JP2001196051A - Nonaqueous secondary battery and its manufacturing method - Google Patents

Nonaqueous secondary battery and its manufacturing method

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JP2001196051A
JP2001196051A JP2000002675A JP2000002675A JP2001196051A JP 2001196051 A JP2001196051 A JP 2001196051A JP 2000002675 A JP2000002675 A JP 2000002675A JP 2000002675 A JP2000002675 A JP 2000002675A JP 2001196051 A JP2001196051 A JP 2001196051A
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JP
Japan
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negative electrode
carbonaceous material
secondary battery
fibrous
electrode
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JP2000002675A
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Japanese (ja)
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Minoru Hashimoto
稔 橋本
Takayuki Nakajima
孝之 中島
Koichi Matsumoto
浩一 松本
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A&T Battery Corp
AT Battery KK
Original Assignee
A&T Battery Corp
AT Battery KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery, offering less internal short-circuiting and having high capacity and improved safety. SOLUTION: The nonaqueous secondary battery has an electrode group consisting of a negative electrode 4 and a positive electrode wound via a separator containing a carbonaceous element capable of storing and releasing lithium ions. The carbonaceous element contains a fiber carbonaceous material 17. The fiber carbonaceous material 17 is oriented in the direction of winding the negative electrode 4, consisting of components having a length of 100 μm or more accounting for 1.5% by volume or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、負極を改良した非
水系二次電池及び非水系二次電池の製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous secondary battery having an improved negative electrode and a method for producing a non-aqueous secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、リチウムイオン二次電池に代表さ
れる非水系電解質を用いた非水系二次電池は、高エネル
ギー密度を有することから、一体型ビデオカメラ、CD
プレーヤー、MDプレーヤー、パソコン、携帯情報デー
タ端末機、携帯電話等のコードレスの携帯型電子機器の
電源として注目されている。非水系二次電池は、非水系
電解質を用いるため、電池電圧及びエネルギー密度を高
くすることが可能であるものの、水系電解質に比べてイ
オン伝導度が小さい。このため、使用機器の消費電力を
満足する出力特性を確保するには、正極と負極が対向し
ている面積を大きくする必要がある。そこで、非水系二
次電池の電極群には、正極と負極がセパレータを介して
交互に積層された構造のものか、あるいは正極と負極が
セパレータを介して渦巻き状もしくは扁平状に捲回され
た構造のものが用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a non-aqueous secondary battery using a non-aqueous electrolyte represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density.
It has been drawing attention as a power source for cordless portable electronic devices such as players, MD players, personal computers, portable information data terminals, and mobile phones. Since a non-aqueous secondary battery uses a non-aqueous electrolyte, the battery voltage and energy density can be increased, but the ionic conductivity is lower than that of an aqueous electrolyte. Therefore, in order to secure output characteristics that satisfy the power consumption of the equipment used, it is necessary to increase the area where the positive electrode and the negative electrode face each other. Therefore, the electrode group of the non-aqueous secondary battery has a structure in which a positive electrode and a negative electrode are alternately stacked via a separator, or the positive electrode and the negative electrode are spirally or flatly wound via a separator. A structure is used.

【0003】このような電極群を用いる非水系二次電池
において、携帯機器の小型化・軽量化の進展に伴い、更
なる高容量化と安全性の確保が要望されている。このた
め、正極及び負極の充填密度を高めたり、あるいは非水
系二次電池においてはリチウムデンドライドによる短絡
を防止するために負極の幅を正極の幅より大きくしてお
り、この差を縮めることにより正極と負極の対向面積を
さらに増加させることが検討されている。
[0003] In a non-aqueous secondary battery using such an electrode group, with the progress of miniaturization and weight reduction of portable devices, it is required to further increase the capacity and ensure safety. For this reason, the packing width of the positive electrode and the negative electrode is increased, or in a non-aqueous secondary battery, the width of the negative electrode is made larger than the width of the positive electrode in order to prevent a short circuit due to lithium dendride. It has been studied to further increase the facing area between the positive electrode and the negative electrode.

【0004】ところで、特開平10−92428号の公
報の図2には、60体積%以上の繊維状炭素質材料を負
極の捲回方向と直交するように配向させる、つまり負極
の短辺方向に配向させることが開示されている。
FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-92428 shows that 60% by volume or more of a fibrous carbonaceous material is oriented so as to be orthogonal to the winding direction of the negative electrode, that is, in the short side direction of the negative electrode. Orienting is disclosed.

【0005】しかしながら、この負極と正極の間にセパ
レータを介して電極群を作製すると、内部短絡を生じや
すいため、電池としての製品歩留まりが低下し、また充
放電サイクル中に容量が急激に低下するという問題点を
生じる。また、放電容量やサイクル寿命のような充放電
特性のばらつきが大きくなる。
However, when an electrode group is formed between the negative electrode and the positive electrode with a separator interposed therebetween, an internal short circuit is liable to occur, so that the product yield as a battery decreases, and the capacity sharply decreases during a charge / discharge cycle. This causes a problem. In addition, variations in charge / discharge characteristics such as discharge capacity and cycle life increase.

【0006】すなわち、繊維状炭素質材料を含む負極
は、生産性を高くする観点から、繊維状炭素質材料を含
む塗料を帯状の集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施し
た後、所望の寸法に裁断することにより作製される。繊
維状炭素質材料を負極の短辺方向に配向させると、負極
の長手方向に沿う端部を裁断する際に裁断方向が繊維状
炭素質材料の軸と直交するため、端部付近の繊維状炭素
質材料が切断されやすくなる。その結果、正極と負極と
の間にセパレータを介して電極群を作製すると、負極の
長手方向に沿う端部から多数の炭素質材料がこぼれ落ち
て正極と接したり、あるいは炭素質材料の切断面がセパ
レータを貫通して正極と接するため、内部短絡発生率が
高くなる。この短絡不良は、対向面積を増加させるため
に正極の幅を大きくした際に多発し、高容量化が図られ
た二次電池の製品化の大きな妨げになっている。また、
負極から炭素質材料が欠け落ちると、負極の容量が低下
し、そのうえばらつきを生じるため、充放電特性が低下
し、ばらつく。
That is, from the viewpoint of increasing productivity, a negative electrode containing a fibrous carbonaceous material is coated with a paint containing a fibrous carbonaceous material on a belt-shaped current collector, dried, and pressed. It is produced by cutting to desired dimensions. When the fibrous carbonaceous material is oriented in the short side direction of the negative electrode, the cutting direction is orthogonal to the axis of the fibrous carbonaceous material when cutting the end along the longitudinal direction of the negative electrode. The carbonaceous material is easily cut. As a result, when an electrode group is formed between the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween, a large number of carbonaceous materials spill out from the end along the longitudinal direction of the negative electrode and come into contact with the positive electrode, or the cut surface of the carbonaceous material is Since it penetrates through the separator and comes into contact with the positive electrode, the internal short circuit occurrence rate increases. This short-circuit failure frequently occurs when the width of the positive electrode is increased in order to increase the facing area, and this is a great hindrance to commercialization of a secondary battery with a high capacity. Also,
When the carbonaceous material is chipped off from the negative electrode, the capacity of the negative electrode is reduced, and furthermore, variation occurs, so that the charge / discharge characteristics are reduced and vary.

【0007】一方、特開平9−35706号公報には、
ミルド状炭素繊維を用いた電極において、電極表層の該
炭素繊維を集電体長手方向に対して概ね平行に配向させ
ることが記載されている。この発明の目的は、電極表面
の凹凸を減少させることにより、巻き込み電極を作製す
る際の短絡を防止することにある。
On the other hand, JP-A-9-35706 discloses that
It describes that in an electrode using milled carbon fibers, the carbon fibers on the electrode surface are oriented substantially parallel to the longitudinal direction of the current collector. An object of the present invention is to prevent short-circuiting when manufacturing a wrap-around electrode by reducing unevenness on the electrode surface.

