Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6123333B2 - Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6123333B2 - Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP6123333B2
JP6123333B2 JP2013025856A JP2013025856A JP6123333B2 JP 6123333 B2 JP6123333 B2 JP 6123333B2 JP 2013025856 A JP2013025856 A JP 2013025856A JP 2013025856 A JP2013025856 A JP 2013025856A JP 6123333 B2 JP6123333 B2 JP 6123333B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
organic compound
active material
negative electrode
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013025856A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014157658A (en
Inventor
雄也 有川
雄也 有川
輝之 岡安
輝之 岡安
藤森 尚美
尚美 藤森
上野 信彦
信彦 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2013025856A priority Critical patent/JP6123333B2/en
Publication of JP2014157658A publication Critical patent/JP2014157658A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6123333B2 publication Critical patent/JP6123333B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水系二次電池負極用活物質、前記活物質を用いて形成される非水系二次電池用負極、及び前記負極を備える非水系二次電池に関する。   The present invention relates to a nonaqueous secondary battery negative electrode active material, a nonaqueous secondary battery negative electrode formed using the active material, and a nonaqueous secondary battery including the negative electrode.

近年、電気自動車等の開発等を背景に、高エネルギー密度型電池として、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池の研究が盛んに行なわれている。リチウムイオン二次電池については、負極用活物質として、黒鉛等の炭素材料を使用することが知られている。中でも、黒鉛化度の大きい黒鉛は、リチウムイオン二次電池用の負極用活物質として用いた場合、黒鉛のリチウム吸蔵の理論容量である372mAh/gに近い容量が得られ、さらに、コスト・耐久性にも優れることから、負極用活物質として好ましいことが知られている。   In recent years, with the development of electric vehicles and the like, lithium ion secondary batteries, which are non-aqueous secondary batteries, have been actively studied as high energy density type batteries. For lithium ion secondary batteries, it is known to use a carbon material such as graphite as the negative electrode active material. Among them, graphite having a high degree of graphitization, when used as an active material for a negative electrode for a lithium ion secondary battery, has a capacity close to 372 mAh / g, which is the theoretical capacity for lithium occlusion of graphite. Since it is excellent also in the property, it is known that it is preferable as an active material for negative electrodes.

上記のような炭素材料を、リチウムイオン二次電池の負極用活物質として使用した場合、通常、炭素材料の表面に、結着剤等に用いられる高分子化合物や非水系電解液との反応によってSEI(Solid Electrolyte Interface)と呼ばれる保護被膜が形成される。SEIにより、炭素材料と電解液との接触が防がれ、活性な炭素材料による電解液の分解等が抑制される。また、負極表面の化学的安定性が保たれることも知られている。   When such a carbon material is used as an active material for a negative electrode of a lithium ion secondary battery, the surface of the carbon material is usually reacted with a polymer compound used as a binder or a non-aqueous electrolyte. A protective coating called SEI (Solid Electrolyte Interface) is formed. SEI prevents contact between the carbon material and the electrolyte, and suppresses decomposition of the electrolyte by the active carbon material. It is also known that the chemical stability of the negative electrode surface is maintained.

しかしながら、炭素材料を負極用活物質として使用したリチウムイオン二次電池においては、SEI被膜生成や、副反応生成物としてのガス発生によって、初期サイクル時の充放電不可逆容量が増大し、結果として、高容量化に至らないといった課題があった。さらに、安定なSEI被膜が形成されることで、負極における界面抵抗が上昇し、電池の入出力特性が低下するという課題もあった。   However, in a lithium ion secondary battery using a carbon material as an active material for a negative electrode, the charge / discharge irreversible capacity during the initial cycle increases due to the generation of SEI film and the generation of gas as a side reaction product. There was a problem that the capacity could not be increased. In addition, the formation of a stable SEI film increases the interfacial resistance of the negative electrode, resulting in a decrease in input / output characteristics of the battery.

上記の問題を解決するために、負極用活物質である炭素材料を高分子などで被覆する技術が知られている。特許文献1には、炭素材料の表面にイオン伝導性高分子や水溶性高分子からなる被覆層が設けられている非水系リチウム二次電池が開示されている。特許文献1によれば、ポリエチレンオキサイド等のイオン伝導性高分子やポリビニルアルコール等の水溶性高分子(スチレン−無水マレイン酸共重合体の加水分解物)からなる被覆層が、非水電解質層の分解抑制または非水電解質層の構成成分の分解生成物の負極表面上への堆積抑制等の機能を果たすことによって、初期充放電効率の向上、サイクル特性の向上に寄与することが記載されている。   In order to solve the above problem, a technique for coating a carbon material, which is a negative electrode active material, with a polymer or the like is known. Patent Document 1 discloses a non-aqueous lithium secondary battery in which a coating layer made of an ion conductive polymer or a water-soluble polymer is provided on the surface of a carbon material. According to Patent Document 1, a coating layer made of an ion conductive polymer such as polyethylene oxide or a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol (hydrolyzate of styrene-maleic anhydride copolymer) is formed of a non-aqueous electrolyte layer. It describes that it contributes to the improvement of the initial charge and discharge efficiency and the improvement of the cycle characteristics by fulfilling functions such as the suppression of decomposition or the suppression of the deposition of the decomposition products of the components of the nonaqueous electrolyte layer on the negative electrode surface. .

しかしながら、上記のような高分子では炭素材料基材に対する接着性が不十分であり、初期放電効率、サイクル特性、及び安定性が未だ不十分であった。
そこで接着性がよい官能基としてアミノ基が注目され、特許文献2には炭素材料基材に脂肪族アミノ基を側鎖に有する有機高分子を付着させてなる炭素材料が開示されている。特許文献2によれば、有機高分子としてポリアリルアミンが最も好ましく、効果としては有機高分子を付着させて表面改質することにより、非水系二次電池負極用活物質として使用した時の不可逆容量を低減することができると記載されている。
However, the polymers as described above have insufficient adhesion to the carbon material substrate, and initial discharge efficiency, cycle characteristics, and stability are still insufficient.
Therefore, amino groups have attracted attention as functional groups having good adhesiveness, and Patent Document 2 discloses a carbon material obtained by attaching an organic polymer having an aliphatic amino group in a side chain to a carbon material substrate. According to Patent Document 2, polyallylamine is most preferable as an organic polymer, and as an effect, irreversible capacity when used as an active material for a nonaqueous secondary battery negative electrode by adhering the organic polymer and modifying the surface is effective. It is described that can be reduced.

また特許文献3には、炭素材料と炭素材料を被覆する少なくとも第3級窒素原子を主鎖に有する有機高分子とで構成された電極材料が開示されている。この文献には有機高分子としてポリエチレンイミンが最も好ましく、効果としては炭素材料の比表面積を低下させることで放電特性の改善が記載されている。
また、特許文献4において、負極を製造するにおいて水中で負に帯電する水溶性高分子物質(ポリスチレンスルホン酸やマレイン酸が共重合されているポリスチレンスルホン酸)で表面の少なくとも一部が被覆された炭素を負極用活物質として含有するものを用い、かつ非水系電解液としてプロピレンカーボネートよりも高い電位で還元される化合物を含有するものを用いることを特徴とする非水系二次電池が提案された。
Patent Document 3 discloses an electrode material composed of a carbon material and an organic polymer having at least a tertiary nitrogen atom covering the carbon material in the main chain. In this document, polyethyleneimine is most preferable as an organic polymer, and as an effect, improvement in discharge characteristics is described by reducing the specific surface area of the carbon material.
Further, in Patent Document 4, at least a part of the surface is coated with a water-soluble polymer substance (polystyrene sulfonic acid in which polystyrene sulfonic acid or maleic acid is copolymerized) that is negatively charged in water in the production of the negative electrode. A non-aqueous secondary battery characterized by using a material containing carbon as an active material for a negative electrode and a non-aqueous electrolyte containing a compound reduced at a higher potential than propylene carbonate has been proposed. .

特開平11−120992号公報JP-A-11-129992 特開2002−117851号公報JP 2002-117851 A 特開2007−95494号公報JP 2007-95494 A 特開2002−134171号公報JP 2002-134171 A

しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献1に開示している高分子はイオン伝導性高分子や水溶性高分子であり、このような高分子を炭素材料に被覆することによって、初期充放電効率やサイクル特性が向上すると記載されているものの、実際には電解液によって高分子が膨潤してしまい、更には炭素材料に対する高分子被膜の接着性が不十分であることから改善する余地のある技術であった。   However, according to the study by the present inventors, the polymer disclosed in Patent Document 1 is an ion conductive polymer or a water-soluble polymer, and by coating such a polymer on a carbon material, an initial Although it is described that the charge / discharge efficiency and cycle characteristics are improved, the polymer is actually swollen by the electrolyte, and there is still room for improvement due to insufficient adhesion of the polymer film to the carbon material. It was a certain technology.

一方、特許文献2には炭素材料表面への接着性がよい官能基であるアミノ基を有した高分子を炭素材料に付着させた炭素材料が開示されているが、このような炭素材料を負極用活物質として用いると初期充放電効率は向上するものの、高分子のイオン伝導性が不十分であることから負極の界面抵抗(負極抵抗)が上昇してしまう傾向があることが分かってきた。特許文献3、4に記載の技術では、何も被覆しない炭素材料に比べると初期充放電効率は多少向上するものの、やはり被覆による負極抵抗の上昇、及び電解液の還元分解を十分に抑制出来ないため、ガス発生の抑制及び、サイクル特性の十分な改善効果は得られなかった。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a carbon material in which a polymer having an amino group, which is a functional group having good adhesion to the surface of the carbon material, is attached to the carbon material. It has been found that when used as an active material, the initial charge / discharge efficiency is improved, but the interface resistance (negative electrode resistance) of the negative electrode tends to increase due to insufficient polymer ion conductivity. In the techniques described in Patent Documents 3 and 4, although the initial charge and discharge efficiency is somewhat improved as compared with the carbon material without any coating, the increase in the negative electrode resistance due to the coating and the reductive decomposition of the electrolyte cannot be sufficiently suppressed. Therefore, suppression of gas generation and sufficient improvement of cycle characteristics were not obtained.

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、非水系二次電池において、負極抵抗の上昇を抑制しつつ、初期充放電効率を一層改善でき、かつ充放電サイクルに伴う容量ロスも低減された非水系二次電池用負極材を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such background art, and in a non-aqueous secondary battery, the initial charge / discharge efficiency can be further improved while suppressing an increase in negative electrode resistance, and the capacity loss accompanying the charge / discharge cycle is also reduced. It is an object of the present invention to provide a reduced negative electrode material for a non-aqueous secondary battery.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、リチウムイオンの挿入・脱離が可能な活物質(A)(以下、「活物質(A)」ともいう。)と、有機化合物(B)と、を含有する非水系二次電池負極用活物質において、有機化合物(B)として従来とは異なる化合物を適用することによって、負極抵抗の上昇を抑制しつつ、初期充放電効率、ガス発生抑制効果を向上でき、且つ、サイクル特性に優れた非水系二次電池が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found that an active material (A) capable of inserting / extracting lithium ions (hereinafter also referred to as “active material (A)”), In the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode containing the organic compound (B), by applying a compound different from the conventional one as the organic compound (B), initial charge / discharge is suppressed while suppressing an increase in negative electrode resistance. The present inventors have found that a non-aqueous secondary battery that can improve efficiency and gas generation suppression effect and has excellent cycle characteristics can be obtained, and the present invention has been completed.

具体的には、本発明における有機化合物(B)は少なくともπ共役構造を有し、且つ塩基性基を有するといった条件を満たす化合物である。
ここで前記有機化合物(B)を含む本発明にかかる非水系二次電池負極用活物質が前記効果の詳細は不明であるが、発明者らの検討の結果、優れた電池特性は次の様な効果によると考えられる。
Specifically, the organic compound (B) in the present invention is a compound that satisfies the condition that it has at least a π-conjugated structure and has a basic group.
Here, the details of the effect of the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to the present invention containing the organic compound (B) are unknown, but as a result of investigations by the inventors, excellent battery characteristics are as follows. It is thought that it is due to the effect.

すなわち、上述したような特徴を有する有機化合物(B)と活物質(A)を含有させることによって、有機化合物(B)が有するπ共役構造は、活物質(A)の表面に特異的に
作用することで、活物質(A)表面の活性を抑制する効果がある。またその効果に加え、活物質(A)表面と有機化合物(B)との間に高い吸着性を付与することが出来る。
また、有機化合物(B)が有する塩基性基は、活物質(A)の表面に存在するカルボキシル基、アルデヒド基などの官能基に作用することで、活物質(A)と有機化合物(B)との吸着性を高め、剥離を抑制させることで、サイクル劣化を抑制する効果がある。ここで一例として炭素活物質に対する、有機化合物(B)の特徴的な効果を挙げると、炭素活物質の六角網平面であるベーサル面にはπ共役構造が存在するため、有機化合物(B)のπ共役構造によって特異的に吸着することが可能である。また、炭素活物質の端面であるエッジ面には多くの官能基が存在するため、有機化合物(B)の塩基性基が特異的に働き、効率良く炭素活物質に吸着することが可能となる。このような機能によって、活物質表面と電解液との反応による還元分解が抑制され初期充放電効率を改善することができる。
That is, by including the organic compound (B) having the characteristics as described above and the active material (A), the π-conjugated structure of the organic compound (B) acts specifically on the surface of the active material (A). By doing so, there is an effect of suppressing the activity of the surface of the active material (A). In addition to the effect, high adsorptivity can be imparted between the surface of the active material (A) and the organic compound (B).
Moreover, the basic group which an organic compound (B) has acts on functional groups, such as a carboxyl group and an aldehyde group which exist in the surface of an active material (A), and an active material (A) and an organic compound (B) By improving the adsorptivity and suppressing peeling, there is an effect of suppressing cycle deterioration. Here, as an example, when the characteristic effect of the organic compound (B) on the carbon active material is given, since a π-conjugated structure exists on the basal plane which is the hexagonal network plane of the carbon active material, the organic compound (B) It is possible to adsorb specifically by the π-conjugated structure. In addition, since many functional groups exist on the edge surface, which is the end surface of the carbon active material, the basic group of the organic compound (B) works specifically and can be efficiently adsorbed to the carbon active material. . By such a function, reductive decomposition due to the reaction between the active material surface and the electrolytic solution is suppressed, and the initial charge / discharge efficiency can be improved.

なお、上記有機化合物(B)は、上述した理由により、少なくともπ共役構造を有し、且つ塩基性基を有していればよく、従って有機化合物(B)は単一の化合物であっても二種類以上の化合物が混在していてもよい。
すなわち、本発明の要旨は、下記に示すとおりである。
<1> リチウムイオンの挿入・脱離が可能な活物質(A)と有機化合物(B)とを含有する非水系二次電池負極用活物質であって、前記有機化合物(B)がπ共役構造及び塩基性基を有する、非水系二次電池負極用活物質に存する。
<2> 前記有機化合物(B)がπ共役構造を有する有機化合物(X)と塩基性基を有する有機化合物(Y)との混合物、及び/又はそれらの反応生成物である、前記<1>に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<3> 前記π共役構造が、ベンゼン環、縮合芳香環、及び芳香族へテロ環からなる群より選ばれる少なくとも1種である、前記<1>又は<2>に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<4> 前記塩基性基が、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基、及び四級アンモニウム基からなる群より選ばれる少なくとも1種である、前記<1>〜<3>のいずれか一に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<5> 前記有機化合物(X)及び/又は有機化合物(Y)が、重量平均分子量が500以上、100万以下の有機化合物である、前記<1>〜<4>のいずれか一に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<6> 前記有機化合物(B)が、更にイオン伝導性基を有する、前記<1>〜<5>のいずれか一に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<7> 前記有機化合物(B)が次の(1)及び/又は(2)を含む、前記<6>又は<7>に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
(1)π共役構造を有する有機化合物(X)、塩基性基を有する有機化合物(Y)及びイオン伝導性基を有する有機化合物(Z)との混合物。
(2)π共役構造を有する有機化合物(X)、塩基性基を有する有機化合物(Y)及びイオン伝導性基を有する有機化合物(Z)からなる群より選ばれる少なくとも2種以上の反応生成物。
<8> 前記有機化合物(Z)が有するイオン伝導性基が、オキシアルキレン基、スルホニル基、ホウ素、フッ素、カルボキシル基、カルボニル基、カーボネート基、及びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも一種である、前記<7>に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<9> 前記有機化合物(Z)が、下記一般式(1):
The organic compound (B) has only to have at least a π-conjugated structure and a basic group for the reasons described above, and therefore the organic compound (B) may be a single compound. Two or more kinds of compounds may be mixed.
That is, the gist of the present invention is as follows.
<1> An active material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery containing an active material (A) capable of inserting and removing lithium ions and an organic compound (B), wherein the organic compound (B) is π-conjugated. It exists in the active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes which has a structure and a basic group.
<2> The <1>, wherein the organic compound (B) is a mixture of an organic compound (X) having a π-conjugated structure and an organic compound (Y) having a basic group, and / or a reaction product thereof. It exists in the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes described in the above.
<3> The nonaqueous secondary battery according to <1> or <2>, wherein the π-conjugated structure is at least one selected from the group consisting of a benzene ring, a condensed aromatic ring, and an aromatic heterocycle. It exists in the active material for negative electrodes.
<4> Any of the above <1> to <3>, wherein the basic group is at least one selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and a quaternary ammonium group. It exists in the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes as described in any one.
<5> The organic compound (X) and / or the organic compound (Y) is an organic compound having a weight average molecular weight of 500 or more and 1,000,000 or less, according to any one of <1> to <4>. It exists in the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes.
<6> The non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to any one of <1> to <5>, wherein the organic compound (B) further has an ion conductive group.
<7> The organic compound (B) is the non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to <6> or <7>, including the following (1) and / or (2).
(1) A mixture of an organic compound (X) having a π-conjugated structure, an organic compound (Y) having a basic group, and an organic compound (Z) having an ion conductive group.
(2) At least two kinds of reaction products selected from the group consisting of an organic compound (X) having a π-conjugated structure, an organic compound (Y) having a basic group, and an organic compound (Z) having an ion conductive group .
<8> The ion conductive group of the organic compound (Z) is at least one selected from the group consisting of an oxyalkylene group, a sulfonyl group, boron, fluorine, a carboxyl group, a carbonyl group, a carbonate group, and a cyano group. The active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode described in <7>.
<9> The organic compound (Z) is represented by the following general formula (1):

Figure 0006123333
Figure 0006123333

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、グリシジル基又はエポキシ基であり、AOは、炭素原子数2〜5のオキシアルキレン基であり、nは、1〜50の整数である)
で表される化合物である、前記<7>又は<8>に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
<10> 前記活物質中における前記有機化合物(Z)の前記有機化合物(Y)に対する含有量が1質量%以上、300質量%以下である、前記<7>〜<9>のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用活物質に存する。
Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a glycidyl group or an epoxy group, and AO is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. And n is an integer from 1 to 50)
It exists in the active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes as described in said <7> or <8> which is a compound represented by these.
<10> Any one of <7> to <9>, wherein the content of the organic compound (Z) in the active material with respect to the organic compound (Y) is 1% by mass or more and 300% by mass or less. It exists in the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes described in the above.

また、本発明の他の要旨は、<11> 集電体と、該集電体上に形成された活物質層とを備え、該活物質層が前記<1>〜<10>のいずれか一に記載の非水系二次電池負極用活物質を含有する、非水系二次電池用負極に存する。
また、本発明の他の要旨は、<12> 正極及び負極、並びに、電解質を備え、該負極が、前記<11>に記載の非水系二次電池用負極である、非水系二次電池に存する。
Another gist of the present invention includes a <11> current collector and an active material layer formed on the current collector, wherein the active material layer is any one of <1> to <10>. It exists in the negative electrode for non-aqueous secondary batteries containing the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes described in 1.
Another gist of the present invention is a nonaqueous secondary battery comprising a <12> positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to <11>. Exist.

