the negative electrode sheet, using the electrolytic solutions of Tables 1 to 3 respectively.
The cylindrical batteries of Comparative 2 to 4 shown in 3 were prepared.
【0082】比較例5〜6 実施例1と同様の方法で、ただし表1〜3に示すように
添加剤量を大幅に変えて加えた電解液を使用して表1〜
3に示す比較5〜6の円筒型電池を作成した。Comparative Examples 5 to 6 The same method as in Example 1 was used, except that electrolytic solutions added as shown in Tables 1 to 3 were used in which the amounts of additives were changed significantly.
The cylindrical batteries of Comparatives 5 to 6 shown in 3 were prepared.
【0083】上記の方法で作成した電池について、電流
密度5mA/cm2 、充電終止電圧4.1V、放電終止
電圧2.8Vの条件で充放電し、放電容量およびサイク
ル寿命を求めた。それぞれの電池の容量(Wh)の比、
およびサイクル性(充放電1回目に対する300回目容
量の割合)を表1〜3に示す。The battery prepared by the above method was charged and discharged under the conditions of a current density of 5 mA / cm 2 , a charge end voltage of 4.1 V and a discharge end voltage of 2.8 V, and the discharge capacity and cycle life were determined. The ratio of the capacity (Wh) of each battery,
Tables 1 to 3 show the cycle characteristics (the ratio of the capacity at the 300th time to the first time at the charge and discharge).
【0084】[0084]
【表1】 [Table 1]
【0085】[0085]
【表2】 [Table 2]
【0086】[0086]
【表3】 [Table 3]
【0087】実施例2 添加剤の添加を電解液から正極活物質に変更した以外は
実施例1と全く同様にして円筒型電池を作成し同様の結
果を得た。Example 2 A cylindrical battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the additive was changed from the electrolytic solution to the positive electrode active material, and similar results were obtained.
【0088】実施例3 負極合剤上に負極材料1gあたり120mgのリチウム
金属箔を短冊状に貼り付け電気的に接触させたことと、
正極合剤の塗布量を片面で240g/m2 にした以外は
実施例1又は2と全く同様にして円筒型電池を作成し同
様の結果を得た。Example 3 120 mg of a lithium metal foil per 1 g of the negative electrode material was attached in a strip shape on the negative electrode mixture and electrically contacted,
A cylindrical battery was prepared in the same manner as in Example 1 or 2 except that the amount of the positive electrode mixture applied was 240 g / m 2 on one side, and similar results were obtained.
【0089】本発明の酸化物系負極活物質を使用した電
池は、炭素系負極活物質を使用した電池に対し、容量が
大きく、さらに円盤状化合物を含有する電池はサイクル
性が向上しており、向上率は炭素系負極活物質を用いた
ものよりも大きい。The battery using the oxide-based negative electrode active material of the present invention has a larger capacity than the battery using the carbon-based negative electrode active material, and the battery containing the discotic compound has improved cycleability. The improvement rate is higher than that using the carbon-based negative electrode active material.
【0090】[0090]
【発明の効果】本発明のように円盤状化合物を含有した
電解液を用いることにより、優れた充放電特性を有しさ
らには充放電繰り返しによる放電容量の劣化の少ない非
水電解液二次電池を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION By using an electrolytic solution containing a discotic compound as in the present invention, a non-aqueous electrolytic solution secondary battery having excellent charge / discharge characteristics and less deterioration in discharge capacity due to repeated charge / discharge is provided. Can be obtained.
【図1】図1は実施例により製造したシリンダー型電池
の断面図を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cylinder type battery manufactured according to an example.
1 ポリプロピレン製ガスケット 2 負極端子を兼ねる負極缶(電池缶) 3 セパレーター 4 負極シート 5 正極シート 6 非水電解液 7 防爆弁体 8 正極端子を兼ねる正極キャップ 9 PTC素子 10 内部フタ体 11 リング Reference Signs List 1 gasket made of polypropylene 2 negative electrode can (battery can) also serving as negative electrode terminal 3 separator 4 negative electrode sheet 5 positive electrode sheet 6 nonaqueous electrolyte solution 7 explosion-proof valve 8 positive electrode cap also serving as positive electrode terminal 9 PTC element 10 inner lid 11 ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 15/56 9734−4H C07C 15/56 15/62 9734−4H 15/62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication C07C 15/56 9734-4H C07C 15/56 15/62 9734-4H 15/62
Claims (9)
を含む正極、周期表1,2,13,14,15族原子か
ら選ばれる三種以上の原子を含む、主として非晶質カル
コゲン化合物及び/または非晶質酸化物からなる負極、
リチウム塩を含む非水電解液、セパレーターから成る非
水電解液二次電池に於いて、該非水電解液に少なくとも
1種の円盤状化合物を含有することを特徴とする非水電
解液二次電池。1. A positive electrode containing a material capable of reversibly occluding and releasing lithium, a predominantly amorphous chalcogen compound containing three or more kinds of atoms selected from the atoms of groups 1, 2, 13, 14, and 15 of the periodic table, and / or Or a negative electrode made of an amorphous oxide,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt and a separator, wherein the non-aqueous electrolyte contains at least one discotic compound. .