【0008】しかしながら、電極表層の炭素繊維を集電
体長手方向に対して概ね平行に配向させるだけで欠け落
ち頻度を十分に低減することは困難であった。
However, it has been difficult to sufficiently reduce the frequency of chipping simply by orienting the carbon fibers of the electrode surface layer substantially parallel to the longitudinal direction of the current collector.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内部
短絡が抑制され、高容量で、かつ安全性に優れる非水系
二次電池を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-aqueous secondary battery which is capable of suppressing internal short circuit, having a high capacity, and having excellent safety.

【0010】また、本発明の目的は、内部短絡が抑制さ
れ、放電容量及びサイクル寿命が向上され、かつ安全性
に優れる非水系二次電池の製造方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a non-aqueous secondary battery in which internal short circuits are suppressed, discharge capacity and cycle life are improved, and safety is excellent.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵・放出可能な炭素質物を含む負極と正極とがセ
パレータを介して捲回された構造の電極群を備える非水
系二次電池において、前記炭素質物は繊維状炭素質材料
を含み、前記繊維状炭素質材料は、前記負極の捲回方向
に配向すると共に、長さが100μm以上のものの含有
率が1.5体積%以下であることを特徴とする非水系二
次電池である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a non-aqueous secondary battery comprising an electrode group having a structure in which a negative electrode containing a carbonaceous substance capable of inserting and extracting lithium ions and a positive electrode are wound with a separator interposed therebetween. The carbonaceous material includes a fibrous carbonaceous material, and the fibrous carbonaceous material is oriented in the winding direction of the negative electrode, and has a content of 1.5 μm or less in a length of 100 μm or more. It is a non-aqueous secondary battery characterized by the above.

【0012】本発明は、負極と正極がセパレータを介し
て捲回された構造の電極群と、非水系電解液とを備えた
非水系二次電池の製造方法において、集電体に黒鉛質粉
末及び長さが100μm以上のものの含有率が1.5体
積%以下である繊維状炭素質材料を含む塗料を塗布した
後、乾燥させることにより、前記繊維状炭素質材料が一
定方向に配向している密度が1.0〜1.3g/cm3
の活物質含有層を形成する工程と、プレスにより前記活
物質含有層の密度を1.3〜1.6g/cm3に高くす
る工程と、所望の寸法に裁断することにより前記繊維状
炭素質材料の配向方向を負極の捲回方向に平行にする工
程と具備する方法により負極を作製することを特徴とす
る非水系二次電池の製造方法である。
The present invention relates to a method for manufacturing a non-aqueous secondary battery comprising an electrode group having a structure in which a negative electrode and a positive electrode are wound with a separator interposed therebetween, and a non-aqueous electrolytic solution. And a coating containing a fibrous carbonaceous material having a length of 100 μm or more and a content of 1.5 vol% or less is applied and dried, whereby the fibrous carbonaceous material is oriented in a certain direction. Density is 1.0 to 1.3 g / cm 3
Forming the active material-containing layer by pressing, increasing the density of the active material-containing layer to 1.3 to 1.6 g / cm 3 by pressing, and cutting the fibrous carbonaceous material to a desired size. A method for producing a non-aqueous secondary battery, characterized in that a negative electrode is manufactured by a method including a step of making the orientation direction of a material parallel to a winding direction of the negative electrode.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる非水系二次
電池を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a non-aqueous secondary battery according to the present invention will be described in detail.

【0014】この非水系二次電池は、リチウムイオンを
吸蔵・放出可能な炭素質物を含む負極と正極とがセパレ
ータを介して捲回された構造の電極群と、非水電解質を
備える。前記電極群には、正極及び負極をセパレータを
介して渦巻き状に捲回した後、扁平状にプレスを施すこ
とにより作製されるものも包含される。
This non-aqueous secondary battery includes an electrode group having a structure in which a negative electrode containing a carbonaceous material capable of inserting and extracting lithium ions and a positive electrode are wound with a separator interposed therebetween, and a non-aqueous electrolyte. The electrode group also includes one produced by spirally winding a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween, and then performing flat pressing.

【0015】次に、前記正極、負極、セパレータおよび
非水電解質を説明する。
Next, the positive electrode, the negative electrode, the separator and the non-aqueous electrolyte will be described.

【0016】1)正極 この正極は、活物質含有層を集電体に担持した構造を有
する。
1) Positive electrode This positive electrode has a structure in which an active material-containing layer is supported on a current collector.

【0017】前記活物質含有層は、例えばリチウムイオ
ンの吸蔵・放出可能な活物質と導電性フィラーと結着剤
とを含有する。前記活物質としては、例えばLiCoO
2、LiNiO2、LiMn24、LiCo(1-x)Nix
2(xは0<x<1を示す)、LiCo(1-y)y2(M
は、Co,Ni以外の金属で、例えばAl,In,Sn
等を示し、yは0<y<0.1を示す)等のリチウム−
遷移金属複合酸化物を挙げることができる。これらのリ
チウム−遷移金属複合酸化物は,2種以上の混合物で用
いることができる。
The active material-containing layer contains, for example, an active material capable of occluding and releasing lithium ions, a conductive filler, and a binder. As the active material, for example, LiCoO
2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCo (1-x) Ni x O
2 (x denotes an 0 <x <1), LiCo (1-y) M y O 2 (M
Is a metal other than Co and Ni, for example, Al, In, Sn
And y represents 0 <y <0.1).
A transition metal composite oxide can be given. These lithium-transition metal composite oxides can be used in a mixture of two or more.

【0018】前記導電性フィラーは、例えば、ファーネ
スブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック
などのカーボンブラック類、粉末状黒鉛、粉末状膨張黒
鉛などのグラファイト類、グラッシーカーボン粉砕物、
粉末状あるいは破砕状コークス類、炭素繊維粉砕物、黒
鉛化炭素繊維粉砕物などが挙げられる。また、これらの
2種以上を混合して用いることもできる。
Examples of the conductive filler include carbon blacks such as furnace black, acetylene black, and Ketjen black; graphites such as powdered graphite and powdered expanded graphite;
Pulverized or crushed coke, ground carbon fiber, ground graphitized carbon fiber, and the like can be mentioned. Further, two or more of these may be used as a mixture.

【0019】前記結着剤としては、例えばフッ素系樹
脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系
樹脂のような熱可塑性樹脂、またはフッ素ゴム、ブチル
ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴムなどのゴム系を用い
ることができる。具体的には、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリ
エチレン、ポリアクリロニトリル、ニトリルゴム、ポリ
ブタジエン、ブチルゴム、ポリスチレン、スチレン−ブ
タジエンゴム、水添スチレン−ブタジエンゴム、多硫化
ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの結
着剤の中でエラストマー、ゴム架橋体または極性基を導
入した変成体は、前記集電体と前記活物質層との密着性
の向上の観点から好適である。
As the binder, use is made of, for example, a thermoplastic resin such as a fluororesin, a polyolefin resin, a styrene resin or an acrylic resin, or a rubber such as a fluororubber, a butyl rubber or a styrene-butadiene rubber. Can be. Specifically, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polyethylene, polyacrylonitrile, nitrile rubber, polybutadiene, butyl rubber, polystyrene, styrene-butadiene rubber, hydrogenated styrene-butadiene rubber, polysulfide rubber, nitrocellulose , Cyanoethylcellulose, carboxymethylcellulose and the like. Among these binders, an elastomer, a cross-linked rubber, or a modified substance into which a polar group is introduced are preferable from the viewpoint of improving the adhesion between the current collector and the active material layer.