本発明に係る非水系二次電池負極用活物質は、それを非水系二次電池において、負極材として使用した場合、負極抵抗の上昇を抑制しつつ、初期充放電効率、ガス発生抑制効果を向上でき、且つ、サイクル特性に優れた非水系二次電池を提供することができる。   The non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention, when used as a negative electrode material in a non-aqueous secondary battery, has an effect of suppressing initial charge / discharge efficiency and gas generation while suppressing an increase in negative electrode resistance. A nonaqueous secondary battery that can be improved and has excellent cycle characteristics can be provided.

以下、本発明の内容を詳細に述べる。なお、以下の説明は、本発明の実施態様の一例であり、本発明は、これらの形態に限定されるものではない。
ここで、“重量%”と“質量%”とは同義であり、また単に“ppm”と記載した場合は、“質量ppm”のことを示す。
本発明の非水系二次電池負極用活物質は、リチウムイオンの挿入・脱離が可能な活物質(A)と有機化合物(B)とを含有する非水系二次電池負極用活物質であって、前記有機化合物(B)がπ共役構造を有し、且つ塩基性基を有することを特徴とする。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In addition, the following description is an example of the embodiment of this invention, and this invention is not limited to these forms.
Here, “wt%” and “mass%” are synonymous, and “ppm” simply means “mass ppm”.
The non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention is a non-aqueous secondary battery negative electrode active material containing an active material (A) capable of inserting and removing lithium ions and an organic compound (B). The organic compound (B) has a π-conjugated structure and has a basic group.

<活物質(A)>
本発明における活物質(A)は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質であれば特に限定されないが、例えば、黒鉛、非晶質炭素、黒鉛化度の小さい炭素質物またはシリコンが挙げられ、中でも黒鉛が好ましい。またこれらを非晶質炭素や黒鉛化物で被覆したものを用いても良い。これらを単独で、又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
<Active material (A)>
The active material (A) in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance capable of occluding and releasing lithium ions, and examples thereof include graphite, amorphous carbon, a carbonaceous material having a low graphitization degree, and silicon. Graphite is preferred. Further, those coated with amorphous carbon or graphitized material may be used. These can be used alone or in combination of two or more.

黒鉛は、商業的に容易に入手可能であり、理論上372mAh/gの高い充放電容量を有し、さらには他の負極用活物質を用いた場合と比較して、高電流密度での充放電特性の改善効果が大きく見込めるため、好ましい。なかでも黒鉛は、不純物の少ないものが好ましく、必要に応じて、公知である種々の精製処理を施して用いることができる。黒鉛の種類として、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられるが、天然黒鉛がより好ましい。   Graphite is easily available commercially, theoretically has a high charge / discharge capacity of 372 mAh / g, and further has a high current density compared to the case where other negative electrode active materials are used. This is preferable because the effect of improving the discharge characteristics can be expected greatly. Among them, graphite is preferably one having few impurities, and can be used after being subjected to various known purification treatments, if necessary. Examples of the type of graphite include natural graphite and artificial graphite, and natural graphite is more preferable.

人造黒鉛としては、例えば、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂などの有機物を焼成し、黒鉛化したものが挙げられる。焼成温度は、2500℃以上、3200℃以下の範囲とすることができ、焼成の際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。   As artificial graphite, for example, coal tar pitch, coal heavy oil, atmospheric residue, petroleum heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, polyvinyl Examples include those obtained by baking and graphitizing organic substances such as alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin. The firing temperature can be in the range of 2500 ° C. or more and 3200 ° C. or less, and a silicon-containing compound, a boron-containing compound, or the like can be used as a graphitization catalyst during firing.

天然黒鉛としては、例えば、高純度化した鱗片状黒鉛や球形化処理を施した黒鉛が挙げられる。中でも、粒子の充填性や充放電負荷特性の観点から、球形化処理を施した天然黒鉛が更に好ましい。球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に、黒鉛炭素質物粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。   Examples of natural graphite include highly purified flaky graphite and spheroidized graphite. Among these, natural graphite subjected to spheroidizing treatment is more preferable from the viewpoint of particle filling properties and charge / discharge load characteristics. As an apparatus used for the spheronization treatment, for example, an apparatus that repeatedly gives mechanical effects such as compression, friction, shearing force, etc. including the interaction of graphite carbonaceous particles, mainly to impact force, to the particles can be used.

具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、黒鉛を循環させることによって機械的作用を繰り返し与える機構を有するものであるのが好ましい。
炭素材料に機械的作用を与える好ましい装置として、例えば、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロン(アーステクニカ社製)、CFミル(宇部興産社製)、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)等が挙げられる。これらの中で、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムが好ましい。
Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, mechanical action such as impact compression, friction, shearing force, etc. is applied to the carbon material introduced inside. An apparatus that provides a surface treatment is preferable. Moreover, it is preferable to have a mechanism that repeatedly gives mechanical action by circulating graphite.
As a preferable apparatus for giving a mechanical action to the carbon material, for example, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a kryptron (manufactured by Earth Technica), a CF mill (manufactured by Ube Industries), a mechano-fusion system (manufactured by Hosokawa Micron) ), Theta Composer (manufactured by Deoksugaku Kosakusha). Among these, a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. is preferable.

前記装置を用いて処理する場合、例えば、回転するローターの周速度を通常30〜100m/秒、40〜100m/秒にするのが好ましく、50〜100m/秒にするのがより好ましい。また、炭素材料に機械的作用を与える処理は、単に黒鉛を通過させるだけでも可能であるが、黒鉛を30秒以上装置内を循環又は滞留させて処理するのが好ましく、1分以上装置内を循環又は滞留させて処理するのがより好ましい。
非晶質炭素としては、例えば、バルクメソフェーズを焼成した粒子や、炭素前駆体を不融化処理し、焼成した粒子が挙げられる。
When processing using the said apparatus, it is preferable that the peripheral speed of the rotating rotor is usually 30-100 m / sec, 40-100 m / sec, and more preferably 50-100 m / sec, for example. Further, the treatment that gives a mechanical action to the carbon material can be performed simply by passing graphite. However, it is preferable that the graphite is circulated or retained in the apparatus for 30 seconds or more, and is preferably treated for 1 minute or more in the apparatus. More preferably, the treatment is performed by circulation or retention.
Examples of the amorphous carbon include particles obtained by baking a bulk mesophase and particles obtained by infusibilizing and baking a carbon precursor.

黒鉛化度の小さい炭素質物としては、有機物を通常2500℃未満の温度で焼成したものが挙げられる。有機物としては、コールタールピッチ、乾留液化油などの石炭系重質油;常圧残油、減圧残油などの直留系重質油;原油、ナフサなどの熱分解時に副生するエチレンタール等の分解系重質油などの石油系重質油;アセナフチレン、デカシクレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素;フェナジンやアクリジンなどの窒素含有環状化合物;チオフェンなどの硫黄含有環状化合物;アダマンタンなどの脂肪族環状化合物;ビフェニル、テルフェニルなどのポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラールなどのポリビニルエステル類、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性高分子などが挙げられる。   Examples of the carbonaceous material having a low graphitization degree include those obtained by firing an organic material at a temperature of usually less than 2500 ° C. Organic substances include coal-based heavy oil such as coal tar pitch and dry distillation liquefied oil; straight-run heavy oil such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil; ethylene tar produced as a by-product during thermal decomposition of crude oil, naphtha, etc. Heavy oils such as cracked heavy oils; aromatic hydrocarbons such as acenaphthylene, decacyclene and anthracene; nitrogen-containing cyclic compounds such as phenazine and acridine; sulfur-containing cyclic compounds such as thiophene; and aliphatic cyclics such as adamantane Compounds: Polyphenylene such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl esters such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyvinyl butyral, and thermoplastic polymers such as polyvinyl alcohol.

前記炭素質物の黒鉛化度の程度に応じて、焼成温度は通常600℃以上、好ましくは900℃以上、より好ましくは950℃以上であり、通常2500℃未満、好ましくは2000℃以下、より好ましくは1400℃以下の範囲である。焼成の際、有機物に燐酸、ホウ酸、塩酸などの酸類、水酸化ナトリウム等のアルカリ類などを混合することもできる。
活物質(A)としては、上記天然黒鉛や人造黒鉛に、非晶質炭素及び/又は黒鉛化度の小さい黒鉛質物を被覆した粒子を用いることもできる。また、酸化物やその他金属を含んでいてもよい。その他金属としては、Sn、Si、Al、BiなどのLiと合金化可能な金属が挙げられる。
活物質(A)を構成する炭素材料は、他の炭素材料の一種又は二種以上と組み合わせて使用することもできる。
Depending on the degree of graphitization of the carbonaceous material, the firing temperature is usually 600 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, more preferably 950 ° C. or higher, usually less than 2500 ° C., preferably 2000 ° C. or lower, more preferably It is a range of 1400 ° C. or lower. At the time of baking, acids such as phosphoric acid, boric acid and hydrochloric acid, alkalis such as sodium hydroxide and the like can be mixed with the organic matter.
As the active material (A), particles obtained by coating the above natural graphite or artificial graphite with amorphous carbon and / or a graphite material having a low graphitization degree can also be used. Moreover, an oxide and other metals may be included. Other metals include metals that can be alloyed with Li, such as Sn, Si, Al, Bi.
The carbon material which comprises an active material (A) can also be used in combination with 1 type, or 2 or more types of another carbon material.

本発明における活物質(A)は、以下の物性を示すものが好ましい。
活物質(A)の平均粒子径(d50)は、通常1μm以上、50μm以下である。この範囲であれば、負極製造時、極板化した際に、筋引きなどの工程上の不都合が生ずることを防止することができ、一方、表面積を適切な範囲に留め、電解液との活性を容易に制御
することができる。平均粒子径(d50)は、好ましくは4μm以上、より好ましくは10μm以上であり、また、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下である。本願明細書において、平均粒子径(d50)は、体積基準のメジアン径を意味する。具体的には、界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液10mLに、試料0.01gを懸濁させ、市販のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置に導入し、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、測定装置における体積基準のメジアン径として測定した値として得ることができる。
The active material (A) in the present invention preferably has the following physical properties.
The average particle diameter (d50) of the active material (A) is usually 1 μm or more and 50 μm or less. If it is within this range, it is possible to prevent inconveniences in processes such as striping when the negative electrode is produced, and on the other hand, the surface area is kept within an appropriate range, and the activity with the electrolyte solution can be prevented. Can be easily controlled. The average particle diameter (d50) is preferably 4 μm or more, more preferably 10 μm or more, and preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less. In the present specification, the average particle diameter (d50) means a volume-based median diameter. Specifically, 0.01 g of a sample is suspended in 10 mL of a 0.2% by mass aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and introduced into a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer. After irradiating a 28 kHz ultrasonic wave with an output of 60 W for 1 minute, it can be obtained as a value measured as a volume-based median diameter in a measuring apparatus.

本発明の活物質(A)のBET法で測定した比表面積(BET比表面積)は、通常1m/g以上、11m/g以下である。この範囲であれば、リチウムイオンが出入りする部位が十分で、良好な高速充放電特性・出力特性が得られ、活物質の電解液に対する活性を制御し、初期不可逆容量を小さくし、高容量化を容易に図ることができる。
BET比表面積は、好ましくは1.2m/g以上、より好ましくは、1.5m/g
以上であり、また、好ましくは10m/g以下、より好ましくは9m/g以下、さらに好ましくは8m/g以下である。本願明細書において、BET比表面積は、比表面積測定装置を用いて、窒素ガス吸着流通法によりBET5点法にて測定した値とする。
The specific surface area (BET specific surface area) measured by the BET method of the active material (A) of the present invention is usually 1 m 2 / g or more and 11 m 2 / g or less. If it is within this range, the part where lithium ions enter and exit is sufficient, good high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics are obtained, the activity of the active material against the electrolyte is controlled, the initial irreversible capacity is reduced, and the capacity is increased. Can be easily achieved.
The BET specific surface area is preferably 1.2 m 2 / g or more, more preferably 1.5 m 2 / g.
In addition, it is preferably 10 m 2 / g or less, more preferably 9 m 2 / g or less, and still more preferably 8 m 2 / g or less. In the specification of the present application, the BET specific surface area is a value measured by a BET 5-point method by a nitrogen gas adsorption flow method using a specific surface area measuring device.

本発明の活物質(A)として黒鉛を用いた場合のX線広角回折法による(002)面の面間隔d002は通常0.335nm以上、0.340nm未満、好ましくは0.339nm以下であり、より好ましくは0.337nm以下である。d002値が0.340nm未満であれば、適切な結晶性が得られ、初期不可逆容量の増加が抑制できる。なお、0.335nmは黒鉛の理論値である。 When graphite is used as the active material (A) of the present invention, the (002) plane spacing d 002 according to the X-ray wide angle diffraction method is usually 0.335 nm or more and less than 0.340 nm, preferably 0.339 nm or less. More preferably, it is 0.337 nm or less. When the d 002 value is less than 0.340 nm, appropriate crystallinity can be obtained, and an increase in initial irreversible capacity can be suppressed. Note that 0.335 nm is a theoretical value of graphite.

<有機化合物(B)>
本発明の有機化合物(B)は、少なくともπ共役構造を有し、且つ塩基性基を有することを特徴とするが、更にイオン伝導性基を有していることが、1)電解液と溶媒和したリチウムイオンからの脱溶媒和を促進し、電解液の還元分解が抑制され初期充放電効率を改善することができる、2)被膜内のリチウムイオンの拡散を促進することから、負極抵抗の上昇を抑制することができるため好ましい。
<Organic compound (B)>
The organic compound (B) of the present invention is characterized by having at least a π-conjugated structure and a basic group, and further having an ion conductive group. 1) Electrolytic solution and solvent Promotes desolvation from hydrated lithium ions, reduces reductive decomposition of the electrolyte and improves initial charge / discharge efficiency, 2) promotes diffusion of lithium ions in the coating, Since an increase can be suppressed, it is preferable.

本発明の有機化合物(B)は、少なくともπ共役構造を有し、且つ塩基性基を有していれば、有機化合物(B)は単一の化合物であっても二種類以上の化合物が混在していてもよい。
単一の化合物の場合、有機化合物(B)は、分子内にπ共役構造を有する基と塩基性基とを両方有する単一の分子によって構成されるものであり、好ましくは、分子内にπ共役構造を有する基、塩基性基及びイオン伝導性基とを有する単一の分子によって構成されるものである。
As long as the organic compound (B) of the present invention has at least a π-conjugated structure and a basic group, the organic compound (B) is a single compound, but two or more kinds of compounds are mixed. You may do it.
In the case of a single compound, the organic compound (B) is constituted by a single molecule having both a group having a π-conjugated structure and a basic group in the molecule, and preferably π It is constituted by a single molecule having a group having a conjugated structure, a basic group and an ion conductive group.

この単一の化合物は、π共役構造を有する化合物(以下、有機化合物(X)と呼称する場合がある。)と塩基性基を有する化合物(以下、有機化合物(Y)と呼称する場合があ
る。)との反応生成物(以下、反応生成物(X−Y)と呼称する場合がある。)であって
もよく、好ましくは、有機化合物(X)、有機化合物(Y)及びイオン伝導性基を有する化合物(以下、有機化合物(Z)と呼称する場合がある。)との反応生成物(以下、反応生成物(X−Y−Z)と呼称する場合がある。)である。
This single compound may be a compound having a π-conjugated structure (hereinafter sometimes referred to as organic compound (X)) and a compound having a basic group (hereinafter referred to as organic compound (Y)). )) (Hereinafter may be referred to as reaction product (XY)), preferably organic compound (X), organic compound (Y), and ionic conductivity. It is a reaction product (hereinafter sometimes referred to as a reaction product (XYZ)) with a compound having a group (hereinafter sometimes referred to as an organic compound (Z)).

上述した単一の化合物は、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよいが、ガスの発生を効果的に抑制する観点からは、高分子化合物(ポリマー)であることが好ましい。
有機化合物(B)が高分子化合物である場合の重量平均分子量は特に制限されないが、通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2000以上、更に好ましく
は2500以上である。一方前記重量平均分子量は、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは30万以下、更に好ましくは20万以下である。
The single compound described above may be a low molecular compound or a high molecular compound, but is preferably a high molecular compound (polymer) from the viewpoint of effectively suppressing gas generation. .
The weight average molecular weight when the organic compound (B) is a polymer compound is not particularly limited, but is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and further preferably 2500 or more. On the other hand, the weight average molecular weight is usually 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less, more preferably 300,000 or less, and still more preferably 200,000 or less.

なお、本明細書において重量平均分子量とは、溶媒をテトラヒドロフラン(THF)としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量あるいは、溶媒が水系あるいはN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)あるいはジメチルスルホキシド(DMSO)のGPCにより測定した標準ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量である。   In the present specification, the weight average molecular weight is a weight average molecular weight in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as the solvent, or the solvent is aqueous or N, N-dimethylformamide. It is a weight average molecular weight in terms of standard polyethylene glycol measured by GPC of (DMF) or dimethyl sulfoxide (DMSO).

また、有機化合物(B)として二種類以上の化合物が混在している場合、有機化合物(B)は、1)有機化合物(X)と有機化合物(Y)を含有する混合物;2)有機化合物(X)、有機化合物(Y)及び有機化合物(Z)を含有する混合物;3)反応生成物(X−Y)と有機化合物(Z)を含有する混合物;4)有機化合物(X)と有機化合物(Z)との反応生成物(以下、反応生成物(X−Z)と呼称する場合がある。)と有機化合物(Y)を含有する混合物;5)有機化合物(Y)と有機化合物(Z)との反応生成物(以下、反応生成物(Y−Z)と呼称する場合がある。)と有機化合物(X)を含有する混合物;6)反応生成物(X−Z)と反応生成物(Y−Z)を含有する混合物;7)反応生成物(X−Y)と反応生成物(Y−Z)を含有する混合物;8)反応生成物(X−Y)と反応生成物(X−Z)を含有する混合物;9)反応生成物(X−Y)と有機化合物(X)を含有する混合物;10)反応生成物(X−Y)と有機化合物(Y)を含有する混合物;11)反応生成物(X−Y)と有機化合物(X)と有機化合物(Y)を含有する混合物;12)上記9)〜11)のいずれかにおいて、さらに有機化合物(Z)を含む混合物;等の構成が挙げられる。   When two or more kinds of compounds are mixed as the organic compound (B), the organic compound (B) is 1) a mixture containing the organic compound (X) and the organic compound (Y); 2) the organic compound ( X), mixture containing organic compound (Y) and organic compound (Z); 3) mixture containing reaction product (XY) and organic compound (Z); 4) organic compound (X) and organic compound (Z) reaction product (hereinafter sometimes referred to as reaction product (X-Z)) and organic compound (Y); 5) organic compound (Y) and organic compound (Z ) And a reaction product (hereinafter sometimes referred to as reaction product (YZ)) and organic compound (X); 6) reaction product (XZ) and reaction product Mixture containing (YZ); 7) Reaction product (XY) and reaction product (YZ) A mixture containing the reaction product (XY) and the reaction product (XZ); 9) a mixture containing the reaction product (XY) and the organic compound (X); 10) Mixture containing reaction product (XY) and organic compound (Y); 11) Mixture containing reaction product (XY), organic compound (X) and organic compound (Y); 12) In any one of the above 9) to 11), a configuration including a mixture further containing an organic compound (Z);

本願明細書において、有機化合物(X)と有機化合物(Y)の混合物とは、非水系二次電池負極用活物質材料において、有機化合物(X)と、有機化合物(Y)とが、それぞれ含有されていることをいい、非水系二次電池負極用活物質の製造工程で必ずしも混合されている必要はない。また、混合物を主たる有機化合物(B)として用いた場合でも本発明の活物質を製造する上で、混合物中の有機化合物どうしが反応する場合がある。その場合、有機化合物(B)中に占める有機化合物の混合物とその反応生成物の含有割合は、有機化合物(B)の全量(活物質(A)に対する含有量)に対して、混合物が通常50%質量%以上、好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは99質量%以上である。有機化合物(Z)及び/または各種反応生成物を混合させる場合も同様である。   In the specification of the present application, the mixture of the organic compound (X) and the organic compound (Y) includes the organic compound (X) and the organic compound (Y) in the non-aqueous secondary battery negative electrode active material. It is not always necessary to be mixed in the production process of the non-aqueous secondary battery negative electrode active material. Even when the mixture is used as the main organic compound (B), the organic compounds in the mixture may react with each other in producing the active material of the present invention. In that case, the content ratio of the mixture of the organic compound and the reaction product in the organic compound (B) is usually 50% with respect to the total amount of the organic compound (B) (content relative to the active material (A)). % By mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more. The same applies when the organic compound (Z) and / or various reaction products are mixed.