の円盤状化合物が下記一般式(1)、(2)、(3)、
(4)、(5)、(6)のいずれかで表される環構造を
有するものであることを特徴とする請求項1に記載の非
水電解液二次電池。 【化1】 2. At least one discotic compound contained in the non-aqueous electrolyte is represented by the following general formulas (1), (2), (3),
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, which has a ring structure represented by any one of (4), (5), and (6). Embedded image
を含む正極、周期表1,2,13,14,15族原子か
ら選ばれる三種以上の原子を含む、主として非晶質カル
コゲン化合物及び/または非晶質酸化物からなる負極、
リチウム塩を含む非水電解液、セパレーターから成る非
水電解液二次電池に於いて、該非水電解液に少なくとも
1種の側鎖にエーテル結合を有する円盤状化合物を含有
することを特徴とする非水電解液二次電池。3. A positive electrode containing a material capable of reversibly occluding and releasing lithium, mainly an amorphous chalcogen compound containing three or more kinds of atoms selected from the atoms of groups 1, 2, 13, 14, and 15 of the periodic table, and / or Or a negative electrode made of an amorphous oxide,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte and a separator, characterized in that the non-aqueous electrolyte contains at least one discotic compound having an ether bond in a side chain. Non-aqueous electrolyte secondary battery.
の側鎖にエーテル結合を有する円盤状化合物がトリフェ
ニレン誘導体であることを特徴とする請求項1に記載の
非水電解液二次電池。4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the discotic compound having an ether bond in at least one side chain contained in the non-aqueous electrolyte is a triphenylene derivative.
の円盤状化合物がトルキセン誘導体であることを特徴と
する請求項1に記載の非水電解液二次電池。5. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein at least one discotic compound contained in the non-aqueous electrolyte is a truxene derivative.
の側鎖にエーテル結合を有する円盤状化合物が下記一般
式(7)または一般式(8)で表されることを特徴とす
る請求項2に記載の非水電解液二次電池。一般式(7) 【化2】 式中、X11は酸素または硫黄原子を表す。Yはアルキレ
ン基またはアルキレンオキシ基を表す。Zはアルキルま
たはアルコキシ基を表す。R1 どうしは各々同じでも異
なってもよく、X11が硫黄原子の時、少なくとも1つの
R1 で表される基のYがアルキレンオキシ基かあるいは
Zがアルコキシ基を表す。aは0または1、bは0から
10の整数を表す。 一般式(8) 【化3】 式中、X21は酸素または硫黄原子を表す。Jは連結基あ
るいは化学結合を表す。cは0または1を表す。R12は
一般式(7)のR1 と同義である。PはH、Cl、B
r、F、低級アルキル基、アルコキシ基を表す。R2 ど
うしは各々同じでも異なってもよく、X21が硫黄原子の
時、少なくとも1つのR2 で表される基のYがアルキレ
ンオキシ基かあるいはPがアルコキシ基を表す。nは1
から5の整数を表す。6. The discotic compound having an ether bond in at least one side chain contained in the non-aqueous electrolyte is represented by the following general formula (7) or general formula (8). 2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to 2. General formula (7) In the formula, X 11 represents an oxygen or sulfur atom. Y represents an alkylene group or an alkyleneoxy group. Z represents an alkyl or alkoxy group. R 1 s may be the same or different, and when X 11 is a sulfur atom, at least one group represented by R 1 has Y as an alkyleneoxy group or Z is an alkoxy group. a represents 0 or 1, and b represents an integer of 0 to 10. General formula (8) In the formula, X 21 represents an oxygen or sulfur atom. J represents a linking group or a chemical bond. c represents 0 or 1. R 12 has the same meaning as R 1 in formula (7). P is H, Cl, B
It represents r, F, a lower alkyl group or an alkoxy group. R 2 s may be the same or different, and when X 21 is a sulfur atom, Y of at least one group represented by R 2 is an alkyleneoxy group or P is an alkoxy group. n is 1
Represents an integer from 5 to 5.
側鎖にエーテル結合を有する円盤状化合物の含有量が、
電解液に含有される支持塩に対して0.001重量%か
ら10重量%であることを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載の非水電解液二次電池。7. The content of the discotic compound having an ether bond in the side chain, which is contained in at least one kind of the non-aqueous electrolytic solution,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the content is 0.001% by weight to 10% by weight with respect to the supporting salt contained in the electrolytic solution.
LiBF4 及び/又はLiPF6 であることを特徴とす
る非水電解液二次電池。8. A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the supporting salt according to claim 4 is at least LiBF 4 and / or LiPF 6 .
(9)で示されることを特徴とする請求項1〜5のいず
れかに記載の非水電解液二次電池。 M1 M2pM4qM6r 一般式(9) (式中、M1 、M2 は相異なりSi、Ge、Sn、P
b、P、B、Al、Sbから選ばれる少なくとも一種、
M4 はLi,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,S
r,Baから選ばれる少なくとも一種、M6 はO、S、
Teから選ばれる少なくとも一種、p 、q は各々0.0
01〜10、r は1.00〜50の数字を表す。)9. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein at least one of the negative electrode materials is represented by the general formula (9). M 1 M 2 pM 4 qM 6 r General formula (9) (wherein M 1 and M 2 are different from each other: Si, Ge, Sn, P
at least one selected from b, P, B, Al, and Sb;
M 4 is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, S
at least one selected from r and Ba, M 6 is O, S,
At least one selected from Te, p and q are each 0.0
01 to 10, r represents a number of 1.00 to 50. )
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001003226A1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell and device using the same |
JP2001338527A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Canon Inc | Electrolyte and secondary cell |
JP2002117895A (en) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrolysis liquid for non-aqueous system battery and non-aqueous system secondary battery |
US6464904B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Triphenylene derivative, ion-transporting compound electrolyte and ion-transporting method |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9049629A patent/JPH09330739A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6464904B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Triphenylene derivative, ion-transporting compound electrolyte and ion-transporting method |
WO2001003226A1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell and device using the same |
KR100721230B1 (en) * | 1999-06-30 | 2007-05-22 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | Non-aqueous electrolyte secondary cell and device using the same |
JP2001338527A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Canon Inc | Electrolyte and secondary cell |
JP2002117895A (en) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrolysis liquid for non-aqueous system battery and non-aqueous system secondary battery |
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