【0020】前記集電体としては、例えばアルミニウム
板、アルミニウムメッシュ材等を挙げることができる。
Examples of the current collector include an aluminum plate and an aluminum mesh material.

【0021】前記活物質、導電性フィラー、結着剤の組
成比は、活物質100重量部に対して導電性フィラー1
〜10重量部、結着剤1〜7重量部の範囲にすることが
好ましい。
The composition ratio of the active material, the conductive filler and the binder is such that the conductive filler is 1 part per 100 parts by weight of the active material.
It is preferable that the content is in the range of 10 to 10 parts by weight and 1 to 7 parts by weight of the binder.

【0022】前述の正極は、例えば次のような方法によ
り作製することができる。
The above-described positive electrode can be manufactured, for example, by the following method.

【0023】すなわち、アルミニウム薄膜のような集電
体に活物質と導電性フィラーと結着剤とを含む正極塗料
をコーターにより塗布し、乾燥することにより活物質含
有層を形成して正極を作製する。
That is, a positive electrode paint containing an active material, a conductive filler, and a binder is applied to a current collector such as an aluminum thin film by a coater and dried to form an active material-containing layer, thereby producing a positive electrode. I do.

【0024】2)負極 この負極の炭素質物は繊維状炭素質材料を含み、前記繊
維状炭素質材料は、前記負極の捲回方向(長手方向)に
配向すると共に、長さが100μm以上のものの含有率
が1.5体積%以下である。
2) Negative Electrode The carbonaceous material of the negative electrode contains a fibrous carbonaceous material. The fibrous carbonaceous material is oriented in the winding direction (longitudinal direction) of the negative electrode and has a length of 100 μm or more. The content is 1.5% by volume or less.

【0025】この負極は、例えば、長さが100μm以
上のものの含有率が1.5体積%以下である繊維状炭素
質材料を含む炭素質物、結着剤及び増粘剤を含む塗料を
調製した後、集電体に前記塗料を塗布し、乾燥して活物
質含有層を形成した後、プレスを施し、所望の寸法に裁
断することにより作製される。
For this negative electrode, for example, a coating material containing a carbonaceous material containing a fibrous carbonaceous material having a content of not less than 1.5 μm by volume having a length of 100 μm or more, a binder and a thickener was prepared. Thereafter, the above-mentioned paint is applied to the current collector, dried to form an active material-containing layer, pressed, and then cut into a desired size.

【0026】ここで、繊維状炭素質材料が負極の捲回方
向に配向するとは、60体積%以上の繊維状炭素質材料
の繊維長さ方向と負極の捲回方向とのなす角が180゜
±45゜であることを意味する。負極の捲回方向とのな
す角が180゜±45゜である繊維状炭素質材料の比率
が60体積%未満になると、負極の長手方向に沿う端部
を裁断する際に繊維状炭素質材料が切断されやすくなる
ため、繊維状炭素質材料の欠け落ち頻度が高くなり、内
部短絡発生率の上昇及び充放電特性の低下を招く。繊維
状炭素質材料の比率は90体積%以上であることが好ま
しい。
Here, the orientation of the fibrous carbonaceous material in the winding direction of the negative electrode means that the angle between the fiber length direction of 60% by volume or more of the fibrous carbonaceous material and the winding direction of the negative electrode is 180 °. ± 45 °. When the ratio of the fibrous carbonaceous material having an angle of 180 ° ± 45 ° with respect to the winding direction of the negative electrode is less than 60% by volume, the fibrous carbonaceous material is cut when cutting the end along the longitudinal direction of the negative electrode. Is easily cut, so that the frequency of chipping of the fibrous carbonaceous material increases, which causes an increase in the internal short circuit occurrence rate and a decrease in the charge / discharge characteristics. The proportion of the fibrous carbonaceous material is preferably at least 90% by volume.

【0027】前記繊維状炭素質材料としては、メソフェ
ーズピッチ系カーボン繊維、PAN系炭素繊維、フェノ
ール樹脂またはポリイミドを用いた炭素質材料で繊維形
状のもの、気相成長炭素体で繊維形状のもの等を挙げる
ことができる。特に、メソフェーズピッチ系カーボン繊
維が好ましい。メソフェーズピッチ系カーボン繊維は、
例えば、ピッチを溶融紡糸したものに不融化処理を施し
た後、600〜1500℃で炭化し、粉砕した後、25
00℃以上で黒鉛化することにより作製される。なお、
繊維状炭素質材料には、種類の異なる2種類以上を混合
して用いても良い。
Examples of the fibrous carbonaceous material include mesophase pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, carbonaceous material using phenol resin or polyimide, and fibrous carbonaceous material. Can be mentioned. Particularly, mesophase pitch-based carbon fibers are preferable. Mesophase pitch-based carbon fiber
For example, after the pitch is melt-spun and subjected to infusibilization treatment, carbonized at 600 to 1500 ° C., pulverized,
It is produced by graphitizing at 00 ° C. or higher. In addition,
Two or more different types may be mixed and used for the fibrous carbonaceous material.

【0028】前記繊維状炭素質材料において、長さが1
00μm以上のものの含有率が1.5体積%を超える
と、正極と負極とをセパレータを介在して渦巻き状に捲
回する際に多数本の繊維状炭素質材料が折れるため、炭
素質材料の欠け落ち頻度が高くなり、内部短絡の多発及
び充放電特性の低下を招く。更に好ましい範囲は、0.
5体積%以下である。
In the fibrous carbonaceous material, the length is 1
If the content of those having a size of 00 μm or more exceeds 1.5% by volume, a large number of fibrous carbonaceous materials break when a positive electrode and a negative electrode are spirally wound with a separator interposed therebetween. The frequency of chipping increases, leading to frequent occurrence of internal short-circuits and deterioration of charge / discharge characteristics. A more preferred range is 0.1.
5% by volume or less.

【0029】前記繊維状炭素質材料の平均繊維長は、1
0〜50μmであることが好ましい。これは次のような
理由によるものである。平均繊維長が10μmより短く
なると、繊維形態を示す比率が少なくなり、むしろ微粉
状となり充放電効率の著しい劣化を招く恐れがある。一
方、平均繊維長が50μmより長くなると、正極と負極
とをセパレータを介在して渦巻き状に捲回する際に繊維
状炭素質材料が折れやすくなるため、内部短絡及び充放
電特性の低下を十分に抑制することが困難になる。ま
た、集電体と活物質含有層との密着性が低下し、長寿命
を得られなくなる恐れがある。平均繊維長のより好まし
い範囲は8〜25μmであり、さらに好ましい範囲は8
〜18μmである。
The average fiber length of the fibrous carbonaceous material is 1
It is preferably from 0 to 50 μm. This is due to the following reasons. If the average fiber length is shorter than 10 μm, the ratio showing the fiber morphology decreases, and the fiber becomes fine powder, which may cause a significant deterioration in charge / discharge efficiency. On the other hand, when the average fiber length is longer than 50 μm, the fibrous carbonaceous material is easily broken when the positive electrode and the negative electrode are spirally wound with a separator interposed therebetween, so that the internal short circuit and the deterioration of the charge / discharge characteristics are sufficiently reduced. It will be difficult to suppress it. In addition, the adhesion between the current collector and the active material-containing layer may be reduced, and a long life may not be obtained. A more preferable range of the average fiber length is 8 to 25 μm, and a further preferable range is 8 to 25 μm.
1818 μm.