例えば有機化合物(X)と有機化合物(Y)の反応生成物(X−Y)を用いる場合、反応生成物(X−Y)は、活物質(A)に、有機化合物(X)と有機化合物(Y)を付着させた後、加熱操作を施して、有機化合物(X)と有機化合物(Y)を反応させてもよい。また、有機化合物(X)と有機化合物(Y)とを反応させて、反応生成物(X−Y)を得てから、これを活物質(A)に付着させてもよい。   For example, when the reaction product (XY) of the organic compound (X) and the organic compound (Y) is used, the reaction product (XY) is added to the active material (A) as the organic compound (X) and the organic compound. After attaching (Y), a heating operation may be performed to react the organic compound (X) with the organic compound (Y). Alternatively, the organic compound (X) and the organic compound (Y) may be reacted to obtain a reaction product (XY), and then attached to the active material (A).

活物質(A)との接着性及び表面の活性の抑制の点から、前者の方が好ましい。
有機化合物(B)の形態としては、1)有機化合物(X)と有機化合物(Y)を含有する混合物から構成されることが好ましく、2)有機化合物(X)、有機化合物(Y)及び有機化合物(Z)を含有する混合物から構成されることが活物質表面への高い吸着性と、リチウムイオン伝導性、生産性を担保できる理由からより好ましい。
The former is preferred from the viewpoints of adhesion to the active material (A) and suppression of surface activity.
The form of the organic compound (B) is preferably composed of 1) a mixture containing the organic compound (X) and the organic compound (Y). 2) The organic compound (X), the organic compound (Y), and the organic It is more preferable that it is comprised from the mixture containing a compound (Z) from the reason which can ensure high adsorptivity to the active material surface, lithium ion conductivity, and productivity.

(1.π共役構造)
本発明の有機化合物(B)はπ共役構造を含む。本明細書において、有機化合物がπ共役構造を有する化合物とは、π電子が共役して共鳴構造をとることのできる構造であり、
より具体的には、π電子を持つ原子が環状に並んだ構造を持つ不飽和環状化合物であって、ヒュッケル則を満たし、π電子が環上で非局在化し、環が平面構造であると定義する。
(1. π-conjugated structure)
The organic compound (B) of the present invention includes a π-conjugated structure. In this specification, a compound in which an organic compound has a π-conjugated structure is a structure in which π electrons are conjugated to form a resonance structure,
More specifically, an unsaturated cyclic compound having a structure in which atoms having π electrons are arranged in a ring, satisfying the Hückel rule, π electrons are delocalized on the ring, and the ring has a planar structure Define.

前記π共役構造としては、前記の効果の点からベンゼン環、縮合芳香環及び芳香族ヘテロ環(以下、これらをまとめて「芳香環」ともいう)が好ましく、このような環構造の例としては、単環の5員環であるフラン、ピロール、イミダゾール、チオフェン、ホスホール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、単環の6員環であるベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、二環の5員環+6員環であるベンゾフラン、イソベンゾフラン、インドール、イソインドール、ベンゾチオフェン、ベンゾホスホール、ベンゾイミダゾール、プリン、インダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、二環の6員環+6員環であるナフタレン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、多環のアントラセン、ピレン等の骨格を有する環が挙げられる。   As the π-conjugated structure, a benzene ring, a condensed aromatic ring and an aromatic heterocycle (hereinafter, collectively referred to as “aromatic ring”) are preferable from the viewpoint of the above-mentioned effects. Examples of such a ring structure include , Furan, pyrrole, imidazole, thiophene, phosphole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, monocyclic 6-membered benzene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, bicyclic Benzofuran, isobenzofuran, indole, isoindole, benzothiophene, benzophosphole, benzimidazole, purine, indazole, benzoxazole, benzoisoxazole, benzothiazole, bicyclic 6-membered ring +6 Member ring naphthalene, quinoline, isoquinolyl , Quinoxaline, quinazoline, cinnoline, anthracene polycyclic include rings having a skeleton of pyrene.

これらの中でも、非水系二次電池とした場合にガスの発生を抑制する観点から、ベンゼン、縮合芳香環、及び芳香族ヘテロ環からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。縮合芳香環としては、ナフタレンが好ましい。
このような構造を有することによって、有機化合物(B)は活物質(A)のベーサル面に吸着及び/又は結合して、ベーサル部に形成される被膜の剥離を抑制し、その結果ベーサル部欠陥における電解液の還元分解が低減されると考えられる。これにより本発明の非水系二次電池負極用活物質を使用して得られる非水系二次電池は、初期充放電の容量ロスが低減されて良好な初期充放電効率が得られ、また、非水系電解液との副反応によるガスの発生も抑制されると考えられる。
Among these, at least one selected from the group consisting of benzene, a condensed aromatic ring, and an aromatic heterocycle is preferable from the viewpoint of suppressing gas generation when a nonaqueous secondary battery is used. As the condensed aromatic ring, naphthalene is preferable.
By having such a structure, the organic compound (B) is adsorbed and / or bonded to the basal surface of the active material (A) to suppress the peeling of the film formed on the basal portion, resulting in a basal portion defect. It is considered that the reductive decomposition of the electrolyte solution in is reduced. As a result, the non-aqueous secondary battery obtained using the non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention has a reduced initial charge / discharge capacity loss and good initial charge / discharge efficiency. It is considered that gas generation due to side reaction with the aqueous electrolyte is also suppressed.

有機化合物(B)が非水系二次電池負極用活物質のπ共役構造部分に吸着及び/又は結合している形態を確認する方法としては、アルゴン、窒素、ヘキサン、トルエン、2,2,3-トリメチルブタン等の各種ガス吸着量測定により有機化合物(B)の吸着及び/又
は結合量を算出する方法や、電界放射型走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線(SEM−EDX)分析、透過型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線(TEM−EDX)分析などの方法が挙げられる。
As a method for confirming the form in which the organic compound (B) is adsorbed and / or bonded to the π-conjugated structure portion of the non-aqueous secondary battery negative electrode active material, argon, nitrogen, hexane, toluene, 2, 2, 3 -Method of calculating the adsorption and / or binding amount of organic compound (B) by measuring various gas adsorption amounts such as trimethylbutane, field emission scanning electron microscope-energy dispersive X-ray (SEM-EDX) analysis, transmission And a method such as a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray (TEM-EDX) analysis.

以下、前記π共役構造を有する有機化合物(X)について説明をする。
有機化合物(X)はπ共役構造を有していれば、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよいが、ガスの発生を効果的に抑制する観点からは、高分子化合物(ポリマー)であることが好ましい。
また、本発明の非水系二次電池負極用活物質の電解液に対する耐性が向上し、負極活物質(A)層の被膜が電解液に溶出しにくくなる点から、有機化合物(X)は非水系電解液に難溶性であるものがより好ましい。なお、非水系電解液に難溶とは有機化合物(X)をエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとを3:7の体積比で混合した溶媒に24時間浸漬した場合において、浸漬前後の乾燥重量減少率が10質量%以下であることを意味する。
Hereinafter, the organic compound (X) having the π-conjugated structure will be described.
The organic compound (X) may be a low molecular compound or a high molecular compound as long as it has a π-conjugated structure. From the viewpoint of effectively suppressing gas generation, the high molecular compound (Polymer) is preferable.
In addition, since the resistance of the active material for the non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention to the electrolytic solution is improved, and the coating of the negative electrode active material (A) layer is difficult to elute into the electrolytic solution, the organic compound (X) is non-organic. What is hardly soluble in an aqueous electrolyte solution is more preferable. In addition, when it is immersed in a solvent in which the organic compound (X) is mixed in a volume ratio of 3: 7 with an organic compound (X) for 24 hours, it is the rate of decrease in dry weight before and after immersion. Means 10% by mass or less.

前記非水系電解液に難溶な有機化合物としては、イオン性基を有していることが好ましい。イオン性基とは、水中でアニオン又はカチオンを生じうる基であり、その例としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びこれらの塩が挙げられる。前記塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。これらの中でも、非水系二次電池とした場合の初期不可逆容量の観点から、スルホン酸基及びそのリチウム塩もしくはナトリウム塩が好ましい。   The organic compound that is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte preferably has an ionic group. The ionic group is a group capable of generating an anion or cation in water, and examples thereof include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, and salts thereof. Examples of the salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt and the like. Among these, a sulfonic acid group and a lithium salt or a sodium salt thereof are preferable from the viewpoint of the initial irreversible capacity in the case of a non-aqueous secondary battery.

有機化合物(X)が低分子化合物である場合、有機化合物(X)としては、ナフタレン
スルホン酸、ナフタレンスルホン酸リチウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、アントラセンスルホン酸、アントラセンスルホン酸ナトリウム、又はその二量体、三量体などが挙げられる。
有機化合物(X)が高分子化合物である場合、重量平均分子量は特に制限されないが、通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2000以上、更に好ましくは2500以上である。一方前記重量平均分子量は、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは30万以下、更に好ましくは20万以下である。
When the organic compound (X) is a low molecular compound, the organic compound (X) includes naphthalene sulfonic acid, lithium naphthalene sulfonate, sodium naphthalene sulfonate, benzene sulfonic acid, sodium benzene sulfonate, anthracene sulfonic acid, anthracene sulfone. Examples thereof include sodium acid, dimer, trimer and the like.
When the organic compound (X) is a polymer compound, the weight average molecular weight is not particularly limited, but is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and further preferably 2500 or more. On the other hand, the weight average molecular weight is usually 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less, more preferably 300,000 or less, and still more preferably 200,000 or less.

有機化合物(X)が高分子化合物(ポリマー)である場合、イオン性基と芳香環を有する高分子が好ましい。当該ポリマーを構成する構造単位が由来するモノマーとしては、イオン性基を有するモノマーと芳香環とを有するモノマーが挙げられる。また、イオン性基と芳香環とを共に有するモノマーであってもよい。
この場合、前記ポリマーは、イオン性基を有し、芳香環を有さないモノマーと、芳香環を有し、イオン性基を有さないモノマーとの共重合体であってもよいし、イオン性基と芳香環を共に有するモノマーの重合体であってもよい。また、イオン性基を有するモノマーの重合体と芳香環を有するモノマーの重合体の混合物であってもよい。
When the organic compound (X) is a polymer compound (polymer), a polymer having an ionic group and an aromatic ring is preferable. Examples of the monomer from which the structural unit constituting the polymer is derived include a monomer having an ionic group and a monomer having an aromatic ring. Moreover, the monomer which has both an ionic group and an aromatic ring may be sufficient.
In this case, the polymer may be a copolymer of a monomer having an ionic group and not having an aromatic ring and a monomer having an aromatic ring and not having an ionic group. A polymer of monomers having both a functional group and an aromatic ring may be used. Further, it may be a mixture of a monomer polymer having an ionic group and a monomer polymer having an aromatic ring.

中でも、電解液中における非水系二次電池負極用活物質に被覆されている有機化合物(X)の安定性の点から、有機化合物(X)はイオン性基と芳香環とを共に有するモノマーの重合体であることが好ましい。
なお、前記モノマーが有するイオン性基としては、上述した有機化合物(B)におけるイオン性基と同様であるが、中でもカルボン酸基、スルホン酸基又はそれらの塩が電池内での安定性と抵抗上昇抑制の点から好ましい。
Among these, from the viewpoint of the stability of the organic compound (X) coated with the non-aqueous secondary battery negative electrode active material in the electrolyte, the organic compound (X) is a monomer having both an ionic group and an aromatic ring. A polymer is preferred.
The ionic group possessed by the monomer is the same as the ionic group in the organic compound (B) described above. Among them, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a salt thereof has stability and resistance in the battery. It is preferable from the viewpoint of suppression of increase.

イオン性基と芳香環とを有するモノマーの例としては、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸リチウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンアニリンスルホン酸、スチレンアニリンスルホン酸の塩、安息香酸ビニル及び安息香酸ビニルの塩等が挙げられる。
更に、前記イオン性基を有し、芳香環を有さないモノマーの例としては、ビニルスルホン酸、ビニルスルホン酸リチウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸リチウム等、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸リチウム等が挙げられ、前記芳香環を有し、イオン性基を有さないモノマーの例としては、スチレン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等が挙げられる。
Examples of monomers having an ionic group and an aromatic ring include styrene sulfonic acid, lithium styrene sulfonate, sodium styrene sulfonate, styrene aniline sulfonic acid, salts of styrene aniline sulfonic acid, vinyl benzoate and vinyl benzoate. Etc.
Furthermore, examples of the monomer having an ionic group and not having an aromatic ring include vinyl sulfonic acid, lithium vinyl sulfonate, sodium vinyl sulfonate, acrylic acid, sodium acrylate, lithium acrylate, etc., methacrylic acid Examples of the monomer having an aromatic ring and not having an ionic group include styrene, benzyl acrylate, and benzyl methacrylate.

このようなモノマーに由来する構造単位を含むポリマーの具体的な例としては、スチレン−ビニルスルホン酸共重合体、スチレン−ビニルスルホン酸ナトリウム共重合体、スチレン−ビニルスルホン酸リチウム共重合体、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアニリンスルホン酸、ポリアニリンスルホン酸リチウム、ポリアニリンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、ポリビニル安息香酸、ポリビニル安息香酸リチウム、ポリビニル安息香酸ナトリウム、スチレン‐ビニル安息香酸共重合体、スチレン−ビニル安息香酸リチウム共重合体、スチレン−ビニル安息香酸ナトリウム共重合体等が挙げられる。   Specific examples of the polymer containing a structural unit derived from such a monomer include a styrene-vinyl sulfonic acid copolymer, a styrene-vinyl sulfonic acid sodium copolymer, a styrene-vinyl sulfonic acid lithium copolymer, and polystyrene. Sulfonic acid, lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, polyaniline sulfonic acid, lithium polyaniline sulfonate, sodium polyaniline sulfonate, styrene-styrene sulfonate copolymer, styrene-lithium sulfonate lithium copolymer, styrene-styrene sulfone Acid sodium copolymer, polyvinyl benzoic acid, polyvinyl lithium benzoate, sodium polyvinyl benzoate, styrene-vinyl benzoic acid copolymer, styrene-vinyl lithium benzoate copolymer, Len - Sodium copolymer vinyl benzoate, and the like.

ガスの発生を効果的に抑制する観点から、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン‐スチレンスルホン酸リチウム共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、ポリビニル安息香酸、ポリビニル安息香酸リチウム、ポリビニル安息香酸ナトリウム、スチレン−ビニル安息香酸共重合体、スチレン−ビニル安息香酸リ
チウム共重合体及びスチレン−ビニル安息香酸ナトリウム共重合体が好ましい。
From the viewpoint of effectively suppressing gas generation, polystyrene sulfonic acid, polystyrene lithium sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, styrene-styrene sulfonic acid copolymer, styrene-lithium sulfonic acid copolymer, styrene-styrene sulfonic acid Sodium copolymers, polyvinyl benzoic acid, lithium polyvinyl benzoate, sodium polyvinyl benzoate, styrene-vinyl benzoic acid copolymers, styrene-vinyl lithium benzoate copolymers and styrene-sodium vinyl vinyl copolymers are preferred.

さらに、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体及びスチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体がより好ましく、中でもポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体及びスチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体が活物質表面、特には黒鉛ベーサル面への吸着性が高いため特に好ましい。
以上説明した有機化合物(X)は、市販されているものを使用してもよいし、公知の方法により合成することもできる。なお、本発明において有機化合物(X)は低分子化合物、高分子化合物に関わらず、1種の化合物を単独で又は2種以上の化合物を組み合わせて使用することができる。
Further, polystyrene sulfonic acid, lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, styrene-lithium sulfonate lithium copolymer and styrene-sodium styrene sulfonate copolymer are more preferable, among which lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, A styrene-lithium styrene sulfonate copolymer and a styrene-sodium styrene sulfonate copolymer are particularly preferred because of their high adsorptivity to the active material surface, particularly the graphite basal surface.
As the organic compound (X) described above, a commercially available one may be used, or it can be synthesized by a known method. In the present invention, the organic compound (X) can be used alone or in combination of two or more compounds, regardless of whether the compound is a low molecular compound or a high molecular compound.

(2.塩基性基)
本発明の有機化合物(B)における塩基性基は、活物質(A)の表面の官能基と作用し、活物質(A)の表面の活性を抑制する。また活物質(A)の表面と有機化合物(B)との高い吸着性を向上することから、電解液の分解が抑制されて、さらに優れたサイクル特性が発揮されるなどの効果も奏される。
(2. Basic group)
The basic group in the organic compound (B) of the present invention acts on the functional group on the surface of the active material (A) and suppresses the activity on the surface of the active material (A). Moreover, since the high adsorptivity between the surface of the active material (A) and the organic compound (B) is improved, the decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and further excellent cycle characteristics are exhibited. .

本発明の有機化合物(B)における前記塩基性基とは、電子対を供与する基と定義されるものであり、この定義を満足する基であれば特に制限はないが、例えば、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基、四級アンモニウム基が挙げられる。
これらの中でも一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基が好ましく、活物質表面官能基との接着性、または反応性が高い点で、一級アミノ基、二級アミノ基が特に好ましい。
The basic group in the organic compound (B) of the present invention is defined as a group that donates an electron pair, and is not particularly limited as long as it satisfies this definition. For example, a primary amino group Secondary amino group, tertiary amino group, and quaternary ammonium group.
Among these, a primary amino group, a secondary amino group, and a tertiary amino group are preferable, and a primary amino group and a secondary amino group are particularly preferable in terms of high adhesiveness or reactivity with the active material surface functional group.

有機化合物(B)が炭素質物基材のエッジ面に吸着及び/又は結合する形態は前述のπ共役構造で挙げた方法によって確認できる。
以下、塩基性基を有した有機化合物の好ましい化合物として、有機化合物(Y)を一例として説明をする。
例えば、有機化合物(Y)として、エチレン性不飽和基含有アミンから誘導される単位を持つものが挙げられる。具体的には下記式(2)または(3)で表される単位を有するものが挙げられる。
The form in which the organic compound (B) is adsorbed and / or bonded to the edge surface of the carbonaceous material substrate can be confirmed by the method described above for the π-conjugated structure.
Hereinafter, an organic compound (Y) will be described as an example of a preferable organic compound having a basic group.
For example, what has a unit derived from an ethylenically unsaturated group containing amine as an organic compound (Y) is mentioned. Specifically, what has a unit represented by following formula (2) or (3) is mentioned.

Figure 0006123333
Figure 0006123333

(式(2)において、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であり、Rは、原子が存在しない単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基であり、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である。) (In the formula (2), R 3 ~R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 6 is absent atom single bond or a 1 to 6 carbon atoms An alkylene group, and R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

Figure 0006123333
Figure 0006123333

(式(3)において、R〜R12は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であり、R13及びR14は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキレン基であり、R15は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である。)
式(2)及び(3)における炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、好ましくはメチル基である。
In (Equation (3), R 9 ~R 12 are each independently hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 13 and R 14 are each independently, 1 to 6 carbon atoms R 15 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in the formulas (2) and (3) may be linear or branched. For example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl Group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, and the like, and a methyl group is preferable.

式(2)及び(3)における炭素数1〜6のアルキレン基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基等が挙げられ、好ましくはメチレン基である。
式(2)において、R〜Rはそれぞれ独立して、好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子であり、Rは、好ましくは原子が存在しない単結合又はメチレン基であり、R及びRはそれぞれ独立して、好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
The alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in the formulas (2) and (3) may be linear or branched, and examples thereof include a methylene group and an ethylene group, preferably methylene. It is a group.
In the formula (2), R 3 to R 5 are each independently preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, and R 6 is preferably a single bond or a methylene group in which no atom exists. R 7 and R 8 are each independently preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom.

中でも、R〜Rがいずれも水素原子であり、Rが原子が存在しない単結合又はメチレン基であり、R及びRが水素原子である、式(2)で表される単位がさらに好ましい。R及びRが水素原子であり、有機化合物(Y)が一級アミノ基を有する場合、活物質(A)表面との接着性または反応性が高いことから好ましい。
式(3)において、R〜R12はそれぞれ独立して、好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子であり、R13及びR14は、好ましくはメチレン基であり、R15は、好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
Among them, R 3 to R 5 are all hydrogen atoms, R 6 is a single bond or a methylene group in which no atom is present, and R 7 and R 8 are hydrogen atoms, and the unit represented by the formula (2) Is more preferable. When R 7 and R 8 are hydrogen atoms and the organic compound (Y) has a primary amino group, it is preferable because of high adhesion or reactivity with the surface of the active material (A).
In the formula (3), R 9 to R 12 are each independently preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, R 13 and R 14 are preferably a methylene group, 15 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom.

中でも、R9〜R12がいずれも水素原子であり、R13及びR14がメチレン基であり
、R15が水素原子である、式(3)で表される単位がさらに好ましい。R15が水素原子であり、有機化合物(Y)が二級アミノ基を有する場合、活物質表面との接着性または反応性が高いことから好ましい。
有機化合物(Y)は、式(2)の単位又は式(3)の単位のいずれかを含んでいればよく、式(2)及び式(3)の単位の両方を含んでいてもよい。
Among these, a unit represented by the formula (3), in which R 9 to R 12 are all hydrogen atoms, R 13 and R 14 are methylene groups, and R 15 is a hydrogen atom, is more preferable. In the case where R 15 is a hydrogen atom and the organic compound (Y) has a secondary amino group, it is preferable because of high adhesiveness or reactivity with the active material surface.
The organic compound (Y) should just contain either the unit of Formula (2) or the unit of Formula (3), and may contain both the unit of Formula (2) and Formula (3).

さらに、有機化合物(Y)は、式(2)及び式(3)の単位以外の単位を含んでいてもよく、例えば、マレイン酸、アクリルアミド、二酸化硫黄、ビニルスルホン酸、またはスチレン等から誘導される単位が挙げられる。
有機化合物(Y)は塩基性基を有していれば、低分子化合物であっても、高分子化合物(ポリマー)であってもよいが、ガスの発生を効果的に抑制する観点からは、高分子化合物であることが好ましい。
Furthermore, the organic compound (Y) may contain units other than the units of the formulas (2) and (3), and is derived from, for example, maleic acid, acrylamide, sulfur dioxide, vinyl sulfonic acid, or styrene. Units.
The organic compound (Y) may be a low molecular compound or a high molecular compound (polymer) as long as it has a basic group, but from the viewpoint of effectively suppressing gas generation, A polymer compound is preferred.

有機化合物(Y)が低分子化合物の場合、ビニルアミン、アリルアミン又はそれらの誘導体からなる化合物が好ましい。
ビニルアミン、アリルアミン及びそれらの誘導体としては、例えば、ビニルアミン、N−アルキル置換ビニルアミン(N−メチルビニルアミン等)、N,N−ジアルキル置換ビニルアミン(N,N−ジメチルビニルアミン等)、ジビニルアミン、N−アルキル置換ジビニルアミン(N−メチルジビニルアミン等)、アリルアミン、N−アルキル置換アリルアミン(N−メチルアリルアミン等)、N,N−ジアルキル置換アリルアミン(N,N−ジメチルアリルアミン等)、ジアリルアミン、N−アルキル置換ジアリルアミン(N−メチルジアリルアミン等)、又はそれらの二量体若しくは三量体などが挙げられる。
When the organic compound (Y) is a low molecular compound, a compound composed of vinylamine, allylamine or a derivative thereof is preferable.
Examples of vinylamine, allylamine and derivatives thereof include vinylamine, N-alkyl-substituted vinylamine (N-methylvinylamine etc.), N, N-dialkyl-substituted vinylamine (N, N-dimethylvinylamine etc.), divinylamine, N -Alkyl-substituted divinylamine (N-methyldivinylamine etc.), allylamine, N-alkyl-substituted allylamine (N-methylallylamine etc.), N, N-dialkyl-substituted allylamine (N, N-dimethylallylamine etc.), diallylamine, N- Examples thereof include alkyl-substituted diallylamine (N-methyldiallylamine and the like), dimers or trimers thereof.

有機化合物(Y)は、酢酸塩、塩酸塩、硫酸塩、アミド硫酸塩、アンモニウム塩等の塩の形態であってもよい。また、アミン部分が部分尿素化等変性されたものであってもよい。
有機化合物(Y)が高分子化合物である場合、重量平均分子量は特に制限されないが、通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2000以上、更に好ましくは2500以上である。一方前記重量平均分子量は、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは30万以下、更に好ましくは20万以下である。
The organic compound (Y) may be in the form of a salt such as acetate, hydrochloride, sulfate, amide sulfate, or ammonium salt. Further, the amine moiety may be modified such as partially ureated.
When the organic compound (Y) is a polymer compound, the weight average molecular weight is not particularly limited, but is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and further preferably 2500 or more. On the other hand, the weight average molecular weight is usually 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less, more preferably 300,000 or less, and still more preferably 200,000 or less.

有機化合物(Y)が高分子化合物である場合、有機化合物(Y)は、エチレン性不飽和基を含有したアミンのホモポリマー及びコポリマーの少なくともいずれか一方であることが好ましい。具体的には、ビニルアミン、アリルアミン又はそれらの誘導体のホモポリマー及びコポリマーの少なくともいずれか一方であることが好ましい。
有機化合物(Y)が高分子化合物である場合、有機化合物(Y)として、上記のビニルアミン、アリルアミン若しくはそれらの誘導体のいずれかのホモポリマー、上記のビニルアミン、アリルアミン若しくはそれらの誘導体のいずれか2種以上のコポリマー、又は上記のビニルアミン、アリルアミン若しくはそれらの誘導体のいずれか1種以上と他成分の1種以上のコポリマー等を使用することができる。
When the organic compound (Y) is a polymer compound, the organic compound (Y) is preferably at least one of an amine homopolymer and a copolymer containing an ethylenically unsaturated group. Specifically, it is preferably at least one of homopolymers and copolymers of vinylamine, allylamine or derivatives thereof.
When the organic compound (Y) is a polymer compound, as the organic compound (Y), any one of the above-mentioned vinylamine, allylamine or a homopolymer of any of their derivatives, any of the above-mentioned vinylamine, allylamine or their derivatives Any one or more of the above copolymers, or one or more of the above-mentioned vinylamine, allylamine or derivatives thereof and one or more copolymers of other components can be used.

さらに、他成分として、マレイン酸、アクリルアミド、二酸化硫黄等を使用してもよい。他成分を含むコポリマーとしては例えば、ジアリルアミン−マレイン酸コポリマーが挙げられる。
初期充放電効率の点から、好ましくは、ビニルアミン、アリルアミン、N−アルキル置換アリルアミン(N−メチルアリルアミン等)、N,N−ジアルキル置換アリルアミン(N,N−ジメチルアリルアミン等)又はジアリルアミンのホモリマー又はコポリマーであり、より好ましくは、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリ−N−メチルアリルアミン、ポリ−N,N−ジメチルアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリN−メチルジアリルアミンであり、最も好ましくはポリビニルアミン又はポリアリルアミンである。
なお、本発明において有機化合物(Y)は塩基性基を有していれば、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Furthermore, maleic acid, acrylamide, sulfur dioxide, etc. may be used as other components. Examples of the copolymer containing other components include diallylamine-maleic acid copolymer.
From the viewpoint of the initial charge / discharge efficiency, preferably, vinylamine, allylamine, N-alkyl-substituted allylamine (N-methylallylamine, etc.), N, N-dialkyl-substituted allylamine (N, N-dimethylallylamine, etc.) or diallylamine homopolymer or copolymer More preferably, it is polyvinylamine, polyallylamine, poly-N-methylallylamine, poly-N, N-dimethylallylamine, polydiallylamine, polyN-methyldiallylamine, most preferably polyvinylamine or polyallylamine. .
In addition, in this invention, if an organic compound (Y) has a basic group, it can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(3.イオン伝導性基)
本発明の非水系二次電池負極用活物質を使用して製造される非水系二次電池において、負極抵抗の上昇を抑制できる点から、有機化合物(B)が更にイオン伝導性基を有することが好ましい。
(3. Ion conductive group)
In the non-aqueous secondary battery manufactured using the non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention, the organic compound (B) further has an ion conductive group from the viewpoint of suppressing an increase in negative electrode resistance. Is preferred.

本発明におけるイオン伝導性基は、非共役電子対を持っている基と定義されるものであり、以下の記載に特に限定されるものではないが、オキシアルキレン基、スルホニル基、スルホ基、含ホウ素官能基、カルボニル基、カーボネート基、含リン官能基、アミド基、及びエステル基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらイオン伝導性基は、電解液と溶媒和したリチウムイオンに対して、溶媒からの脱溶媒和を
促進する効果が期待でき、これによって、電解液の還元分解が抑制され初期充放電効率を改善することができる。
The ion conductive group in the present invention is defined as a group having a non-conjugated electron pair, and is not particularly limited to the following description, but includes an oxyalkylene group, a sulfonyl group, a sulfo group, It is preferably at least one selected from the group consisting of a boron functional group, a carbonyl group, a carbonate group, a phosphorus-containing functional group, an amide group, and an ester group. These ion-conducting groups can be expected to promote the effect of desolvation from the solvent for lithium ions solvated with the electrolyte, thereby reducing the reductive decomposition of the electrolyte and improving the initial charge / discharge efficiency. can do.

また、イオン伝導性基は被膜が形成された活物質(A)の被膜内におけるリチウムイオンの拡散を促進することから、負極抵抗の上昇を抑制することが可能である。
以下、イオン伝導性基を有した有機化合物(Z)について説明をする。
有機化合物(Z)はイオン伝導性基を有していれば、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよいが、ガスの発生を効果的に抑制する観点からは、高分子化合物であることが好ましい。
In addition, since the ion conductive group promotes the diffusion of lithium ions in the film of the active material (A) on which the film is formed, it is possible to suppress an increase in negative electrode resistance.
Hereinafter, the organic compound (Z) having an ion conductive group will be described.
The organic compound (Z) may be a low molecular compound or a high molecular compound as long as it has an ion conductive group. From the viewpoint of effectively suppressing gas generation, the organic compound (Z) may be a high molecular compound. A compound is preferred.

有機化合物(Z)は、イオン伝導性基を有した有機化合物であれば単独、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
有機化合物(Z)が低分子化合物の場合、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、コハク酸、無水コハク酸、スルトン、タウリン、単糖類、オリゴ糖類、シクロデキストリン、クラウンエーテル、ベンゼンスルホン酸及びそれらの塩、ナフタレンスルホン酸及びそれらの塩、酢酸及びそれらの塩、安息香酸及びそれらの塩、アミノ酸及びそれらの塩、ホウ酸及びそれらの塩、乳酸及びそれらの塩、ジブチルカーボネートなどが挙げられる。中でも、電解液の溶解性が低い点から、コハク酸、無水コハク酸、スルトン、タウリン、単糖類、オリゴ糖類、シクロデキストリン、ベンゼンスルホン酸及びそれらの塩、ナフタレンスルホン酸及びそれらの塩、酢酸及びそれらの塩、安息香酸及びそれらの塩、アミノ酸及びそれらの塩、ホウ酸及びそれらの塩、ジブチルカーボネートが好ましい。
The organic compound (Z) can be used alone or in combination of two or more as long as it is an organic compound having an ion conductive group.
When the organic compound (Z) is a low molecular weight compound, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, succinic acid, succinic anhydride, sultone, taurine, monosaccharide, oligosaccharide, cyclodextrin, crown ether, benzenesulfonic acid and their Salts, naphthalenesulfonic acid and salts thereof, acetic acid and salts thereof, benzoic acid and salts thereof, amino acids and salts thereof, boric acid and salts thereof, lactic acid and salts thereof, dibutyl carbonate and the like. Among them, succinic acid, succinic anhydride, sultone, taurine, monosaccharide, oligosaccharide, cyclodextrin, benzenesulfonic acid and salts thereof, naphthalenesulfonic acid and salts thereof, acetic acid and Their salts, benzoic acid and their salts, amino acids and their salts, boric acid and their salts, dibutyl carbonate are preferred.

本発明における有機化合物(Z)が高分子化合物である場合の好ましい一態様である高分子化合物は下記式(1)で表される。   The polymer compound which is a preferable embodiment when the organic compound (Z) in the present invention is a polymer compound is represented by the following formula (1).

Figure 0006123333
Figure 0006123333

(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、グリシジル基またはエポキシ基である。また、AOは炭素数2〜5のオキシアルキレン基であり、nは1〜50の整数である。)
なお、グリシジル基は下記式(4)で表される官能基であり、エポキシ基は下記式(5)で表される官能基である。
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a glycidyl group or an epoxy group. AO is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. And n is an integer from 1 to 50.)
In addition, a glycidyl group is a functional group represented by following formula (4), and an epoxy group is a functional group represented by following formula (5).

Figure 0006123333
Figure 0006123333

上記式(1)におけるアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、例えば、炭素数1〜20のアルキル基が挙げられ、負極抵抗の増加抑制の点から、好ましく
は、炭素数1〜15のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基である。
上記式(1)におけるアリール基としては、例えば、非置換又はアルキル基置換のフェニル基が挙げられ、材料の入手し易さの点から、好ましくは、非置換又は炭素数1〜4のアルキル基で置換されたフェニル基であり、特に好ましくは非置換のフェニル基である。
The alkyl group in the above formula (1) may be linear or branched, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of suppressing increase in negative electrode resistance. Preferably, it is a C1-C15 alkyl group, Most preferably, it is a C1-C10 alkyl group.
Examples of the aryl group in the above formula (1) include an unsubstituted or alkyl group-substituted phenyl group. From the viewpoint of easy availability of the material, the unsubstituted or alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable. And is particularly preferably an unsubstituted phenyl group.

上記式(1)におけるアラルキル基としては、例えば、非置換又はアルキル基置換のベンジル基が挙げられ、材料の入手し易さの点から、好ましくは、非置換又は炭素数1〜4のアルキル基で置換されたベンジル基であり、特に好ましくは非置換のベンジル基である。
上記式(1)におけるR及びRは、初期充放電効率の点から、水素原子、アルキル基、エポキシ基、グリシジル基が好ましく、より好ましくは、アルキル基、エポキシ基、グリシジル基であり、さらに好ましくはグリシジル基である。
Examples of the aralkyl group in the above formula (1) include an unsubstituted or alkyl-substituted benzyl group. From the viewpoint of easy availability of the material, an unsubstituted or alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable. And particularly preferably an unsubstituted benzyl group.
R 1 and R 2 in the above formula (1) are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an epoxy group, or a glycidyl group, more preferably an alkyl group, an epoxy group, or a glycidyl group from the viewpoint of initial charge / discharge efficiency. More preferred is a glycidyl group.

上記式(1)におけるAOは、炭素数2〜5のオキシアルキレン基であり、負極抵抗の増加抑制の点から、好ましくはオキシエチレン基又はオキシプロピレン基である。
及びRとAOの好ましい組み合わせとしてはR及びRがそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、エポキシ基、またはグリシジル基であり、AOが炭素数2〜5のオキシアルキレン基であるのが好ましい。より好ましくはR及びRがそれぞれ独立してアルキル基、エポキシ基、またはグリシジル基であり、AOが炭素数2〜5のオキシアルキレン基である。更に好ましくはR及びRがそれぞれ独立してアルキル基、エポキシ基、またはグリシジル基であり、AOがオキシエチレン基又はオキシプロピレン基である。最も好ましいのはR及びRがともにグリシジル基であり、AOがオキシエチレン基又はオキシプロピレン基の組み合わせである。
AO in the above formula (1) is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and is preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group from the viewpoint of suppressing an increase in negative electrode resistance.
As a preferable combination of R 1 and R 2 and AO, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an epoxy group, or a glycidyl group, and AO is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. Is preferred. More preferably, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group, an epoxy group, or a glycidyl group, and AO is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. More preferably, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group, an epoxy group, or a glycidyl group, and AO is an oxyethylene group or an oxypropylene group. Most preferably, R 1 and R 2 are both glycidyl groups, and AO is a combination of oxyethylene groups or oxypropylene groups.

上記式(1)におけるnは、オキシアルキレン基の数を表し、負極抵抗の増加抑制の点から、好ましくは、1〜25の整数である。また、nが2以上の場合、複数存在するオキシアルキレン基AOは互いに同一でも異なっていても良い。
有機化合物(Z)としては、具体的には、ポリオキシエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリオキシプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル等が挙げられる。
In the above formula (1), n represents the number of oxyalkylene groups, and is preferably an integer of 1 to 25 from the viewpoint of suppressing increase in negative electrode resistance. When n is 2 or more, a plurality of oxyalkylene groups AO may be the same as or different from each other.
Specific examples of the organic compound (Z) include polyoxyethylene glycol diglycidyl ether, polyoxypropylene glycol diglycidyl ether, butoxypolyethylene glycol glycidyl ether, and the like.

有機化合物(Z)の重量平均分子量は特に制限されないが、通常50以上、好ましくは150以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは350以上である。一方前記重量平均分子量は、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは1万以下、更に好ましくは5000以下である。
本発明の非水系二次電池負極用活物質中における有機化合物(Z)の有機化合物(Y)に対する組成割合は、十分な量の有機化合物(Y)が活物質(A)に作用し、且つ負極抵抗増加を抑制できる点から通常1質量%以上、300質量%以下であり、好ましくは2質量%以上、150質量%以下であり、より好ましくは3質量%以上、100質量%以下であり、更に好ましくは4質量%以上、50質量%以下であり、特に好ましくは5質量%以上、40質量%以下である。
The weight average molecular weight of the organic compound (Z) is not particularly limited, but is usually 50 or more, preferably 150 or more, more preferably 300 or more, and further preferably 350 or more. On the other hand, the weight average molecular weight is usually 1 million or less, preferably 500,000 or less, more preferably 10,000 or less, and still more preferably 5000 or less.
The composition ratio of the organic compound (Z) to the organic compound (Y) in the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is such that a sufficient amount of the organic compound (Y) acts on the active material (A), and From the point which can suppress a negative electrode resistance increase, it is 1 mass% or more and 300 mass% or less normally, Preferably it is 2 mass% or more and 150 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, they are 4 mass% or more and 50 mass% or less, Especially preferably, they are 5 mass% or more and 40 mass% or less.