【0030】前記繊維状炭素質材料は、X線回析法によ
る(101)回折ピークP101と(100)回析ピーク
100のピーク強度比(P101/P100)が1.0以上で
あることが好ましい。ピーク強度比(P101/P100)が
1.0より小さいと、高容量を得られなくなる恐れがあ
る。ピーク強度比(P101/P100)のより好ましい範囲
は、1.2〜2.2である。
The fibrous carbonaceous material has a peak intensity ratio (P 101 / P 100 ) of (101) diffraction peak P 101 and (100) diffraction peak P 100 by X-ray diffraction method of 1.0 or more. Preferably, there is. And the peak intensity ratio (P 101 / P 100) is smaller than 1.0, it may become impossible to obtain a high capacity. A more preferable range of the peak intensity ratio (P 101 / P 100) is 1.2 to 2.2.

【0031】前記繊維状炭素質材料は、繊維の軸と直交
する方向に切断した際の切断面の黒鉛結晶子の配向が放
射状で、かつ繊維表層に乱れた非晶質を有することが好
ましい。このような微細構造を有することによって、非
水系電解液との副反応を抑制することができ、充放電の
繰り返し特性、保存特性及び安全性を向上することがで
きる。
It is preferable that the fibrous carbonaceous material has an amorphous shape in which the orientation of graphite crystallites on the cut surface when cut in a direction perpendicular to the axis of the fiber is radial and the surface layer of the fiber is disordered. By having such a fine structure, a side reaction with the non-aqueous electrolyte can be suppressed, and the charge-discharge repetition characteristics, storage characteristics, and safety can be improved.

【0032】前記繊維状炭素質材料は、002面の面間
隔(d002)が0.3354〜0.3370nm(好ま
しくは0.3354〜0.3359nm)の範囲で、L
aが60nm以上で、かつLcが40nm以上であるこ
とが好ましい。
The fibrous carbonaceous material has an L-plane spacing (d 002 ) in the range of 0.3354 to 0.3370 nm (preferably 0.3354 to 0.3359 nm).
It is preferable that a is 60 nm or more and Lc is 40 nm or more.

【0033】前記繊維状炭素質材料は、ホウ素(B)を
含有していても良い。ホウ素(B)を含有した繊維状炭
素質材料は、黒鉛化度を高くすることができるため、二
次電池をより高容量にすることができる。
The fibrous carbonaceous material may contain boron (B). Since the fibrous carbonaceous material containing boron (B) can increase the degree of graphitization, the capacity of the secondary battery can be increased.

【0034】繊維状炭素質材料について詳細に説明した
が、中でも、平均繊維径、平均繊維長及びピーク強度比
(P101/P100)が前述した範囲内であり、かつ前述し
た特定の微細構造を有するものが好ましい。
The fibrous carbonaceous material has been described in detail. In particular, the average fiber diameter, average fiber length, and peak intensity ratio (P 101 / P 100 ) are within the above-described ranges, and the specific fine structure described above. Are preferred.

【0035】前記炭素質物は、前記繊維状炭素質材料の
みから形成されていても良いが、炭素質粉末を含むこと
が好ましい。かかる炭素質粉末には、炭素化あるいは黒
鉛化したものを用いることができるが、中でも、黒鉛質
粉末が好ましい。前記繊維状炭素質材料に黒鉛質粉末を
添加することによって、活物質含有層と集電体との密着
性を向上することができると共に、負極の導電性を向上
することができる。
The carbonaceous material may be formed only from the fibrous carbonaceous material, but preferably contains carbonaceous powder. As such carbonaceous powder, carbonized or graphitized one can be used, and among them, graphite powder is preferable. By adding the graphite powder to the fibrous carbonaceous material, the adhesion between the active material-containing layer and the current collector can be improved, and the conductivity of the negative electrode can be improved.

【0036】ここでいう黒鉛質粉末とは、a軸方向の結
晶子の長さLaが20nm以上で、c軸方向の結晶子の
長さLcが20nm以上で、かつ(002)面の面間隔
00 2が0.34nm以下であるものをいう。La、L
c及びd002は、CuKαをX線源とし、標準物質に高
純度シリコンを用いるX線回折における回折ピークの位
置と半価幅から求められる。算出方法としては、半値幅
中点法を用いる。また、La及びLcは、シェラーの式
の形状因子であるKを0.89としたときの値である。
The term "graphitic powder" as used herein means that the length La of the crystallite in the a-axis direction is 20 nm or more, the length Lc of the crystallite in the c-axis direction is 20 nm or more, and the (002) plane spacing refers to d 00 2 is equal to or less than 0.34nm. La, L
c and d 002 can be determined from the position and half width of the diffraction peak in X-ray diffraction using CuKα as an X-ray source and high-purity silicon as a standard substance. As a calculation method, a half value width midpoint method is used. La and Lc are values when K, which is a form factor of Scherrer's equation, is set to 0.89.

【0037】前記炭素質粉末の形状は、例えば、球状、
鱗片状、粒状にすることができる。前記炭素質粉末に
は、形状が異なる2種類状のものを混合して用いること
ができる。
The shape of the carbonaceous powder is, for example, spherical,
It can be scaly or granular. As the carbonaceous powder, two types having different shapes can be mixed and used.

【0038】球状の炭素質粉末は、例えば、メソフェー
ズ球晶体を炭素化もしくは黒鉛化するか、球状熱硬化性
樹脂粉末を炭素化もしくは黒鉛化することにより得られ
る。また、鱗片状の黒鉛質粉末としては、例えば、人造
黒鉛や天然黒鉛を粉砕ないし破砕したものを用いること
ができる。また、粒状の炭素質粉末としては、例えば、
カーボンブラック、ファーネスブラック等を用いること
ができる。
The spherical carbonaceous powder can be obtained by, for example, carbonizing or graphitizing the mesophase spherulite or carbonizing or graphitizing the spherical thermosetting resin powder. Further, as the flaky graphite powder, for example, crushed or crushed artificial graphite or natural graphite can be used. Further, as the granular carbonaceous powder, for example,
Carbon black, furnace black and the like can be used.

【0039】前記炭素質粉末の平均粒径(D50)は、
3〜30μmの範囲にすることが好ましい。更に好まし
い範囲は、4〜20μmである。
The average particle size (D50) of the carbonaceous powder is:
It is preferable to set the range of 3 to 30 μm. A more preferred range is from 4 to 20 μm.

【0040】前記炭素質粉末の窒素吸着法によるBET
法で測定される比表面積は、1〜20m2/gの範囲に
することが好ましい。これは次のような理由によるもの
である。比表面積を1m2/g未満にすると、リチウム
イオンの吸蔵・放出が生じる有効な表面が少ないため、
急速充電または急速放電を行うことが困難になる恐れが
ある。一方、比表面積が20m2/gを超えると、充電
時にリチウムイオン吸蔵と同時に生じる表面での不可逆
反応量が増加し、電流効率が低下する恐れがある。その
結果、二次電池において高い放電容量を得られなくなる
可能性がある。
BET of the carbonaceous powder by a nitrogen adsorption method
The specific surface area measured by the method is preferably in the range of 1 to 20 m 2 / g. This is due to the following reasons. If the specific surface area is less than 1 m 2 / g, there are few effective surfaces on which lithium ions are occluded and released.
It may be difficult to perform rapid charging or rapid discharging. On the other hand, when the specific surface area exceeds 20 m 2 / g, the amount of irreversible reaction on the surface which occurs simultaneously with the occlusion of lithium ions during charging increases, and the current efficiency may decrease. As a result, a high discharge capacity may not be obtained in the secondary battery.