<非水系二次電池負極用活物質の製造方法>
本発明の非水系二次電池負極用活物質は、以上説明した活物質(A)、有機化合物(B)を必須成分として含有していれば特に製造方法に制限はないが、より好ましい成分として、有機化合物(B)は少なくともπ共役構造を有する有機化合物(X)及び塩基性基を有する有機化合物(Y)の混合物及び/又は反応生成物であることが好ましく、さらにイオン伝導性基を有する有機化合物(Z)やその他の成分が混合及び/又は反応していてもよい。
<Method for producing active material for negative electrode of non-aqueous secondary battery>
The active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is not particularly limited in the production method as long as it contains the active material (A) and the organic compound (B) described above as essential components. The organic compound (B) is preferably a mixture and / or reaction product of an organic compound (X) having at least a π-conjugated structure and an organic compound (Y) having a basic group, and further having an ion conductive group. The organic compound (Z) and other components may be mixed and / or reacted.

また、本明細書において「活物質(A)、有機化合物(B)を含有する」とは、活物質(A)と有機化合物(B)が混合された状態、活物質(A)の表面に有機化合物(B)が付着した状態、活物質(A)の細孔内に有機化合物(B)が付着している状態等を表し、活物質(A)と有機化合物(B)との状態の関係性によらない。
活物質(A)と有機化合物(B)との状態は、例えば、電界放射型走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線(SEM−EDX)分析、X線光電子分光法(XPS)分析等の手法を用いて非水系二次電池負極用活物質の粒子断面を観察することにより確認することができる。これらの確認方法は、非水系二次電池負極用活物質が製造された時点で行なってもよいし、本発明に係る非水系二次電池負極用活物質を含む負極、や非水系二次電池として製造された製品について行なってもよい。
Further, in this specification, “containing the active material (A) and the organic compound (B)” means a state where the active material (A) and the organic compound (B) are mixed, on the surface of the active material (A). The state in which the organic compound (B) is adhered, the state in which the organic compound (B) is adhered in the pores of the active material (A), and the like are shown, and the state of the active material (A) and the organic compound (B) It does not depend on the relationship.
The state of the active material (A) and the organic compound (B) is, for example, a technique such as field emission scanning electron microscope-energy dispersive X-ray (SEM-EDX) analysis, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, etc. It can confirm by observing the particle | grain cross section of the active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes using. These confirmation methods may be performed at the time when the non-aqueous secondary battery negative electrode active material is manufactured, or the negative electrode containing the non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention, or the non-aqueous secondary battery May be performed on the manufactured product.

本発明に係る非水系二次電池負極用活物質は、例えば以下の方法により製造することができる。
前記有機化合物(X)及び前記有機化合物(Y)を、有機溶媒、水又はこれらの混合溶媒に加え、その溶液を、活物質(A)と混合した後、加熱又は/及び減圧によって乾燥させることによって活物質(A)に有機化合物(B)が含有した非水系二次電池負極用活物質を得ることができる。例えば、有機化合物(X)の溶液と、有機化合物(Y)の溶液とを、別々に用意してもよいし、有機化合物(X)と有機化合物(Y)を、同一の溶媒に加えて溶液を用意してもよい。リチウムイオン二次電池の初期充放電効率の点からは、有機化合物(X)の溶液と、有機化合物(Y)の溶液を別途用意することが好ましい。
The active material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to the present invention can be produced, for example, by the following method.
The organic compound (X) and the organic compound (Y) are added to an organic solvent, water or a mixed solvent thereof, and the solution is mixed with the active material (A) and then dried by heating or / and reduced pressure. Thus, an active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode containing the organic compound (B) in the active material (A) can be obtained. For example, the solution of the organic compound (X) and the solution of the organic compound (Y) may be prepared separately, or the solution is prepared by adding the organic compound (X) and the organic compound (Y) to the same solvent. May be prepared. From the viewpoint of the initial charge / discharge efficiency of the lithium ion secondary battery, it is preferable to separately prepare a solution of the organic compound (X) and a solution of the organic compound (Y).

なお、使用する溶媒は、有機化合物(X)および有機化合物(Y)が溶解すれば、特に限定されないが、好ましくは水やエチルメチルケトン、トルエン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、メタノール等が挙げられる。中でも水、エチルメチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、メタノールがコストや乾燥のし易さからより好ましい。   The solvent to be used is not particularly limited as long as the organic compound (X) and the organic compound (Y) are dissolved. Preferably, water, ethyl methyl ketone, toluene, acetone, methyl isobutyl ketone, ethanol, methanol, and the like can be given. It is done. Among these, water, ethyl methyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethanol, and methanol are more preferable because of cost and ease of drying.

有機化合物(X)の溶液と、有機化合物(Y)の溶液を別途用意した場合、これらの溶液と活物質(A)とを同時に混合してもよいし、これらの溶液を混合した後、活物質(A)を混合してもよいし、あるいは有機化合物(X)の溶液又は有機化合物(Y)の溶液いずれかと活物質(A)を混合した後、得られた混合液に他方の溶液を加えてもよい。
また、活物質(A)を分散させたスラリーの作製時に、有機化合物(X)の溶液及び有機化合物(Y)の溶液を添加することが好ましい。これは、負極板に非水系二次電池負極用活物質を塗布した後に、有機化合物(X)及び有機化合物(Y)の溶媒を乾燥することでも、初期充放電効率改善、ガス発生抑制効果が得られ、製造プロセスを簡略化できるためである。
When a solution of the organic compound (X) and a solution of the organic compound (Y) are separately prepared, these solutions and the active material (A) may be mixed at the same time. The substance (A) may be mixed, or the active material (A) is mixed with either the organic compound (X) solution or the organic compound (Y) solution, and then the other solution is added to the obtained mixture. May be added.
Further, it is preferable to add a solution of the organic compound (X) and a solution of the organic compound (Y) when preparing the slurry in which the active material (A) is dispersed. This can also be achieved by improving the initial charge / discharge efficiency and suppressing gas generation by drying the organic compound (X) and the organic compound (Y) solvent after applying the negative electrode active material for the negative electrode to the negative electrode plate. This is because the manufacturing process can be simplified.

前記活物質(A)を分散させたスラリーとは、非水系二次電池用負極を作製するために、本発明に係る非水系二次電池負極用活物質を負極用の電極表面に塗布する工程で用いられる態様の一つである。
中でも初期充放電効率、ガス発生抑制効果の点で、有機化合物(X)の溶液又は有機化合物(Y)のいずれかの溶液と活物質(A)を混合した後、得られた混合液に他方の溶液を加えることが好ましい。
The slurry in which the active material (A) is dispersed is a step of applying the non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention to the electrode surface for the negative electrode in order to produce a negative electrode for the non-aqueous secondary battery. Is one of the embodiments used in the above.
Among them, in terms of initial charge / discharge efficiency and gas generation suppression effect, after mixing the solution of the organic compound (X) or any solution of the organic compound (Y) with the active material (A), It is preferable to add a solution of

また、活物質表面を均一にコートできる点から、有機化合物(Y)の溶液と活物質(A)を混合した後、その混合液を濾過または乾燥させたものと有機化合物(X)を混合することがより好ましく、有機化合物(Y)の溶液、有機化合物(Z)、及び活物質(A)を混合した後、その混合液を濾過または乾燥させ、その後有機化合物(X)を混合することが特に好ましい。   Moreover, from the point which can coat the active material surface uniformly, after mixing the solution of organic compound (Y) and active material (A), what mixed or filtered the dried liquid and organic compound (X) are mixed. More preferably, after the organic compound (Y) solution, the organic compound (Z), and the active material (A) are mixed, the mixture is filtered or dried, and then the organic compound (X) is mixed. Particularly preferred.

活物質(A)と混合する際の、溶媒中の有機化合物(X)又は有機化合物(Y)の濃度は、それぞれ通常0.01質量%以上、70質量%以下である。この範囲であれば、非水系二次電池負極用活物質中、有機化合物(X)及び有機化合物(Y)が活物質(A)の表面に均一に存在することが期待でき、効率的に効果が得られる。
前記溶液中の有機化合物(X)又は有機化合物(Y)の濃度は、好ましくは0.03質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上であり、また、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下である。
The concentration of the organic compound (X) or the organic compound (Y) in the solvent when mixed with the active material (A) is usually 0.01% by mass or more and 70% by mass or less, respectively. If it is this range, it can be expected that the organic compound (X) and the organic compound (Y) are uniformly present on the surface of the active material (A) in the active material for the negative electrode of the non-aqueous secondary battery. Is obtained.
The concentration of the organic compound (X) or the organic compound (Y) in the solution is preferably 0.03% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and preferably 60% by mass or less. More preferably, it is 40 mass% or less.

ただし、上記の溶液濃度は、活物質(A)と接触させる際の溶液の濃度であって、有機化合物(X)の溶液と有機化合物(Y)の溶液とを活物質(A)と同時に混合する場合、またはこれらの溶液を混合した後に活物質(A)と混合する場合は、有機化合物(X)と有機化合物(Y)の合計である有機化合物(B)についての濃度であり、有機化合物(X)の溶液又は有機化合物(Y)の溶液のいずれかと活物質(A)を混合した後に他方の溶液を加える場合は、有機化合物(X)の溶液、有機化合物(Y)の溶液のそれぞれの濃度である。   However, the above solution concentration is the concentration of the solution in contact with the active material (A), and the organic compound (X) solution and the organic compound (Y) solution are mixed simultaneously with the active material (A). Or when mixing these solutions with the active material (A), the concentration of the organic compound (B) is the sum of the organic compound (X) and the organic compound (Y). When adding the other solution after mixing either the solution of (X) or the solution of organic compound (Y) and the active material (A), each of the solution of organic compound (X) and the solution of organic compound (Y) Concentration.

また、有機化合物(X)及び有機化合物(Y)の添加量は適宜調整可能であり、上述した、本発明の非水系二次電池負極用活物質中における好ましい含有量となるように配合量を調節することが好ましい。
有機化合物(X)及び/または有機化合物(Y)の溶液について加熱により乾燥を行なう場合、温度は、通常50℃以上、300℃以下である。この範囲であれば、乾燥効率が十分であり、かつ溶媒残存による電池性能の低下が避けられ、かつ有機化合物(X)及び有機化合物(Y)の分解防止や、活物質(A)と有機化合物(X)及び有機化合物(Y)との相互作用が弱くなることによる効果の低減防止を容易に図ることができる。前記温度は、好ましくは250℃以下であり、また、好ましくは100℃以上である。
Moreover, the addition amount of the organic compound (X) and the organic compound (Y) can be appropriately adjusted, and the blending amount is set so as to be a preferable content in the above-described active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention. It is preferable to adjust.
When drying with heating about the solution of organic compound (X) and / or organic compound (Y), temperature is 50 to 300 degreeC normally. Within this range, the drying efficiency is sufficient, battery performance deterioration due to the remaining solvent is avoided, the organic compound (X) and the organic compound (Y) are prevented from being decomposed, and the active material (A) and the organic compound. It is possible to easily prevent the effect from being reduced due to weak interaction with (X) and the organic compound (Y). The temperature is preferably 250 ° C. or lower, and preferably 100 ° C. or higher.

有機化合物(X)及び/または有機化合物(Y)の溶液について減圧により乾燥を行なう場合、圧力は、ゲージ圧表記で通常0MPa以下、−0.2MPa以上である。この範囲であれば、比較的効率よく乾燥を行うことができる。圧力は、好ましくは−0.03MPa以下であり、また、好ましくは−0.15MPa以上である。
乾燥に先立ち、活物質(A)、有機化合物(X)及び有機化合物(Y)を含む溶液を濾過してもよい。これにより活物質(A)に付着していない有機化合物(X)及び有機化合物(Y)の除去効果が期待できる。
When drying the solution of the organic compound (X) and / or the organic compound (Y) under reduced pressure, the pressure is usually 0 MPa or less and −0.2 MPa or more in gauge pressure notation. If it is this range, it can dry comparatively efficiently. The pressure is preferably −0.03 MPa or less, and preferably −0.15 MPa or more.
Prior to drying, a solution containing the active material (A), the organic compound (X), and the organic compound (Y) may be filtered. Thereby, the removal effect of the organic compound (X) and the organic compound (Y) which are not attached to the active material (A) can be expected.

なお、本発明の非水系二次電池負極用活物質に上記有機化合物(Z)等のその他の成分を含有させる場合には、これも有機化合物(X)や有機化合物(Y)と同様に、有機溶媒、水又はこれらの混合溶媒に加えて溶液とし、その溶液を、活物質(A)と混合した後、加熱又は/及び減圧によって乾燥させる。
有機化合物(Z)等のその他の成分を添加する場合には、有機化合物(X)や有機化合物(Y)の溶液とは別に、その他の成分の溶液を用意してもよいし、これらの化合物を有機化合物(X)や有機化合物(Y)の溶液と同一の溶媒に加えて溶液を用意してもよい。
In addition, when the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention contains other components such as the organic compound (Z), this is also similar to the organic compound (X) and the organic compound (Y). It adds to an organic solvent, water, or these mixed solvents, and is set as a solution, After mixing the active material (A), the solution is dried by heating or / and pressure reduction.
When other components such as the organic compound (Z) are added, a solution of the other components may be prepared separately from the solution of the organic compound (X) or the organic compound (Y), or these compounds May be added to the same solvent as the solution of the organic compound (X) or the organic compound (Y) to prepare a solution.

<有機化合物(B)の含有量>
本発明の非水系二次電池負極用活物質は、活物質(A)及び有機化合物(B)を含有していれば、特に限定されないが、有機化合物(B)の含有量は、活物質(A)に対して、通常0.01質量%以上、10質量%以下である。この範囲であれば、有機化合物(B)の添加によって、負極抵抗が上昇して充電速度が遅くなる、あるいは充放電が不可能になるといった事態を容易に回避することができ、また、有機化合物(B)の添加による活物質(A)の比表面積の低下効果が十分で、良好なサイクル特性・充電速度が容易に得られ
る。
<Content of organic compound (B)>
The active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is not particularly limited as long as it contains the active material (A) and the organic compound (B), but the content of the organic compound (B) is the active material ( It is 0.01 mass% or more and 10 mass% or less normally with respect to A). Within this range, the addition of the organic compound (B) can easily avoid the situation where the negative electrode resistance is increased and the charging rate is slowed or charging / discharging is impossible. The effect of reducing the specific surface area of the active material (A) due to the addition of (B) is sufficient, and good cycle characteristics and charging speed can be easily obtained.

有機化合物(B)の含有量は活物質(A)に対して、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下、とりわけ好ましくは0.5質量%以下、最も好ましくは0.2質量%以下である。
また、有機化合物(B)として、有機化合物(X)と有機化合物(Y)の混合物を使用する場合は、有機化合物(X)の含有量は、活物質(A)に対して、通常0.01質量%以上、10質量%以下である。この範囲であれば、有機化合物(X)の添加によって、負極抵抗が上昇して充電速度が遅くなる、あるいは充放電が不可能になるといった事態を容易に回避することができ、また、有機化合物(X)の添加による活物質(A)の比表面積の低下効果が十分で、良好なサイクル特性・充電速度が容易に得られる。有機化合物(X)の含有量は、好ましくは0.06質量%以上、より好ましくは0.07質量%以上、更に好ましくは0.08質量%以上、特に好ましくは0.09質量%以上、とりわけ好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2質量%以下、とりわけ好ましくは1.5質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。
The content of the organic compound (B) is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and preferably 8% by mass or less, more preferably with respect to the active material (A). Is 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0.2% by mass or less.
When a mixture of the organic compound (X) and the organic compound (Y) is used as the organic compound (B), the content of the organic compound (X) is usually 0. It is 01 mass% or more and 10 mass% or less. Within this range, the addition of the organic compound (X) can easily avoid a situation in which the negative electrode resistance is increased and the charging rate is slowed or charging / discharging becomes impossible. The effect of reducing the specific surface area of the active material (A) by the addition of (X) is sufficient, and good cycle characteristics and charging speed can be easily obtained. The content of the organic compound (X) is preferably 0.06% by mass or more, more preferably 0.07% by mass or more, further preferably 0.08% by mass or more, particularly preferably 0.09% by mass or more, especially It is preferably 0.1% by mass or more, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, particularly preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1.5%. It is not more than mass%, most preferably not more than 1 mass%.

有機化合物(Y)の含有量は、活物質(A)に対して、通常0.01質量%以上、10質量%以下である。この範囲であれば、有機化合物(Y)の添加によって、負極抵抗が上昇して充電速度が遅くなる、あるいは充放電が不可能になるといった事態を容易に回避することができ、また、有機化合物(Y)の添加による活物質(A)の比表面積の低下効果が十分で、良好なサイクル特性・充電速度が容易に得られる。有機化合物(Y)の含有量は、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.12質量%以上、特に好ましくは0.14質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.8質量%以下、とりわけ好ましくは0.5質量%以下、最も好ましくは0.3質量%以下である。   Content of an organic compound (Y) is 0.01 mass% or more normally 10 mass% or less with respect to an active material (A). Within this range, the addition of the organic compound (Y) can easily avoid a situation in which the negative electrode resistance increases and the charging rate is slowed or charging / discharging becomes impossible. The effect of reducing the specific surface area of the active material (A) due to the addition of (Y) is sufficient, and good cycle characteristics and charging speed can be easily obtained. The content of the organic compound (Y) is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.12% by mass or more, and particularly preferably 0.14% by mass or more. Also, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, further preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.8% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0%. .3% by mass or less.

更に、有機化合物(Z)を使用する場合、有機化合物(Z)の含有量は、活物質(A)に対して、通常0.005質量%以上、10質量%以下である。この範囲であれば、有機化合物(Z)の添加によって、負極抵抗が上昇して充電速度が遅くなる、あるいは充放電が不可能になるといった事態を容易に回避することができ、また、有機化合物(Z)の添加による活物質(A)の比表面積の低下効果が十分で、良好なサイクル特性・充電速度が容易に得られる。有機化合物(Z)の含有量は、好ましくは0.006質量%以上、より好ましくは0.007質量%以上、更に好ましくは0.008質量%以上、特に好ましくは0.01質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下、とりわけ好ましくは0.3質量%以下、最も好ましくは0.1質量%以下である。   Furthermore, when using an organic compound (Z), content of an organic compound (Z) is 0.005 mass% or more normally 10 mass% or less with respect to an active material (A). Within this range, the addition of the organic compound (Z) can easily avoid a situation in which the negative electrode resistance increases and the charging rate becomes slow or charging / discharging becomes impossible. The effect of reducing the specific surface area of the active material (A) due to the addition of (Z) is sufficient, and good cycle characteristics and charging speed can be easily obtained. The content of the organic compound (Z) is preferably 0.006% by mass or more, more preferably 0.007% by mass or more, further preferably 0.008% by mass or more, and particularly preferably 0.01% by mass or more. Also, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, further preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, particularly preferably 0.3% by mass or less, and most preferably 0%. .1% by mass or less.

有機化合物(B)の含有量は、製造時に有機化合物(B)を含んだ溶液を乾燥させた場合、原則として製造時における有機化合物(B)の添加量とすることができるが、例えば、濾過を行ない活物質(A)に付着していない有機化合物(B)を除いた場合は、得られた炭素材料のTG−DTA分析における重量減少、又は濾液に含まれる有機化合物(B)の量から算出することができる。   When the solution containing the organic compound (B) is dried at the time of production, the content of the organic compound (B) can in principle be the amount of the organic compound (B) added at the time of production. When the organic compound (B) not attached to the active material (A) is removed, the weight loss of the obtained carbon material in the TG-DTA analysis, or the amount of the organic compound (B) contained in the filtrate Can be calculated.

本発明に係る非水系二次電池負極用活物質は、有機化合物(B)以外に任意の有機化合物を含有していてもよい。該任意の有機化合物の種類は特に限定されないが、活物質(A)への吸着が安定的に保持される点でポリマーであることが好ましく、塩基性基を有する有機化合物(Y)との相互作用が形成される点でポリアニオン系の有機化合物が特に好ま
しい。
前記任意の有機化合物の含有量は特に限定されないが、活物質(A)に対して、0.01質量%以上、10質量%以下が好ましい。
The non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention may contain any organic compound in addition to the organic compound (B). The type of the arbitrary organic compound is not particularly limited, but is preferably a polymer from the viewpoint that the adsorption to the active material (A) is stably maintained, and the mutual relationship with the organic compound (Y) having a basic group. Polyanionic organic compounds are particularly preferred in that the action is formed.
Although content of the said arbitrary organic compound is not specifically limited, 0.01 mass% or more and 10 mass% or less are preferable with respect to an active material (A).

<非水系二次電池負極用活物質の物性>
本発明の非水系二次電池負極用活物質は、以下の物性を示すものが好ましい。
本発明の非水系二次電池負極用活物質の平均粒子径(d50)は、通常1μm以上、50μm以下である。この範囲であれば、負極製造の際に、極板化した際に、筋引きなどの工程上の不都合が生ずることを防止することができ、一方、表面積を適切な範囲に留め、電解液との活性を容易に制御することができる。平均粒子径(d50)は、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上であり、また、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下である。
<Physical properties of non-aqueous secondary battery negative electrode active material>
The active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention preferably has the following physical properties.
The average particle diameter (d50) of the active material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 1 μm or more and 50 μm or less. Within this range, it is possible to prevent inconveniences in processes such as striping when the negative electrode is produced, and on the other hand, the surface area is kept within an appropriate range, and the electrolyte and The activity of can be easily controlled. The average particle diameter (d50) is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less.

本発明の非水系二次電池負極用活物質のBET法で測定した比表面積は、通常1m/g以上、11m/g以下である。この範囲であれば、Liが出入りする部位が十分で、良好な高速充放電特性・出力特性が得られ、活物質の電解液に対する活性を制御し、初期不可逆容量を小さくし、高容量化を容易に図ることができる。比表面積は、好ましくは1.2m/g以上、より好ましくは、1.5m/g以上であり、また、好ましくは10m
/g以下、より好ましくは9m/g以下、さらに好ましくは8m/g以下である。本願明細書において、BET比表面積は、比表面積測定装置を用いて、窒素ガス吸着流通法によりBET5点法にて測定した値とする。
The specific surface area measured by the BET method of the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 1 m 2 / g or more and 11 m 2 / g or less. If it is within this range, the portion where Li enters and exits is sufficient, good high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics are obtained, the activity of the active material with respect to the electrolyte is controlled, the initial irreversible capacity is reduced, and the capacity is increased. It can be easily achieved. The specific surface area is preferably 1.2 m 2 / g or more, more preferably 1.5 m 2 / g or more, and preferably 10 m.
2 / g or less, more preferably 9m 2 / g, more preferably not more than 8m 2 / g. In the specification of the present application, the BET specific surface area is a value measured by a BET 5-point method by a nitrogen gas adsorption flow method using a specific surface area measuring device.

本発明の非水系二次電池負極用活物質における、有機化合物(B)の溶出性は、塩を含まない非水系溶媒に、室温(25℃)で非水系二次電池負極用活物質を5時間浸漬した際に、溶液への有機化合物(B)の溶出量を測定することにより評価することができる。溶出量は、非水系二次電池負極用活物質に含有される有機化合物(B)全量の通常20質量%以下とすることができ、好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。極板の強度の観点から5質量%以下であることが特に好ましい。   The elution property of the organic compound (B) in the non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention is 5% of the non-aqueous secondary battery negative electrode active material at room temperature (25 ° C.) in a non-aqueous salt-free solvent. It can be evaluated by measuring the elution amount of the organic compound (B) into the solution when immersed for a period of time. The elution amount can be usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass, based on the total amount of the organic compound (B) contained in the non-aqueous secondary battery negative electrode active material. It is as follows. From the viewpoint of the strength of the electrode plate, it is particularly preferably 5% by mass or less.

上記溶出性の評価で使用される非水系溶媒は、非水系電解液の溶媒として公知の非水系溶媒の中から適宜選択して用いることがでる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類;1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類が挙げられる。   The non-aqueous solvent used in the elution evaluation can be appropriately selected from known non-aqueous solvents as the solvent for the non-aqueous electrolyte solution. For example, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate; chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, 2-methyl Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, sulfolane, and 1,3-dioxolane; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; and cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

非水系溶媒は、単独でも、又は二種以上を併用してもよい。混合溶媒の場合は、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが好ましく、環状カーボネートが、エチレンカーボネートであることがより好ましい。
有機化合物(B)の溶出量の定量方法としては、非水系二次電池負極用活物質を非水系溶媒成分に浸漬した後、上澄みを回収して乾燥して溶媒を飛ばし、NMRやGPCにおける100%溶出した場合のピーク強度に対する、溶出成分のピーク強度の割合で算出する方法が挙げられる。
A non-aqueous solvent may be individual or may use 2 or more types together. In the case of a mixed solvent, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable, and the cyclic carbonate is more preferably ethylene carbonate.
As a method for quantifying the elution amount of the organic compound (B), after immersing the non-aqueous secondary battery negative electrode active material in the non-aqueous solvent component, the supernatant is recovered and dried to drive off the solvent, and the NMR or GPC 100 The method of calculating by the ratio of the peak intensity of the eluted component to the peak intensity in the case of% elution is mentioned.

<非水系二次電池用負極>
本発明はまた、本発明の非水系二次電池負極用活物質を用いて形成される非水系二次電池用負極に関し、当該負極として例えば、リチウムイオン二次電池用負極が挙げられる。非水系二次電池用負極の製造方法や非水系二次電池用負極を構成する本発明の非水系二次
電池負極用活物質以外の材料の選択については、特に限定されない。
<Negative electrode for non-aqueous secondary battery>
The present invention also relates to a negative electrode for a non-aqueous secondary battery formed using the active material for a negative electrode for a non-aqueous secondary battery according to the present invention. Examples of the negative electrode include a negative electrode for a lithium ion secondary battery. The method for producing the negative electrode for non-aqueous secondary battery and the selection of materials other than the non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention constituting the negative electrode for non-aqueous secondary battery are not particularly limited.

本発明の非水系二次電池用負極は、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ前記活物質層が少なくとも本発明の非水系二次電池負極用活物質を含有するものであることができる。前記活物質層は、好ましくは、さらにバインダを含有する。
バインダは、特に限定されないが、分子内にオレフィン性不飽和結合を有するものが好ましい。具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などが挙げられる。このようなオレフィン性不飽和結合を有するバインダを用いることにより、活物質層の電解液に対する膨潤性を低減することができる。中でも入手の容易性から、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
The negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention includes a current collector and an active material layer formed on the current collector, and the active material layer is at least an active for the negative electrode of the non-aqueous secondary battery of the present invention. It can contain a substance. The active material layer preferably further contains a binder.
The binder is not particularly limited, but a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule is preferable. Specific examples include styrene-butadiene rubber, styrene / isoprene / styrene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, and ethylene / propylene / diene copolymer. By using such a binder having an olefinically unsaturated bond, the swellability of the active material layer with respect to the electrolytic solution can be reduced. Of these, styrene-butadiene rubber is preferred because of its availability.

このような分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダと、本発明の非水系二次電池負極用活物質とを組み合わせて用いることにより、負極板の機械的強度を高くすることができる。負極板の機械的強度が高いと、充放電による負極の劣化が抑制され、サイクル寿命を長くすることができる。
分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダは、分子量が大きいものか、及び/又は不飽和結合の割合が大きいものが好ましい。バインダの分子量としては、重量平均分子量を通常1万以上、100万以下である。この範囲であれば、機械的強度及び可撓性の両面を良好な範囲に制御できる。重量平均分子量は、好ましくは5万以上であり、また、好ましくは30万以下の範囲である。
By using such a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule and the non-aqueous secondary battery negative electrode active material of the present invention in combination, the mechanical strength of the negative electrode plate can be increased. When the mechanical strength of the negative electrode plate is high, deterioration of the negative electrode due to charge / discharge is suppressed, and the cycle life can be extended.
The binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule preferably has a high molecular weight and / or a high proportion of unsaturated bonds. As the molecular weight of the binder, the weight average molecular weight is usually 10,000 or more and 1,000,000 or less. If it is this range, both mechanical strength and flexibility can be controlled to a favorable range. The weight average molecular weight is preferably 50,000 or more, and preferably 300,000 or less.

バインダの分子内のオレフィン性不飽和結合の割合としては、全バインダ1g当たりのオレフィン性不飽和結合のモル数を通常2.5×10−7モル以上とすることができ、また、通常5×10−6モル以下とすることができる。この範囲であれば、強度向上効果が十分に得られ、可撓性も良好である。モル数は、好ましくは8×10−7モル以上であり、また、好ましくは1×10−6モル以下である。 As the ratio of olefinically unsaturated bonds in the binder molecule, the number of moles of olefinically unsaturated bonds per 1 g of the total binder can be usually 2.5 × 10 −7 mol or more, and usually 5 × It can be 10 <-6> mol or less. If it is this range, the intensity | strength improvement effect will be acquired sufficiently and flexibility will also be favorable. The number of moles is preferably 8 × 10 −7 mol or more, and preferably 1 × 10 −6 mol or less.

また、オレフィン性不飽和結合を有するバインダについては、その不飽和度を、通常15%以上、90%以下である。不飽和度は、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上であり、また、好ましくは80%以下である。本願明細書において、不飽和度とは、ポリマーの繰り返し単位に対する二重結合の割合(%)を表す。
バインダとして、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダも、使用することができる。分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダにオレフィン性不飽和結合を有さないバインダを併用することによって、塗布性の向上等が期待できる。オレフィン性不飽和結合を有するバインダ100質量%とした場合、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの混合比率は、活物質層の強度が低下するのを抑制するため、通常150質量%以下、好ましくは120質量%以下である。
Moreover, about the binder which has an olefinically unsaturated bond, the unsaturation degree is 15 to 90% normally. The degree of unsaturation is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, and preferably 80% or less. In the present specification, the degree of unsaturation represents the ratio (%) of the double bond to the repeating unit of the polymer.
As the binder, a binder having no olefinically unsaturated bond can also be used. By using a binder having no olefinically unsaturated bond in combination with a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule, an improvement in coating properties can be expected. When the binder having an olefinically unsaturated bond is 100% by mass, the mixing ratio of the binder having no olefinically unsaturated bond is usually 150% by mass or less in order to suppress a decrease in the strength of the active material layer. Preferably it is 120 mass% or less.

オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの例としては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、澱粉、カラギーナン、プルラン、グアーガム、ザンサンガム(キサンタンガム)等の増粘多糖類;ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル類;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のビニルアルコール類;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等のポリ酸またはこれらの金属塩;ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのアルカン系ポリマーまたはこれらの共重合体などが挙げられる。   Examples of binders having no olefinically unsaturated bond include thickening polysaccharides such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, starch, carrageenan, pullulan, guar gum, xanthan gum (xanthan gum); polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide; Vinyl alcohols such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; polyacids such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid or metal salts thereof; fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride; alkane polymers such as polyethylene and polypropylene; Examples include coalescence.

活物質層には、負極の導電性を向上させるために、導電助剤を含有させてもよい。導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラック、平均粒径1μm以下のCu、Ni又はこれらの合金からなる
微粉末などが挙げられる。導電助剤の添加量は、本発明の非水系二次電池負極用活物質に対して、10質量%以下であることが好ましい。
The active material layer may contain a conductive additive in order to improve the conductivity of the negative electrode. The conductive aid is not particularly limited, and examples thereof include carbon black such as acetylene black, ketjen black, and furnace black, fine powder made of Cu, Ni having an average particle size of 1 μm or less, or an alloy thereof. It is preferable that the addition amount of a conductive support agent is 10 mass% or less with respect to the active material for non-aqueous secondary battery negative electrodes of this invention.

本発明の非水系二次電池用負極は、本発明の非水系二次電池負極用活物質、場合によりバインダ及び/又は導電助剤を分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥することにより形成することができる。分散媒としては、アルコールなどの有機溶媒や、水を用いることができる。
スラリーを塗布する集電体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、圧延銅箔、電解銅箔、ステンレス箔等の金属薄膜などが挙げられる。集電体の厚さは通常4μm以上、30μm以下である。厚さは、好ましくは6μm以上であり、また、好ましくは20μm以下である。
The negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention is a slurry obtained by dispersing the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention, and optionally a binder and / or a conductive auxiliary agent in a dispersion medium. It can be formed by coating and drying. As the dispersion medium, an organic solvent such as alcohol or water can be used.
It does not specifically limit as a collector which apply | coats a slurry, A well-known thing can be used. Specific examples include metal thin films such as rolled copper foil, electrolytic copper foil, and stainless steel foil. The thickness of the current collector is usually 4 μm or more and 30 μm or less. The thickness is preferably 6 μm or more, and preferably 20 μm or less.

スラリーを塗布、乾燥して得られる非水系二次電池負極用活物質層(以下、単に「活物質層」と称することもある。)の厚さは、負極としての実用性及び高密度の電流値に対する十分なリチウムイオンの吸蔵・放出の機能の点から、通常5μm以上、200μm以下である。厚さは、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、ま
た、好ましくは100μm以下、より好ましくは75μm以下である。
活物質層の厚さは、スラリーの塗布、乾燥後にプレスすることにより、上記範囲の厚さになるように調整してもよい。
The thickness of the non-aqueous secondary battery negative electrode active material layer (hereinafter sometimes simply referred to as “active material layer”) obtained by applying and drying the slurry is practical as a negative electrode and has a high-density current. From the point of sufficient lithium ion occlusion / release function with respect to the value, it is usually 5 μm or more and 200 μm or less. The thickness is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and preferably 100 μm or less, more preferably 75 μm or less.
You may adjust the thickness of an active material layer so that it may become the thickness of the said range by pressing after application | coating of a slurry and drying.

活物質層における非水系二次電池負極用活物質の密度は、用途により異なるものの、例えば車載用途やパワーツール用途などの入出力特性を重視する用途においては、通常1.10g/cm3以上、1.65g/cm3以下である。この範囲であれば、密度が低すぎることによる粒子同士の接触抵抗の増大を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。密度は、好ましくは1.20g/cm3以上、さらに好ましくは1.25g/cm3以上である。携帯電話やパソコンといった携帯機器用途などの容量を重視する用途では、通常1.45g/cm3以上、1.90g/
cm以下である。この範囲であれば、密度が低すぎることによる単位体積あたりの電池の容量低下を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。密度は、好ましくは1.55g/cm3以上、さらに好ましくは
1.65g/cm3以上、特に好ましくは1.70g/cm3以上である。
Although the density of the active material for the non-aqueous secondary battery negative electrode in the active material layer varies depending on the application, for example, in applications in which input / output characteristics such as in-vehicle applications and power tool applications are important, usually 1.10 g / cm 3 or more, 1.65 g / cm 3 or less. Within this range, it is possible to avoid an increase in contact resistance between particles due to the density being too low, and it is also possible to suppress a decrease in rate characteristics due to the density being too high. Density is preferably 1.20 g / cm 3 or more, more preferably 1.25 g / cm 3 or more. In applications where capacity is important, such as mobile devices such as mobile phones and personal computers, it is usually 1.45 g / cm 3 or more and 1.90 g /
cm 3 or less. If it is this range, the capacity | capacitance fall of the battery per unit volume by a density being too low can be avoided, On the other hand, the fall of the rate characteristic by a density being too high can also be suppressed. Density is preferably 1.55 g / cm 3 or more, more preferably 1.65 g / cm 3 or more, and particularly preferably 1.70 g / cm 3 or more.

<非水系二次電池>
本発明に係る非水系二次電池の基本的構成は、例えば、公知のリチウムイオン二次電池と同様とすることができ、通常、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに電解質を備え、前記負極は上述した本発明に係る非水系二次電池用負極である。
<Non-aqueous secondary battery>
The basic configuration of the nonaqueous secondary battery according to the present invention can be the same as, for example, a known lithium ion secondary battery, and usually includes a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and an electrolyte. The negative electrode is a negative electrode for a non-aqueous secondary battery according to the present invention described above.

<正極>
正極は、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備えることができる。活物質層は、正極用活物質の他に、好ましくはバインダを含有する。
正極用活物質としては、リチウムイオンなどのアルカリ金属カチオンを充放電時に吸蔵、放出できる金属カルコゲン化合物などが挙げられる。中でもリチウムイオンを吸蔵・放出可能な金属カルコゲン化合物が好ましい。
<Positive electrode>
The positive electrode can include a current collector and an active material layer formed on the current collector. The active material layer preferably contains a binder in addition to the positive electrode active material.
Examples of the positive electrode active material include metal chalcogen compounds that can occlude and release alkali metal cations such as lithium ions during charge and discharge. Of these, metal chalcogen compounds capable of inserting and extracting lithium ions are preferred.

金属カルコゲン化合物としては、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、チタン酸化物、タングステン酸化物などの遷移金属酸化物;バナジウム硫化物、モリブデン硫化物、チタン硫化物、CuSなどの遷移金属硫化物;NiPS、FePS等の遷移金属のリン−硫黄化合物;VSe、NbSeなどの遷移金属のセレン化合物;Fe0.250.75、Na0.1CrSなどの遷移金属の複合酸化物;LiCoS、LiNiSなどの遷移金属の複合硫化物等が挙げられる。 Examples of metal chalcogen compounds include transition metal oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, manganese oxide, chromium oxide, titanium oxide, and tungsten oxide; vanadium sulfide, molybdenum sulfide, titanium sulfide, CuS, and the like transition metal sulfides; NIPS 3, phosphorus transition metals such as FEPS 3 - sulfur compounds; VSe 2, selenium compounds of transition metals such as NbSe 3; Fe 0.25 V 0.75 S 2, Na 0.1 CrS Composite oxides of transition metals such as 2 ; composite sulfides of transition metals such as LiCoS 2 and LiNiS 2 .

中でも、リチウムイオンの吸蔵・放出の観点から、V、V13、VO、Cr、MnO、TiO、MoV、LiCoO、LiNiO、LiMn、TiS、V、Cr0.250.752、Cr0.50.52などが好ましく、LiCoO、LiNiO、LiMnや、これらの遷移金属の一部を他の金属で置換したリチウム遷移金属複合酸化物が特に好ましい。これらの正極活物質は、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。 Among them, from the viewpoint of occlusion / release of lithium ions, V 2 O 5 , V 5 O 13 , VO 2 , Cr 2 O 5 , MnO 2 , TiO 2 , MoV 2 O 8 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , TiS 2 , V 2 S 5 , Cr 0.25 V 0.75 S 2 , Cr 0.5 V 0.5 S 2, etc. are preferable, and LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and some of these transition metals are used as other metals. The lithium transition metal composite oxide substituted with is particularly preferable. These positive electrode active materials may be used alone or in combination.