【0041】前記炭素質粉末は、前記繊維状炭素質材料
に対して10〜85重量%の範囲にすることが好まし
い。これは次のような理由によるものである。炭素質粉
末を10重量%未満にすると、繊維状炭素質材料間の導
通が不十分になる恐れがあるため、不均一な充放電反応
を生じる可能性がある。一方、炭素質粉末が85重量%
を超えると、繊維状炭素質材料の比率が低下し、繊維状
炭素質材料を負極の捲回方向に配向させることが困難に
なる。炭素質粉末の配合量の更に好ましい範囲は、30
〜50重量%である。
It is preferable that the carbonaceous powder is in a range of 10 to 85% by weight based on the fibrous carbonaceous material. This is due to the following reasons. If the amount of the carbonaceous powder is less than 10% by weight, conduction between the fibrous carbonaceous materials may be insufficient, and thus a non-uniform charge / discharge reaction may occur. On the other hand, 85% by weight of carbonaceous powder
When the ratio exceeds, the ratio of the fibrous carbonaceous material decreases, and it becomes difficult to orient the fibrous carbonaceous material in the winding direction of the negative electrode. A more preferable range of the compounding amount of the carbonaceous powder is 30.
5050% by weight.

【0042】前記増粘剤としては、例えば、カルボキシ
メチルセルロース(CMC)のような無機系のもの、ポ
リビニリデンフロライド(PVdF)のような有機系の
もの等を挙げることができる。中でも、環境に与える影
響が少ない無機系増粘剤を用いることが好ましい。
Examples of the thickener include inorganic substances such as carboxymethyl cellulose (CMC) and organic substances such as polyvinylidene fluoride (PVdF). Among them, it is preferable to use an inorganic thickener that has little effect on the environment.

【0043】前記塗料に含まれる溶媒は、使用する増粘
剤の種類に応じて変更される。無機系増粘剤の場合には
水を使用することができ、有機系増粘剤の場合には有機
溶剤を使用することができる。
The solvent contained in the paint is changed according to the type of the thickener used. In the case of an inorganic thickener, water can be used, and in the case of an organic thickener, an organic solvent can be used.

【0044】前記結着剤としては、例えば、スチレンブ
タジエンゴム(SBR)等を挙げることができる。SB
Rは、ラテックスの形態で添加すると良い。
Examples of the binder include styrene butadiene rubber (SBR). SB
R is preferably added in the form of a latex.

【0045】前記集電体としては、銅箔、ステンレス
箔、Ni箔等が挙げられる。中でも銅箔が電導度が高
く、好適に用いられる。
Examples of the current collector include copper foil, stainless steel foil, and Ni foil. Among them, copper foil has high conductivity and is preferably used.

【0046】負極の幅は、正極の幅に比べて大きくし、
かつ両者の差が2mm以内であることが好ましい。正負
極の幅の差が2mmより大きいと、正極と負極の対向面
積が少なくなるため、高容量を得られなくなる恐れがあ
る。正負極の幅の差は、1mm以内にすることがより好
ましい。ここで、電極の幅は、電極の短辺(捲回方向と
直交する辺)の長さを意味する。
The width of the negative electrode is larger than the width of the positive electrode,
Preferably, the difference between the two is within 2 mm. If the difference between the widths of the positive electrode and the negative electrode is larger than 2 mm, the facing area between the positive electrode and the negative electrode decreases, so that high capacity may not be obtained. More preferably, the difference in width between the positive and negative electrodes is within 1 mm. Here, the width of the electrode means the length of the short side (side perpendicular to the winding direction) of the electrode.

【0047】繊維状炭素質材料を負極の捲回方向に配向
させる方法としては、特に限定されるものではないが、
例えば、集電体に塗料を繊維状炭素質材料の向きが揃う
ように塗布し、乾燥し、プレスを施した後、繊維状炭素
質材料の長さ方向が捲回方向と平行になるように所望の
寸法に裁断する方法が挙げられる。
The method for orienting the fibrous carbonaceous material in the winding direction of the negative electrode is not particularly limited.
For example, a paint is applied to the current collector so that the orientation of the fibrous carbonaceous material is aligned, dried, and pressed, so that the length direction of the fibrous carbonaceous material is parallel to the winding direction. There is a method of cutting into a desired size.

【0048】繊維状炭素質材料の向きを揃える方法とし
ては、例えば、塗工時に塗料に加わるせん断応力を利用
する方法(例えば、塗料のB型粘度計による見掛けの粘
度(ずり速度10-1/sec)を4000〜6000m
Pa・sの範囲にし、ナイフコータ、ロールコーター、
リバースコータ、ノズルコーター、コンマコーター等の
塗布装置を利用してロールもしくはノズル先端と集電体
との間にせん断応力がかかるようにして塗工を行う)、
塗工時に塗料に磁場を掛けることにより磁気異方性粒子
である繊維状炭素質材料の向きを調整する方法などを採
用することができる。
Examples of the method of aligning the direction of the fibrous carbonaceous material include, for example, a method utilizing a shear stress applied to the paint at the time of coating (for example, an apparent viscosity of the paint by a B-type viscometer (shear speed 10 -1 / shear). sec) 4000-6000m
Pa · s range, knife coater, roll coater,
Using a coating device such as a reverse coater, a nozzle coater, or a comma coater, the coating is performed such that a shear stress is applied between the roll or nozzle tip and the current collector.)
A method of adjusting the direction of the fibrous carbonaceous material, which is magnetically anisotropic particles, by applying a magnetic field to the paint at the time of coating can be adopted.

【0049】中でも、負極は、図1に示すような方法で
作製されることが好ましい。すなわち、帯状集電体Sに
塗料Pを繊維状炭素質材料Fが前記集電体の長手方向に
配向するように間欠的に塗布した後、乾燥し、プレスを
施す。次いで、未塗工領域を集電体の長手方向と直交す
る方向(図の点線Aで示す)に沿って裁断すると共に、
塗工領域を集電体の長手方向(図の点線Bで示す)に沿
って裁断することにより、繊維状炭素質材料Fが捲回方
向に配向された負極を得る。このような方法によると、
負極の捲回方向(長手方向)に沿う端部を裁断する際に
繊維状炭素質材料が切断されるのを抑制することができ
るばかりか、短辺側は未塗工領域を裁断するために繊維
状炭素質材料の切断を防止することができる。その結
果、繊維状炭素質材料の欠け落ち頻度を大幅に低減する
ことができるため、内部短絡を回避することができると
共に、充放電特性を向上することができる。
Above all, it is preferable that the negative electrode is manufactured by a method as shown in FIG. That is, the paint P is intermittently applied to the strip-shaped current collector S so that the fibrous carbonaceous material F is oriented in the longitudinal direction of the current collector, and then dried and pressed. Next, the uncoated region is cut along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the current collector (indicated by a dotted line A in the figure),
By cutting the coating region along the longitudinal direction of the current collector (indicated by the dotted line B in the figure), a negative electrode in which the fibrous carbonaceous material F is oriented in the winding direction is obtained. According to such a method,
When cutting the end portion along the winding direction (longitudinal direction) of the negative electrode, it is possible not only to prevent the fibrous carbonaceous material from being cut, but also to cut the uncoated region on the short side. Cutting of the fibrous carbonaceous material can be prevented. As a result, the chipping frequency of the fibrous carbonaceous material can be significantly reduced, so that an internal short circuit can be avoided and the charge / discharge characteristics can be improved.

【0050】この負極は、以下に説明する方法により作
製しても良い。
This negative electrode may be manufactured by the method described below.