正極用のバインダは、特に限定されず、公知のものを任意に選択して用いることができる。例としては、シリケート、水ガラス等の無機化合物や、テフロン(登録商標)、ポリフッ化ビニリデン等の不飽和結合を有さない樹脂などが挙げられる。中でも好ましいのは、酸化反応時に分解しにくいため、不飽和結合を有さない樹脂である。バインダの重量平均分子量は、通常1万以上、300万以下とすることができる。重量平均分子量は、好ましくは10万以上であり、また、好ましくは100万以下である。   The binder for positive electrodes is not specifically limited, A well-known thing can be selected arbitrarily and can be used. Examples include inorganic compounds such as silicate and water glass, and resins having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark) and polyvinylidene fluoride. Among them, a resin having no unsaturated bond is preferable because it is difficult to decompose during the oxidation reaction. The weight average molecular weight of the binder can usually be 10,000 or more and 3 million or less. The weight average molecular weight is preferably 100,000 or more, and preferably 1,000,000 or less.

正極活物質層中には、正極の導電性を向上させるために、導電助剤を含有させてもよい。導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などが挙げられる。
本発明の正極は、上述したような負極の製造方法と同様にして、活物質、場合によりバインダ及び/又は導電助剤を分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布することにより形成することができる。正極の集電体は、特に限定されず、アルミニウム、ニッケル、ステンレススチール(SUS)などが挙げられる。
The positive electrode active material layer may contain a conductive additive in order to improve the conductivity of the positive electrode. The conductive aid is not particularly limited, and examples thereof include carbon powders such as acetylene black, carbon black, and graphite, various metal fibers, powders, and foils.
The positive electrode of the present invention is prepared by dispersing an active material, optionally a binder and / or a conductive auxiliary agent in a dispersion medium in the same manner as the above-described negative electrode manufacturing method, and applying this to a current collector. Can be formed. The current collector for the positive electrode is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, nickel, and stainless steel (SUS).

<電解質>
電解質(「電解液」と称することもある。)は、特に限定されず、非水系溶媒に電解質としてリチウム塩を溶解させた非水系電解液や、該非水系電解液に有機高分子化合物等を添加することによりゲル状、ゴム状、または固体シート状にしたものなどが挙げられる。
非水系電解液に使用される非水系溶媒は、特に限定されず、公知の非水系溶媒を用いることができる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類;1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類などが挙げられる。非水系溶媒は、単独でも、2種以上を併用してもよい。混合溶媒の場合は、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが導電性と粘度のバランスから好ましく、環状カーボネートが、エチレンカーボネートであることが好ましい。
<Electrolyte>
The electrolyte (sometimes referred to as “electrolyte”) is not particularly limited, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt as an electrolyte in a non-aqueous solvent, or an organic polymer compound or the like is added to the non-aqueous electrolyte. By doing so, a gel-like, rubber-like, or solid sheet-like shape can be mentioned.
The non-aqueous solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and a known non-aqueous solvent can be used. For example, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate; chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, 2-methyl Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, sulfolane, and 1,3-dioxolane; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; and cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. A non-aqueous solvent may be individual or may use 2 or more types together. In the case of a mixed solvent, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable from the balance of conductivity and viscosity, and the cyclic carbonate is preferably ethylene carbonate.

非水系電解液に使用されるリチウム塩も特に制限されず、公知のリチウム塩を用いることができる。例えば、LiCl、LiBrなどのハロゲン化物;LiClO、LiBrO、LiClOなどの過ハロゲン酸塩;LiPF、LiBF、LiAsFなどの無機フッ化物塩などの無機リチウム塩;LiCFSO、LiCSOなどのパーフルオロアルカンスルホン酸塩;Liトリフルオロメタンスルフォニルイミド((CFSONLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩などが挙げられる。中でもLiClO、LiPF、LiBFが好ましい。
リチウム塩は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、0.5mol/L以上、2.0mol/L以下の範囲とすることができる。
The lithium salt used in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and a known lithium salt can be used. For example, halides such as LiCl and LiBr; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 and LiClO 4 ; inorganic lithium salts such as inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 and LiAsF 6 ; LiCF 3 SO 3 , Examples include perfluoroalkane sulfonates such as LiC 4 F 9 SO 3 ; fluorine-containing organic lithium salts such as perfluoroalkane sulfonic acid imide salts such as Li trifluoromethanesulfonyl imide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), and the like. . Of these, LiClO 4 , LiPF 6 , and LiBF 4 are preferable.
A lithium salt may be used independently or may use 2 or more types together. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte can be in the range of 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less.

上述の非水系電解液に有機高分子化合物を含ませることで、ゲル状、ゴム状、或いは固体シート状にして使用する場合、有機高分子化合物の具体例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物;ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物;ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物;ポリエピクロルヒドリン;ポリフォスファゼン;ポリシロキサン;ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのビニル系高分子化合物;ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート)、ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート−co−メチルメタクリレート)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン)等のポリマー共重合体などが挙げられる。   When the organic polymer compound is included in the non-aqueous electrolyte solution described above and used in the form of a gel, rubber, or solid sheet, specific examples of the organic polymer compound include polyethylene oxide, polypropylene oxide, and the like. Polyether polymer compounds; Cross-linked polymers of polyether polymer compounds; Vinyl alcohol polymer compounds such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; Insolubilized vinyl alcohol polymer compounds; Polyepichlorohydrin; Polyphosphazene; Siloxane; Vinyl polymer compounds such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile; poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methyl methacrylate) And polymer copolymers such as poly (hexafluoropropylene-vinylidene fluoride).

上述の非水系電解液は、さらに被膜形成剤を含んでいてもよい。
被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物;エチレンサルファイド、プロピレンサルファイドなどのアルケンサルファイド;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトンなどのスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが挙げられる。
The non-aqueous electrolyte solution described above may further contain a film forming agent.
Specific examples of the film forming agent include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethyl carbonate, and methylphenyl carbonate; alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; and sultone compounds such as 1,3-propane sultone and 1,4-butane sultone. And acid anhydrides such as maleic acid anhydride and succinic acid anhydride.

非水系電解液にはさらに、ジフェニルエーテル、シクロヘキシルベンゼン等の過充電防止剤が添加されていてもよい。
上記各種添加剤を用いる場合、初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下等、他の電池特性に悪影響を及ぼさないようにするために、添加剤の総含有量は非水系電解液全体に対して通常10質量%以下とすることができ、中でも8質量%以下、さらには5質量%以下、特に2質量%以下の範囲が好ましい。
Further, an overcharge inhibitor such as diphenyl ether or cyclohexylbenzene may be added to the non-aqueous electrolyte.
When using the above-mentioned various additives, the total content of the additives is the total amount of the non-aqueous electrolyte so as not to adversely affect other battery characteristics such as an increase in initial irreversible capacity, low temperature characteristics, and deterioration in rate characteristics. In general, it can be 10% by mass or less, in particular, 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.

また、電解質として、リチウムイオン等のアルカリ金属カチオンの導電体である高分子固体電解質を用いることもできる。高分子固体電解質としては、前述のポリエーテル系高分子化合物にLiの塩を溶解させたものや、ポリエーテルの末端水酸基がアルコキシドに置換されているポリマーなどが挙げられる。   Further, as the electrolyte, a polymer solid electrolyte which is a conductor of an alkali metal cation such as lithium ion can be used. Examples of the polymer solid electrolyte include a polymer in which a salt of Li is dissolved in the aforementioned polyether polymer compound, and a polymer in which the terminal hydroxyl group of the polyether is substituted with an alkoxide.

<その他>
正極と負極との間には、通常、電極間の短絡を防止するために、多孔膜や不織布などの多孔性のセパレータを介在させることができ、非水系電解液は、多孔性のセパレータに含浸させて用いることが便利である。セパレータの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエーテルスルホンなどが用いられ、好ましくはポリオレフィンである。
<Others>
In order to prevent a short circuit between the electrodes, a porous separator such as a porous membrane or a nonwoven fabric can usually be interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte is impregnated into the porous separator. It is convenient to use it. As a material for the separator, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyethersulfone, and the like are used, and polyolefin is preferable.

非水系二次電池の形態は特に限定されず、例えば、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ;ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ;ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型等の任意の形状及び大きさにして用いることができる。   The form of the non-aqueous secondary battery is not particularly limited. For example, a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spiraled; a cylinder type having an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined; a coin type in which a pellet electrode and a separator are stacked Etc. Further, by storing batteries of these forms in an optional outer case, the battery can be used in an arbitrary shape and size such as a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.

非水系二次電池を組み立てる手順も特に限定されず、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てることができる。例えば、外装ケース上に負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、さらに負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板と共にかしめて電池にすることができる。   The procedure for assembling the non-aqueous secondary battery is not particularly limited, and can be assembled by an appropriate procedure according to the structure of the battery. For example, a negative electrode can be placed on an outer case, an electrolyte and a separator can be provided thereon, and a positive electrode can be placed so as to face the negative electrode, and can be caulked together with a gasket and a sealing plate to form a battery.

<電池性能>
上述のように作製した非水系二次電池は以下の様な性能を示すものである。
本発明の非水系二次電池について、初期充放電効率を通常80%以上とすることができる。初期充放電効率が低すぎると、サイクル特性悪化・ガス発生の原因となる傾向がある。本発明の非水系二次電池について、初期充放電効率は、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である。
本願明細書において、初期充放電効率とは、下記表−1に示した充放電プログラムにおける、第2・3・4サイクル目における通電量からそれぞれの充電容量と放電容量を求め、次式を用いて計算したものである。
<Battery performance>
The non-aqueous secondary battery produced as described above exhibits the following performance.
About the non-aqueous secondary battery of this invention, initial stage charge / discharge efficiency can be normally made into 80% or more. If the initial charge / discharge efficiency is too low, there is a tendency to cause deterioration of cycle characteristics and gas generation. About the non-aqueous secondary battery of this invention, initial stage charge / discharge efficiency becomes like this. Preferably it is 85% or more, More preferably, it is 90% or more.
In the specification of the present application, the initial charge / discharge efficiency is obtained by calculating the respective charge capacity and discharge capacity from the energization amounts in the second, third, and fourth cycles in the charge / discharge program shown in Table 1 below. Calculated.

初期充放電効率(%)=第4サイクルにおける放電容量/(第4サイクルにおける放電容量+第2・3・4サイクルにおける容量ロス(=充電容量−放電容量))×100(%)     Initial charge / discharge efficiency (%) = discharge capacity in the fourth cycle / (discharge capacity in the fourth cycle + capacity loss in the second, third, and fourth cycles (= charge capacity−discharge capacity)) × 100 (%)

Figure 0006123333
Figure 0006123333

表中“CC−CV充電”とは定電流で一定量充電した後に、定電圧で終止条件になるまで充電することを表す。また“CC放電”とは定電流で終止条件まで放電することを表す。
本発明の非水系二次電池について、容量ロスを通常35.0mAh/g以下とすることができる。容量ロスが大きすぎると、サイクル特性が悪化する傾向がある。本発明の非水系二次電池について、容量ロスは、好ましくは32.0mAh/g以下、より好ましくは31.5mAh/g以下、より好ましくは30.0mAh/g以下、最も好ましくは28.0mAh/g以下である。
In the table, “CC-CV charging” means charging after a certain amount of charge at a constant current until charging reaches a termination condition at a constant voltage. “CC discharge” means discharging at a constant current to the end condition.
About the non-aqueous secondary battery of this invention, capacity | capacitance loss can be normally 35.0 mAh / g or less. If the capacity loss is too large, the cycle characteristics tend to deteriorate. For the non-aqueous secondary battery of the present invention, the capacity loss is preferably 32.0 mAh / g or less, more preferably 31.5 mAh / g or less, more preferably 30.0 mAh / g or less, and most preferably 28.0 mAh / g. g or less.

本願明細書において、容量ロスとは、上記下記表に示した充放電プログラムにおける、第2・3・4サイクルの1ステップ目における通電量から充電容量と放電容量を求め、次式から計算したものである。
容量ロス(mAh/g)=第2サイクル(充電容量−放電容量)+第3サイクル(充電容量−放電容量)+第4サイクル(充電容量−放電容量)
本発明の非水系二次電池について、負極抵抗を通常24.5Ω以下とすることができる
。負極抵抗が大きすぎると、充放電速度が遅くなる傾向がある。本発明の非水系二次電池について、負極抵抗は、好ましくは20.0Ω以下、より好ましくは15Ω以下、最も好ましくは12Ω以下である。なお、後述するが、負極抵抗は公知の方法に基づいて求めることができる。具体的にはコインセル電池を作製し、インピーダンス測定の結果からCole−Coleプロットを作製し、プロットに現れる円弧の径を読み取って界面抵抗値として求めることができる。
In this specification, the capacity loss is obtained by calculating the charge capacity and discharge capacity from the energization amount at the first step of the second, third and fourth cycles in the charge / discharge program shown in the following table, and calculating from the following formula. It is.
Capacity loss (mAh / g) = second cycle (charge capacity-discharge capacity) + third cycle (charge capacity-discharge capacity) + fourth cycle (charge capacity-discharge capacity)
About the non-aqueous secondary battery of this invention, negative electrode resistance can be normally made into 24.5 or less. If the negative electrode resistance is too large, the charge / discharge rate tends to be slow. For the nonaqueous secondary battery of the present invention, the negative electrode resistance is preferably 20.0Ω or less, more preferably 15Ω or less, and most preferably 12Ω or less. In addition, although mentioned later, negative electrode resistance can be calculated | required based on a well-known method. Specifically, a coin cell battery is produced, a Cole-Cole plot is produced from the result of impedance measurement, and the diameter of an arc appearing in the plot can be read to obtain the interface resistance value.

次に実施例により本発明の具体的態様をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
なお以下における平均粒子径(d50)は、界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液10mLに、試料0.01gを懸濁させ、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(商品名:HORIBA製LA−920)に導入し、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、測定装置における体積基準のメジアン径として測定した値である。
Next, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The average particle size (d50) in the following is measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement by suspending 0.01 g of a sample in 10 mL of a 0.2 mass% aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate as a surfactant. This is a value measured as a volume-based median diameter in a measuring apparatus after being introduced into an apparatus (trade name: LA-920 manufactured by HORIBA) and irradiated with an ultrasonic wave of 28 kHz for 1 minute at an output of 60 W.

<実施例1>
(1)非水系二次電池負極用活物質Aの調製
活物質(A)として球形化天然黒鉛(平均粒子径(d50)17μm)50gを用い、その黒鉛と有機化合物(X)としての水溶液(アルドリッチ製ポリスチレンスルホン酸リチウム(重量平均分子量:75000、30%水溶液)0.8333gに蒸留水49.1667gを添加して希釈したもの)と有機化合物(Y)としてのメチルエチルケトン溶液(日東紡製PAA−03−E(ポリアリルアミン、重量平均分子量3000、20%エタノール溶液)0.375gにメチルエチルケトン49.625gを添加して希釈したもの)と、有機化合物(Z)としてのメチルエチルケトン溶液(日油株式会社製エピオールE−400(ポリオキシエチレングリコールジグリシジルエーテル、オキシエチレン基数9)0.025gにメチルエチルケトン49.975gを添加して希釈したもの)とをフラスコに入れて攪拌した。この時の有機化合物(Y)に対する有機化合物(Z)の組成割合は、33質量%であった。加温により溶媒を留去し、粉末状の非水系二次電池負極用活物質Aを得た。
次に、下記の手順に従ってコインセルを作製し、充放電評価を行った。
<Example 1>
(1) Preparation of non-aqueous secondary battery negative electrode active material A 50 g of spheroidized natural graphite (average particle size (d50) 17 μm) was used as the active material (A), and the graphite and an aqueous solution as an organic compound (X) ( Aldrich lithium polystyrene sulfonate (weight average molecular weight: 75000, 30% aqueous solution) diluted to 0.8333 g with addition of 49.1667 g of distilled water and methyl ethyl ketone solution as organic compound (Y) (PAA- manufactured by Nittobo) 03-E (polyallylamine, weight average molecular weight 3000, 20% ethanol solution) 0.375 g diluted with 49.625 g of methyl ethyl ketone) and methyl ethyl ketone solution (made by NOF Corporation) as the organic compound (Z) Epiol E-400 (polyoxyethylene glycol diglycidyl ether, oxye And Ren radix 9) 0.025g to what has been diluted by the addition of methyl ethyl ketone 49.975g) was stirred into the flask. The composition ratio of the organic compound (Z) to the organic compound (Y) at this time was 33% by mass. The solvent was distilled off by heating to obtain a powdered non-aqueous secondary battery negative electrode active material A.
Next, a coin cell was produced according to the following procedure, and charge / discharge evaluation was performed.

(2)スラリー調製
上記で調製した非水系二次電池負極用活物質A 20gとカルボキシメチルセルロース
水溶液(1質量%)20.2gを混合し、混練機(あわとり練太郎,株式会社シンキー製)によって混練した後(混練:2000rpm,5min;脱泡:2200rpm,1min)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)−水分散液(40質量%)0.5gを加え、再び上記と同様の条件で混練を行うことにより、負極用活物質スラリーAを調製した。
(2) Slurry preparation 20 g of the non-aqueous secondary battery negative electrode active material A prepared above and 20.2 g of an aqueous solution of carboxymethyl cellulose (1% by mass) were mixed and mixed by a kneader (Awatori Kentaro, manufactured by Shinky Co., Ltd.). After kneading (kneading: 2000 rpm, 5 min; defoaming: 2200 rpm, 1 min), 0.5 g of styrene-butadiene rubber (SBR) -aqueous dispersion (40% by mass) is added, and kneading is performed again under the same conditions as above. Thus, an anode active material slurry A was prepared.

(3)極板作製
銅箔(厚さ18μm)をテスター産業製Auto Film Applicatorにのせ、陰圧により吸着させた。銅箔状に負極用活物質スラリーAを適量のせ、テスター産業製フィルムアプリケータ(ギャップ255μm)を10mm/secの速さで掃引させる
ことにより、スラリーAを塗布した。
(3) Electrode plate preparation A copper foil (thickness: 18 μm) was placed on an Auto Film Applicator manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. and adsorbed by negative pressure. The slurry A was applied by placing an appropriate amount of the negative electrode active material slurry A in a copper foil shape and sweeping a film applicator (gap 255 μm) manufactured by Tester Sangyo at a speed of 10 mm / sec.

負極用活物質スラリーAを塗布した銅箔をイナートオーブン(EPEC−75,株式会
社いすゞ製作所製)中で乾燥させ、極板A‘を得た(90℃,50min,窒素気流10L/
min)。
その後、極板A‘をプレス機(3tメカ式精密ロールプレス)に通して活物質層を圧縮した極板Aを得た。銅箔の負極用活物質スラリーが塗布された部分を、打抜きパンチ(φ=
12.5mm,SNG,株式会社野上技研製)によって打抜き、重量測定及び膜厚計(IDS−112,株式会社ミツトヨ製)による膜厚測定を行い、目付と極板密度を算出した。
The copper foil coated with the negative electrode active material slurry A was dried in an inert oven (EPEC-75, manufactured by Isuzu Seisakusho Co., Ltd.) to obtain an electrode plate A ′ (90 ° C., 50 min, nitrogen flow 10 L /
min).
Thereafter, the electrode plate A ′ was passed through a press machine (3-ton mechanical precision roll press) to obtain an electrode plate A in which the active material layer was compressed. The portion of the copper foil coated with the negative electrode active material slurry is punched into a punch (φ =
12.5 mm, SNG, manufactured by Nogami Giken Co., Ltd.), weight measurement and film thickness measurement by a film thickness meter (IDS-112, manufactured by Mitutoyo Corporation) were performed, and basis weight and electrode plate density were calculated.