【0051】(第1工程)前記繊維状炭素質材料及び前
記黒鉛質粉末を含む塗料を調製する。
(First Step) A paint containing the fibrous carbonaceous material and the graphite powder is prepared.

【0052】以下、塗料の調製方法を具体的に説明す
る。
Hereinafter, a method for preparing a paint will be specifically described.

【0053】前記塗料は、前記黒鉛質粉末、前記増粘剤
及び前記溶媒を混練することにより黒鉛質粉末が分散さ
れたマスターバッチ液を調製する工程と、前記マスター
バッチ液に前記繊維状炭素質材料を添加して混練する工
程とを具備する方法により作製されることが好ましい。
The coating is prepared by kneading the graphite powder, the thickener and the solvent to prepare a master batch liquid in which the graphite powder is dispersed, and adding the fibrous carbonaceous material to the master batch liquid. It is preferable to produce by the method which has the process of adding and kneading a material.

【0054】このような方法によると、黒鉛質粉末の混
合率を高くしても、後述する第2工程において得られる
活物質含有層の密度(以下、塗布後の密度と称す)を
1.0〜1.3g/cm3の範囲にすることができる。
すなわち、黒鉛質粉末と繊維状炭素質材料とでは、塗工
に適した塗料が得られる固形分比率が異なる。黒鉛質粉
末は、吸油量が大きいため、溶媒量が多い時、つまり固
形分比率が低い時に塗工に適した塗料が得られる。一
方、繊維状炭素質材料は、その形状に由来して比較的吸
油量が小さいため、高い固形分比率で塗工に適した塗料
が得られるものの、塗料の安定性が低い。よって、黒鉛
質粉末、繊維状炭素質材料、増粘剤及び溶媒を同時に混
練することにより塗料を調製する際、塗料の固形分比率
を高くするには繊維状炭素質材料の混合率を高くする必
要がある。その結果、塗布後の密度を1.0〜1.3g
/cm3にすることができるものの、活物質含有層と集
電体との密着性及び導電性が不十分になる恐れがあるた
め、長寿命を得られなくなる可能性がある。
According to such a method, even if the mixing ratio of the graphite powder is increased, the density of the active material-containing layer obtained in the second step described below (hereinafter referred to as the density after application) is 1.0. G1.3 g / cm 3 .
That is, the graphite powder and the fibrous carbonaceous material have different solid content ratios at which a paint suitable for coating is obtained. Since the graphite powder has a large oil absorption, when the solvent amount is large, that is, when the solid content ratio is low, a paint suitable for coating can be obtained. On the other hand, since the fibrous carbonaceous material has a relatively small oil absorption due to its shape, a paint suitable for coating can be obtained with a high solid content ratio, but the stability of the paint is low. Therefore, when preparing a paint by simultaneously kneading the graphite powder, the fibrous carbonaceous material, the thickener and the solvent, the mixing ratio of the fibrous carbonaceous material is increased in order to increase the solid content ratio of the paint. There is a need. As a result, the density after application is 1.0 to 1.3 g.
/ Cm 3 , but the adhesiveness and conductivity between the active material-containing layer and the current collector may be insufficient, so that a long life may not be obtained.

【0055】黒鉛質粉末、増粘剤及び溶媒を混練するこ
とによって、繊維状炭素質材料が含まれていない分、固
形分比率を低くすることができるため、黒鉛質粉末を均
一に分散させることができる。得られたマスターバッチ
液に繊維状炭素質材料を添加して混練すると、固形分比
率が高くなるため、繊維状炭素質材料を均一に分散させ
ることができる。また、黒鉛質粉末は一旦分散される
と、その後に固形分比率が高くなっても分散状態を維持
することができる。その結果、黒鉛質粉末の混合率を高
くしても、固形分比率が高く、繊維状炭素質材料及び黒
鉛質粉末が均一に分散され、かつ安定性に優れた塗料を
得ることができる。従って、塗布後の密度を1.0〜
1.3g/cm3にすることができる他に、活物質含有
層と集電体との密着性及び負極の導電性を確保すること
ができる。
By kneading the graphite powder, the thickener and the solvent, the solid content ratio can be reduced because the fibrous carbonaceous material is not contained, so that the graphite powder is uniformly dispersed. Can be. When the fibrous carbonaceous material is added and kneaded to the obtained master batch liquid, the solid content ratio increases, so that the fibrous carbonaceous material can be uniformly dispersed. Further, once the graphite powder is dispersed, the dispersed state can be maintained even if the solid content ratio subsequently increases. As a result, even if the mixing ratio of the graphite powder is increased, a coating material having a high solid content ratio, the fibrous carbonaceous material and the graphite powder being uniformly dispersed, and having excellent stability can be obtained. Therefore, the density after application is 1.0 to
In addition to 1.3 g / cm 3 , adhesion between the active material-containing layer and the current collector and conductivity of the negative electrode can be ensured.

【0056】なお、マスターバッチ液に繊維状炭素質材
料を添加する際か、もしくは添加後に活物質含有層と集
電体との密着性の向上を目的にして前述した結着剤を添
加しても良い。さらに、繊維状炭素質材料を添加する際
や、結着剤を添加する際に、塗料の粘度を調整するため
に溶媒を追加しても良い。
When the fibrous carbonaceous material is added to the master batch liquid or after the addition, the binder described above is added for the purpose of improving the adhesion between the active material-containing layer and the current collector. Is also good. Further, when adding the fibrous carbonaceous material or when adding the binder, a solvent may be added to adjust the viscosity of the paint.

【0057】塗料の固形分比率は、40〜65重量%の
範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によ
るものである。固形分比率を40重量%未満にすると、
塗布密度が1.0g/cm3より小さくなる恐れがあ
る。固形分比率が高くなるほど高い塗布密度を得られや
すくなるものの、均一分散させるために繊維状炭素質材
料の混合率を高くする必要がある。固形分比率を65重
量%より高くすると、繊維状炭素質材料の混合率が高く
なるため、活物質含有層と集電体との密着性及び負極の
導電性が低下し、二次電池の充放電サイクル寿命を向上
することが困難になる。固形分比率のさらに好ましい範
囲は、50〜65重量%である。
The solid content ratio of the paint is preferably in the range of 40 to 65% by weight. This is due to the following reasons. If the solid content ratio is less than 40% by weight,
The coating density may be lower than 1.0 g / cm 3 . The higher the solid content ratio, the easier it is to obtain a high coating density, but it is necessary to increase the mixing ratio of the fibrous carbonaceous material for uniform dispersion. If the solid content ratio is higher than 65% by weight, the mixing ratio of the fibrous carbonaceous material increases, so that the adhesion between the active material-containing layer and the current collector and the conductivity of the negative electrode decrease, and the charge of the secondary battery is reduced. It becomes difficult to improve the discharge cycle life. A more preferable range of the solid content ratio is 50 to 65% by weight.

【0058】前記塗料は、B型粘度計による見掛けの粘
度(ずり速度10-1/sec)を4000〜6000m
Pa・sの範囲にすることが好ましい。
The paint has an apparent viscosity (shear speed of 10 -1 / sec) measured by a B-type viscometer of 4000 to 6000 m.
It is preferable to set it in the range of Pa · s.

【0059】前記繊維状炭素質材料と前記黒鉛質粉末と
の混合率は、前記黒鉛質粉末を15〜80重量%の範囲
にすることが好ましい。これは次のような理由によるも
のである。黒鉛質粉末の混合率を15重量%未満にする
と、繊維状炭素質材料同士のコンタクトが十分にとれな
くなるために負極において充放電反応が不均一に生じる
恐れがあり、また活物質含有層と集電体との密着性が低
下する恐れがある。一方、黒鉛質粉末の混合率が80重
量%を越えると、塗布密度を1.0〜1.3g/cm3
と高くすることが困難になる恐れがある。混合率のより
好ましい範囲は、20〜60重量%である。
The mixing ratio of the fibrous carbonaceous material and the graphite powder is preferably in the range of 15 to 80% by weight of the graphite powder. This is due to the following reasons. If the mixing ratio of the graphitic powder is less than 15% by weight, the contact between the fibrous carbonaceous materials may not be sufficient, and the charge / discharge reaction may be uneven at the negative electrode. There is a possibility that the adhesion to the conductor may be reduced. On the other hand, when the mixing ratio of the graphite powder exceeds 80% by weight, the coating density is reduced to 1.0 to 1.3 g / cm 3.
It may be difficult to increase the height. A more preferable range of the mixing ratio is 20 to 60% by weight.

【0060】前記増粘剤の添加量(前記結着剤を添加す
る際はこれも併せる)は、1.0〜6.0重量%の範囲
が好ましい。添加量を1.0重量%未満にするのは、負
極性能上好ましい反面、集電体との密着性が低下するた
め、負極作製時、特に所定の寸法に裁断する際に欠けや
剥離を生じる恐れがあるばかりか、さらには欠けた負極
が電極群中に混入して正極と接し、内部短絡を生じるこ
とがある。一方、添加量が6.0重量%より多くなる
と、負極中の活物質のコンテントが少なくなるため、高
容量を得られ難くなる。
The amount of the thickener added (this is also added when the binder is added) is preferably in the range of 1.0 to 6.0% by weight. Making the addition amount less than 1.0% by weight is preferable in terms of the performance of the negative electrode, but lowers the adhesiveness with the current collector, so that chipping or peeling occurs when the negative electrode is produced, particularly when cutting to a predetermined size. In addition to the fear, the missing negative electrode may be mixed into the electrode group and come into contact with the positive electrode, causing an internal short circuit. On the other hand, when the addition amount is more than 6.0% by weight, the content of the active material in the negative electrode is reduced, so that it is difficult to obtain a high capacity.

【0061】(第2工程)前記集電体に前記塗料を前記
繊維状炭素質材料の向きが揃うように塗布した後、乾燥
させることにより、密度(塗布後の密度)が1.0〜
1.3g/cm3の活物質含有層を形成する。
(Second step) After the paint is applied to the current collector so that the direction of the fibrous carbonaceous material is aligned, the paint is dried to obtain a density (density after application) of 1.0 to 1.0.
An active material-containing layer having a thickness of 1.3 g / cm 3 is formed.

【0062】ここで、活物質含有層の密度d(g/cm
3)は、下記(1)式により算出される。
Here, the density d (g / cm) of the active material-containing layer
3 ) is calculated by the following equation (1).

【0063】 密度d(g/cm3)=W/T …(1) 但し、Wは単位面積当たりの活物質含有層の重量(g/
cm2)、Tは活物質含有層の厚さ(cm)である。
Density d (g / cm 3 ) = W / T (1) where W is the weight of the active material-containing layer per unit area (g / g).
cm 2 ) and T is the thickness (cm) of the active material containing layer.

【0064】塗布装置としては、例えば、ナイフコータ
ー、ロールコーター、リバースロールコータ、ノズルコ
ーターもしくはコンマコーター等を用いることができ
る。
As a coating apparatus, for example, a knife coater, a roll coater, a reverse roll coater, a nozzle coater, a comma coater or the like can be used.

【0065】繊維状炭素質材料の向きを揃えるのは、前
述した方法で行うことができる。
The orientation of the fibrous carbonaceous material can be aligned by the method described above.

【0066】塗布後の密度を前記範囲に規定するのは次
のような理由によるものである。塗布後の密度が1.0
g/cm3未満になると、プレス後の密度を1.3〜
1.6g/cm3にするために必要なプレス圧が高くな
るため、活物質含有層の表面部分の空隙の大きさが内部
に比べて小さくなり、二次電池の充放電サイクル寿命を
向上することが困難になる。塗布後の密度が高くなるほ
ど必要プレス圧が小さくなり、負極中の空隙の大きさが
揃いやすくなるものの、塗料の固形分比率を高くしなけ
ればならない。塗料の固形分比率を高くするには、繊維
状炭素質材料の混合率を多くする必要がある。塗布後の
密度を1.3g/cm3より高くすると、繊維状炭素質
材料の混合率が高くなり、活物質含有層と集電体との密
着性及び負極の導電性が低下するため、二次電池の充放
電サイクル寿命を向上することが困難になる。
The density after application is defined in the above range for the following reason. Density after application is 1.0
When the density is less than g / cm 3 , the density after pressing becomes 1.3 to
Since the press pressure required to achieve 1.6 g / cm 3 is increased, the size of the voids on the surface portion of the active material-containing layer is smaller than that inside, and the charge / discharge cycle life of the secondary battery is improved. It becomes difficult. As the density after application increases, the required press pressure decreases, and the size of the voids in the negative electrode tends to be uniform, but the solid content ratio of the coating must be increased. In order to increase the solid content ratio of the paint, it is necessary to increase the mixing ratio of the fibrous carbonaceous material. If the density after application is higher than 1.3 g / cm 3, the mixing ratio of the fibrous carbonaceous material increases, and the adhesion between the active material-containing layer and the current collector and the conductivity of the negative electrode decrease. It becomes difficult to improve the charge / discharge cycle life of the secondary battery.

【0067】(第3工程)プレスにより前記活物質含有
層の密度を1.3〜1.6g/cm3に高くする。
(Third Step) The density of the active material-containing layer is increased to 1.3 to 1.6 g / cm 3 by pressing.

【0068】プレス後の密度を前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。プレス後の密度を
1.3g/cm3未満にすると、負極の単位体積当たり
の容量が低下するため、高い放電容量を得られなくな
る。一方、プレス後の密度が1.6g/cm3より高く
なると、活物質含有層の空隙率が低下するため、活物質
含有層の非水系電解液保持量が低下し、二次電池の充放
電サイクル寿命を向上することが困難になる。より好ま
しい範囲は、1.35〜1.55g/cm3である。
The density after pressing is defined in the above range for the following reason. If the density after pressing is less than 1.3 g / cm 3 , the capacity per unit volume of the negative electrode decreases, so that a high discharge capacity cannot be obtained. On the other hand, when the density after pressing is higher than 1.6 g / cm 3, the porosity of the active material-containing layer is reduced, so that the amount of the non-aqueous electrolyte retained in the active material-containing layer is reduced, and the charge and discharge of the secondary battery is reduced. It becomes difficult to improve the cycle life. A more preferred range is from 1.35 to 1.55 g / cm 3 .

【0069】(第4工程)所望の寸法に裁断することに
より繊維状炭素質材料の長さ方向を捲回方向と平行に
し、負極を得る。
(Fourth Step) The lengthwise direction of the fibrous carbonaceous material is made parallel to the winding direction by cutting into a desired size to obtain a negative electrode.

【0070】3)セパレータ セパレータとしては、通常のリチウムイオン二次電池を
構成するものが使用でき、特に限定されるものではない
が、ポリオレフィン微多孔膜、不織布などが好適に用い
られる。これらの少なくとも2種を張り合わせた構造の
ものも好適に用いられる。この微多孔膜や不織布の空孔
部分に、固体電解質ないしはゲル状電解質を予め充填し
たものもセパレータとして使用することができる。
3) Separator As the separator, those constituting a normal lithium ion secondary battery can be used, and the separator is not particularly limited, but a polyolefin microporous membrane, a nonwoven fabric, or the like is preferably used. A structure in which at least two of these are laminated is also preferably used. A separator in which pores of the microporous membrane or nonwoven fabric are filled with a solid electrolyte or a gel electrolyte in advance can also be used.