(4)コインセル作製
上記方法で作製した極板Aを直径12.5mmの円盤状に打ち抜いて電極とし、リチウム金属箔を直径14mmの円板状に打ち抜いて対極とした。両極の間には、電解液を含浸させたセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、上記電解液を使用した2016コイン型電池(コインセル)を作製した。前記電解液は、エチレンカーボーネート/ジメチルカーボネート/エチルメチルカーボネート=15/80/5(体積比)の混合溶液に、LiPFを1.2mol/Lになるように溶解させたものを用いた。
(4) Coin Cell Production The electrode plate A produced by the above method was punched into a disk shape having a diameter of 12.5 mm to form an electrode, and the lithium metal foil was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to form a counter electrode. A separator (made of a porous polyethylene film) impregnated with an electrolytic solution was placed between both electrodes, and a 2016 coin-type battery (coin cell) using the electrolytic solution was produced. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 in a mixed solution of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate = 15/80/5 (volume ratio) to 1.2 mol / L was used. .

なお、全ての作業はグローブボックス(OMNI−LAB,Vacuum atmospheres社製,Arを充填,酸素濃度0.2ppm以下、水分濃度0.5ppm)の中で行った。また、コインセルの部材等は真空乾燥機(Vos−451SD,東京理化器械株式会社製)を用いて12時間以上乾燥させた後にグローブボックスに搬入した。
(5)コインセルの充放電評価
前記表−1に示した充放電プログラムを用いて充放電評価を行った。
All the operations were performed in a glove box (OMNI-LAB, manufactured by Vacuum atoms, filled with Ar, oxygen concentration 0.2 ppm or less, moisture concentration 0.5 ppm). Further, the coin cell members and the like were dried for 12 hours or more using a vacuum dryer (Vos-451SD, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) and then carried into the glove box.
(5) Charging / discharging evaluation of coin cell Charging / discharging evaluation was performed using the charging / discharging program shown in the said Table-1.

初期充放電効率(%)を、下記式から算出した。
初期充放電効率(%)=第4サイクルにおける放電容量/(第4サイクルにおける放電容量+第2・3・4サイクルにおける容量ロス(=充電容量−放電容量))×100(%)容量ロス(mAh/g)=第2サイクル(充電容量−放電容量)+第3サイクル(充電容量−放電容量)+第4サイクル(充電容量−放電容量)
負極抵抗を、以下のようにして測定した。
表−1に示した充放電のプログラムにて充放電試験を行ったコインセル電池の電極を用い、インピーダンス測定を行った。測定結果からCole−Coleプロットを作製し、プロットに現れる円弧の径を読み取って界面抵抗値とした。
The initial charge / discharge efficiency (%) was calculated from the following formula.
Initial charge / discharge efficiency (%) = discharge capacity in the fourth cycle / (discharge capacity in the fourth cycle + capacity loss in the second, third, and fourth cycles (= charge capacity−discharge capacity)) × 100 (%) capacity loss ( mAh / g) = second cycle (charge capacity-discharge capacity) + third cycle (charge capacity-discharge capacity) + fourth cycle (charge capacity-discharge capacity)
Negative electrode resistance was measured as follows.
Impedance measurement was performed using the electrode of the coin cell battery which was subjected to the charge / discharge test using the charge / discharge program shown in Table-1. A Cole-Cole plot was prepared from the measurement results, and the diameter of the arc appearing in the plot was read as the interface resistance value.

<実施例2>
活物質(A)として球形化天然黒鉛(平均粒子径(d50)17μm)50gを用い、その黒鉛と有機化合物(X)としての水溶液(アルドリッチ製ポリスチレンスルホン酸リチウム(重量平均分子量:75000、30%水溶液)0.8333gに蒸留水49.1667gを添加して希釈したもの)と有機化合物(Y)としてのメチルエチルケトン溶液(日東紡製PAA−03−E(ポリアリルアミン、重量平均分子量3000、20%エタノール溶液)0.5gにメチルエチルケトン49.500gを添加して希釈したもの)とをフラスコに入れて攪拌し、加温により溶媒を留去し、粉末状の非水系二次電池負極用活物質Bを得た。また、実施例1と同様の手順により極板Bを得て、コインセルの充放電評価を行った。
<Example 2>
As an active material (A), 50 g of spheroidized natural graphite (average particle size (d50) 17 μm) is used, and the graphite and an organic compound (X) aqueous solution (Aldrich polystyrene sulfonate lithium (weight average molecular weight: 75000, 30%). Aqueous solution) Diluted by adding 49.1667 g of distilled water to 0.8333 g) and methyl ethyl ketone solution (Nittobo PAA-03-E (polyallylamine, weight average molecular weight 3000, 20% ethanol) as organic compound (Y) Solution) 0.5 g of diluted ethyl ethyl ketone 49.500 g) was placed in a flask and stirred, and the solvent was distilled off by heating to obtain a powdery non-aqueous secondary battery negative electrode active material B. Obtained. Moreover, the electrode plate B was obtained by the same procedure as Example 1, and the charge / discharge evaluation of the coin cell was performed.

<比較例1>
有機化合物(X)、有機化合物(Y)及び有機化合物(Z)を添加せずに、活物質(A)の球形化天然黒鉛(平均粒子径(d50)17μm)粒子のみを非水系二次電池負極用活物質として用いた以外は実施例1と同様の手順により極板Cを得て、コインセルの充放電評価を行った。
<Comparative Example 1>
Without adding the organic compound (X), the organic compound (Y), and the organic compound (Z), only the spherical natural graphite (average particle size (d50) 17 μm) particles of the active material (A) are non-aqueous secondary batteries. The electrode plate C was obtained by the same procedure as in Example 1 except that it was used as the negative electrode active material, and charge / discharge evaluation of the coin cell was performed.

<比較例2>
有機化合物(Y)としてのメチルエチルケトン溶液を、日東紡製PAA−03−E、20%エタノール溶液2.5gにメチルエチルケトン47.5gを添加して希釈したものに変え、有機化合物(X)及び有機化合物(Z)を添加しない以外は、実施例1と同様にして粉末状の非水系二次電池負極用活物質Dを得て、コインセルの充放電評価を行った。
<Comparative example 2>
The methyl ethyl ketone solution as the organic compound (Y) was changed to Nittobo PAA-03-E, 20% ethanol solution 2.5 g diluted with 47.5 g of methyl ethyl ketone, and the organic compound (X) and the organic compound Except not adding (Z), it carried out similarly to Example 1, obtained the powdery nonaqueous secondary battery negative electrode active material D, and performed charge-and-discharge evaluation of the coin cell.

<比較例3>
有機化合物(Y)としてのメチルエチルケトン溶液を、日東紡製PAA−03−E、20%エタノール溶液1.25gにメチルエチルケトン48.75gを添加して希釈したものに変え、有機化合物(X)及び有機化合物(Z)を添加しない以外は、実施例1と同様にして粉末状の非水系二次電池負極用活物質Eを得て、コインセルの充放電評価を行った。
<Comparative Example 3>
The methyl ethyl ketone solution as the organic compound (Y) was changed to a solution obtained by adding 48.75 g of methyl ethyl ketone to 1.25 g of Nittobo PAA-03-E, 20% ethanol solution, and the organic compound (X) and the organic compound Except not adding (Z), it carried out similarly to Example 1, and obtained the powdery active material E for nonaqueous secondary battery negative electrodes, and performed charging / discharging evaluation of a coin cell.

<比較例4>
有機化合物(Y)としてのメチルエチルケトン溶液を、日東紡製PAA−03−E、20%エタノール溶液0.25gにメチルエチルケトン47.5gを添加して希釈したものに変え、有機化合物(X)及び有機化合物(Z)を添加しない以外は、実施例1と同様にして粉末状の非水系二次電池負極用活物質Fを得て、コインセルの充放電評価を行った。
<Comparative example 4>
The methyl ethyl ketone solution as the organic compound (Y) was changed to a solution obtained by adding 47.5 g of methyl ethyl ketone to 0.25 g of Nittobo PAA-03-E, 20% ethanol solution, and diluting the organic compound (X) and the organic compound. Except not adding (Z), it carried out similarly to Example 1, obtained the powdery active material F for nonaqueous secondary battery negative electrodes, and performed charging / discharging evaluation of the coin cell.

以上、実施例1〜2、及び比較例1〜4におけるコインセルの充放電評価結果を下記表−2に示す。   As mentioned above, the charging / discharging evaluation result of the coin cell in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4 is shown in following Table-2.

Figure 0006123333
Figure 0006123333

活物質(A)と有機化合物(B)を含有した非水系二次電池負極用活物質(実施例1、2)は、比較例1、2、3、及び4の非水系二次電池負極用活物質と比較して、初期充放電効率(%)が向上し、また容量ロスが低減されていることが分かる。これは、π共役構造と塩基性基を有する有機化合物(B)が、両者を有しない有機化合物に比べ、活物質表面で生じる電解液の還元分解を抑制し、ガス発生を抑制しているためだと考えられる。   The non-aqueous secondary battery negative electrode active material (Examples 1 and 2) containing the active material (A) and the organic compound (B) was used for the non-aqueous secondary battery negative electrodes of Comparative Examples 1, 2, 3, and 4. It can be seen that the initial charge / discharge efficiency (%) is improved and the capacity loss is reduced as compared with the active material. This is because the organic compound (B) having a π-conjugated structure and a basic group suppresses reductive decomposition of the electrolytic solution generated on the active material surface and suppresses gas generation compared to an organic compound having neither. It is thought that.

本発明に係る非水系二次電池負極用活物質は、非水系二次電池において、非水系二次電池負極用活物質として使用した場合、負極抵抗の上昇を抑制しつつ、初期充放電効率をいっそう改善でき、かつ充放電サイクルに伴う容量ロスも抑制可能なバランスの良い非水系二次電池用負極材が得られることを見出した。
そのため、本発明に係る非水系二次電池負極用活物質は、入出力特性を重視する車載用途やパワーツール用途などの非水系二次電池に有用であると同時に、容量を重視する携帯電話やパソコンといった携帯機器用途などの非水系二次電池にも有用である。
When the non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention is used as a non-aqueous secondary battery negative electrode active material in a non-aqueous secondary battery, the initial charge and discharge efficiency is reduced while suppressing an increase in negative electrode resistance. It has been found that a well-balanced negative electrode material for a non-aqueous secondary battery can be obtained that can be further improved and that can suppress the capacity loss accompanying the charge / discharge cycle.
Therefore, the non-aqueous secondary battery negative electrode active material according to the present invention is useful for non-aqueous secondary batteries such as in-vehicle applications and power tool applications that emphasize input / output characteristics, and at the same time, It is also useful for non-aqueous secondary batteries for portable devices such as personal computers.

Claims (11)

リチウムイオンの挿入・脱離が可能な活物質(A)と有機化合物(B)とを含有する非水系二次電池負極用活物質であって、
前記活物質(A)が黒鉛であり、
前記有機化合物(B)がπ共役構造を有し、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びそれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のイオン性基と、芳香環とを有する有機化合物(X)と、エチレン性不飽和基含有アミンから誘導される塩基性基を有する有機化合物(Y)との混合物、及び/又はそれらの反応生成物であり、
かつ、前記有機化合物(X)及び前記有機化合物(Y)が、重量平均分子量が1000以上、100万以下のポリマーである、
非水系二次電池負極用活物質。
A non-aqueous secondary battery negative electrode active material comprising an active material (A) capable of inserting / extracting lithium ions and an organic compound (B),
The active material (A) is graphite,
The organic compound (B) has a π-conjugated structure, and at least one ionic group selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, and a salt thereof, and an aromatic ring A mixture of an organic compound (X) having a basic group derived from an ethylenically unsaturated group-containing amine and / or a reaction product thereof.
And the organic compound (X) and the organic compound (Y) are polymers having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less,
Active material for non-aqueous secondary battery negative electrode.
前記π共役構造が、ベンゼン環、縮合芳香環、及び芳香族へテロ環からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項に記載の非水系二次電池負極用活物質。 The active material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to claim 1 , wherein the π-conjugated structure is at least one selected from the group consisting of a benzene ring, a condensed aromatic ring, and an aromatic heterocycle. 前記塩基性基が、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基、及び四級アンモニウム基からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の非水系二次電池負極用活物質。 The non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2 , wherein the basic group is at least one selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and a quaternary ammonium group. Active material for negative electrode. 前記塩基性基を有する有機化合物(Y)が、下記式(2)または(3)で表される単位を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用活物質。The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic compound (Y) having a basic group has a unit represented by the following formula (2) or (3). Active material for secondary battery negative electrode.
Figure 0006123333
Figure 0006123333
(式(2)において、R(In Formula (2), R 3 〜R~ R 5 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアEach independently represents a hydrogen atom or an atom having 1 to 6 carbon atoms.
ルキル基であり、RRukiru group, R 6 は、原子が存在しない単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基であり、RIs a single bond in which no atom exists or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 及びRAnd R 8 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である。)Are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )
Figure 0006123333
Figure 0006123333
(式(3)において、R(In Formula (3), R 9 〜R~ R 1212 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であり、RAre each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; 1313 及びRAnd R 1414 は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキレン基であり、RAre each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R 1515 は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である。)Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )
前記有機化合物(B)が、更にイオン伝導性基を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用活物質。 The active material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 4 , wherein the organic compound (B) further has an ion conductive group. 前記有機化合物(B)が次の(1)及び/又は(2)を含む、請求項に記載の非水系二次電池負極用活物質。
(1)π共役構造を有する有機化合物(X)、塩基性基を有する有機化合物(Y)及びイオン伝導性基を有する有機化合物(Z)との混合物。
(2)π共役構造を有する有機化合物(X)、塩基性基を有する有機化合物(Y)及びイオン伝導性基を有する有機化合物(Z)からなる群より選ばれる少なくとも2種以上の反応生成物。
The active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to claim 5 , wherein the organic compound (B) includes the following (1) and / or (2).
(1) A mixture of an organic compound (X) having a π-conjugated structure, an organic compound (Y) having a basic group, and an organic compound (Z) having an ion conductive group.
(2) At least two kinds of reaction products selected from the group consisting of an organic compound (X) having a π-conjugated structure, an organic compound (Y) having a basic group, and an organic compound (Z) having an ion conductive group .
前記イオン伝導性基が、オキシアルキレン基、スルホニル基、ホウ素、フッ素、カルボキシル基、カルボニル基、カーボネート基、及びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項5又は6に記載の非水系二次電池負極用活物質。 7. The nonion according to claim 5 , wherein the ion conductive group is at least one selected from the group consisting of an oxyalkylene group, a sulfonyl group, boron, fluorine, a carboxyl group, a carbonyl group, a carbonate group, and a cyano group. Active material for negative electrode of water-based secondary battery. 前記有機化合物(Z)が、下記一般式(1):
Figure 0006123333
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、グリシジル基又はエポキシ基であり、AOは、炭素原子数2〜5のオキシアルキレン基であり、nは、1〜50の整数である)
で表される化合物である、請求項6又は7に記載の非水系二次電池負極用活物質。
The organic compound (Z) is represented by the following general formula (1):
Figure 0006123333
Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a glycidyl group or an epoxy group, and AO is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. And n is an integer from 1 to 50)
The active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes of Claim 6 or 7 which is a compound represented by these.
前記活物質中における前記有機化合物(Z)の前記有機化合物(Y)に対する含有量が1質量%以上、300質量%以下である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用活物質。 The non-aqueous two according to any one of claims 6 to 8 , wherein a content of the organic compound (Z) in the active material with respect to the organic compound (Y) is 1% by mass or more and 300% by mass or less. Active material for secondary battery negative electrode. 集電体と、該集電体上に形成された活物質層とを備え、該活物質層が請求項1〜のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用活物質を含有する、非水系二次電池用負極。 A current collector and an active material layer formed on the current collector, wherein the active material layer contains the active material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 9. A negative electrode for a non-aqueous secondary battery. 正極及び負極、並びに、電解質を備え、該負極が、請求項10に記載の非水系二次電池
用負極である、非水系二次電池。
A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 10 .
JP2013025856A 2012-02-14 2013-02-13 Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery Active JP6123333B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013025856A JP6123333B2 (en) 2012-02-14 2013-02-13 Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012029988 2012-02-14
JP2012029988 2012-02-14
JP2012080655 2012-03-30
JP2012080655 2012-03-30
JP2012112317 2012-05-16
JP2012112317 2012-05-16
JP2012167659 2012-07-27
JP2012167659 2012-07-27
JP2012183037 2012-08-22
JP2012183037 2012-08-22
JP2012275819 2012-12-18
JP2012275819 2012-12-18
JP2012275820 2012-12-18
JP2012275820 2012-12-18
JP2013005457 2013-01-16
JP2013005457 2013-01-16
JP2013025856A JP6123333B2 (en) 2012-02-14 2013-02-13 Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014157658A JP2014157658A (en) 2014-08-28
JP6123333B2 true JP6123333B2 (en) 2017-05-10

Family

ID=51578444

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013025983A Pending JP2014157659A (en) 2012-02-14 2013-02-13 Active material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2013025856A Active JP6123333B2 (en) 2012-02-14 2013-02-13 Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013025983A Pending JP2014157659A (en) 2012-02-14 2013-02-13 Active material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP2014157659A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018067455A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion secondary battery
CN116731638A (en) * 2022-03-04 2023-09-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 Adhesives, tapes, battery modules, battery packs and electrical devices

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04248258A (en) * 1991-01-25 1992-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid electrode composition
JP5369549B2 (en) * 2008-09-03 2013-12-18 東洋インキScホールディングス株式会社 Negative electrode composite and lithium secondary battery using the same
JP5369548B2 (en) * 2008-09-03 2013-12-18 東洋インキScホールディングス株式会社 Negative electrode composite and lithium secondary battery using the same
JP5071310B2 (en) * 2008-09-03 2012-11-14 東洋インキScホールディングス株式会社 Negative electrode composite and lithium secondary battery using the same
JP2010086955A (en) * 2008-09-04 2010-04-15 Toyo Ink Mfg Co Ltd Composite material for battery electrode
WO2012132152A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 日本電気株式会社 Secondary battery and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014157658A (en) 2014-08-28
JP2014157659A (en) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102081044B1 (en) Negative-electrode active material for non-aqueous secondary battery, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using said active material
KR102107373B1 (en) Negative-electrode active material for non-aqueous secondary battery, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using said active material
JP6264925B2 (en) Carbon material, negative electrode for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery, and method for producing carbon material
WO2006008930A1 (en) Negative electrode material for lithium secondary battery, method for producing same, negative electrode for lithium secondary battery using same and lithium secondary battery
JP4967268B2 (en) Negative electrode material for lithium secondary battery, production method thereof, and negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2009170287A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6960717B2 (en) Non-aqueous secondary battery Negative electrode active material and negative electrode and non-aqueous secondary battery using it
JP6167548B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP6476627B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP2011210666A (en) Resin coated active material for nonaqueous secondary battery electrode
JP2015035315A (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material manufacturing method, non-aqueous secondary battery active material manufactured by the manufacturing method, non-aqueous secondary battery negative electrode, and non-aqueous secondary battery
JPWO2018168502A1 (en) Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode, conductive material paste composition for non-aqueous secondary battery electrode, slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode, electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP6607184B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, method for producing non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, and non-aqueous secondary battery
JP2015187934A (en) Active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes, negative electrode arranged by use thereof, and nonaqueous secondary battery
JP2015173107A (en) Active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes, negative electrode arranged by use thereof, and nonaqueous secondary battery
JP6221255B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery
JP6167547B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery
JP6123333B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery
JP6728567B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery
JP2015173103A (en) Active material for nonaqueous secondary battery negative electrodes, and negative electrode arranged by use thereof, and nonaqueous secondary battery
JP2020061381A (en) Electrode, lithium ion secondary battery, manufacturing method of electrode, and manufacturing method of lithium ion secondary battery
JP2014067641A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2015187935A (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, and negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP6115232B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode active material, negative electrode using the same, and non-aqueous secondary battery
JP2016225135A (en) Active material for nonaqueous secondary battery negative electrode and negative electrode using the same, and nonaqueous secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161025

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161221

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170320

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6123333

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350