【0071】4)非水電解質 非水電解質には、通常のリチウムイオン二次電池を構成
するものが使用でき、特に限定されるものではないが、
フッ素含有リチウム塩電解質と、前記電解質が溶解さ
れ、環状炭酸エステル系溶媒及び有機溶媒からなる混合
溶媒とを含有する非水電解液が好適に用いられる。
4) Non-Aqueous Electrolyte As the non-aqueous electrolyte, those constituting a normal lithium ion secondary battery can be used, and are not particularly limited.
A non-aqueous electrolyte containing a fluorine-containing lithium salt electrolyte and a mixed solvent in which the electrolyte is dissolved and composed of a cyclic carbonate-based solvent and an organic solvent is preferably used.

【0072】フッ素含有リチウム塩電解質としては、4
フッ化硼酸リチウム、6フッ化りん酸リチウム、6フッ
化砒酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウ
ム、リチウムトリフルオロメタンスルファニルイミドな
どを挙げることができる。中でも、6フッ化りん酸リチ
ウムが好適に用いられる。これらのフッ素含有リチウム
塩電解質の2種以上を混合して用いても良い。
As the fluorine-containing lithium salt electrolyte, 4
Examples thereof include lithium fluoroborate, lithium hexafluorophosphate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethanesulfonate, and lithium trifluoromethanesulfanylimide. Among them, lithium hexafluorophosphate is preferably used. Two or more of these fluorine-containing lithium salt electrolytes may be used in combination.

【0073】環状エステル系溶媒としては、プロピレン
カーボネート、チエレンカーボネート、ビニレンカーボ
ネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、
バレロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテト
ラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、スルホラン等
を挙げることができる。中でも、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブ
チレンカーボネート等の環状炭酸エステル類が好適に用
いられる。
Examples of the cyclic ester solvents include propylene carbonate, thylene carbonate, vinylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone,
Valerolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, sulfolane and the like can be mentioned. Among them, cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate and butylene carbonate are preferably used.

【0074】有機溶媒としては、例えば、エーテル類、
ケトン類、ニトリル類、アミド類、スルホン系化合物、
鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、芳香族炭化水素
類などが挙げられ、また、これらを組み合わせて用いる
こともできる。これらのうちでもエーテル類、ケトン
類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類などが好まし
い。
Examples of the organic solvent include ethers,
Ketones, nitriles, amides, sulfone compounds,
Examples thereof include chain carbonates, chain esters, and aromatic hydrocarbons, and these can also be used in combination. Among these, ethers, ketones, chain carbonates, chain esters and the like are preferable.

【0075】具体例としては、ジメトキシエタン、アニ
ソール、1,4−ジオキサン、4−メチル−2−ペンタ
ノン、シクロヘキサン、アセトニトリル、プロピオニト
リル、ブチロニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル
メチルカーボネート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル
などを挙げることができるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
Specific examples include dimethoxyethane, anisole, 1,4-dioxane, 4-methyl-2-pentanone, cyclohexane, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, sulfolane,
Examples thereof include, but are not limited to, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and ethyl propionate.

【0076】前記非水電解液は、一般的に溶液の形態で
用いられるが、固体状、例えばゾル状、ゲル状等、また
は固体状と溶液状の混合形態であってもよい。
The non-aqueous electrolyte is generally used in the form of a solution, but may be in the form of a solid, for example, a sol, a gel, or a mixture of a solid and a solution.

【0077】次に、本発明に係わる非水系二次電池の一
例を図2を参照して説明する。
Next, an example of the non-aqueous secondary battery according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0078】有底円筒状をなす金属製の外装缶1は、例
えば負極端子を兼ね、底部内面に下部絶縁板2が配置さ
れている。発電要素である電極群3は、前記外装缶1内
に収納されている。前記電極群3は、負極4とセパレー
タ5と正極6とを前記セパレータ5が最外周に位置する
ように渦巻状に捲回することにより作製したものであ
る。前記負極6の下端面には負極リードタブ7が接続さ
れ、かつこのリードタブ7の他端は前記外装缶1の底面
に接続されている。中心付近に正極リードタブ取出穴を
有する上部絶縁板8は、前記外装缶1内の前記電極群3
上に配置されている。
A metal outer can 1 having a bottomed cylindrical shape also serves as, for example, a negative electrode terminal, and a lower insulating plate 2 is disposed on the inner surface of the bottom. The electrode group 3 as a power generating element is housed in the outer can 1. The electrode group 3 is formed by spirally winding the negative electrode 4, the separator 5, and the positive electrode 6 such that the separator 5 is located at the outermost periphery. A negative electrode lead tab 7 is connected to a lower end surface of the negative electrode 6, and the other end of the lead tab 7 is connected to a bottom surface of the outer can 1. The upper insulating plate 8 having a positive electrode lead tab take-out hole near the center is provided with the electrode group 3 in the outer can 1.
Is placed on top.

【0079】防爆機能を有する封口部材は、正極端子を
兼ね、前記外装缶1の上端開口部に絶縁ガスケット9を
介してかしめ固定されている。前記封口部材は、中央付
近にガス抜き孔10が開口された皿形封口板11と、前
記封口板11に前記ガス抜き孔10を覆うように固定さ
れた例えばアルミニウムからなる弁膜ラプチャー12
と、前記封口板11の周縁に配置されたリング状のPT
C素子(Positive Temperature Coefficient)13
と、複数のガス抜き孔14が開口された帽子形の正極端
子15とから構成される。前記封口板11の下面には、
正極リードタブ16が接続され、かつこのリードタブ1
6の他端は前記上部絶縁板7のリードタブ取り出し穴を
通して前記電極群3の正極6に接続されている。
A sealing member having an explosion-proof function also serves as a positive electrode terminal, and is caulked and fixed to the upper end opening of the outer can 1 via an insulating gasket 9. The sealing member includes a dish-shaped sealing plate 11 having a gas vent hole 10 opened near the center, and a valve membrane rupture 12 made of, for example, aluminum, which is fixed to the sealing plate 11 so as to cover the gas vent hole 10.
And a ring-shaped PT disposed on the periphery of the sealing plate 11.
C element (Positive Temperature Coefficient) 13
And a hat-shaped positive electrode terminal 15 having a plurality of gas vent holes 14 opened. On the lower surface of the sealing plate 11,
The positive electrode lead tab 16 is connected and the lead tab 1
The other end of 6 is connected to the positive electrode 6 of the electrode group 3 through a lead tab hole of the upper insulating plate 7.

【0080】本発明に係わる方法により製造される非水
系二次電池は、前述した図2に示す円筒形非水系二次電
池に限定されるものではなく、例えば、正負極をセパレ
ータを介して渦巻き状に捲回した後、扁平状にプレス成
形することにより作製された電極群と、前記電極群が収
納される有底矩形筒状をなす金属製外装缶とを備える角
形非水系二次電池にも同様に適用することができる。ま
た、Alラミネート箔を外装に用いた構造のものにも同
様に適用することができる。
The non-aqueous secondary battery manufactured by the method according to the present invention is not limited to the above-mentioned cylindrical non-aqueous secondary battery shown in FIG. After being wound into a shape, a rectangular non-aqueous secondary battery including an electrode group manufactured by press-forming in a flat shape and a metal outer can having a bottomed rectangular cylindrical shape in which the electrode group is housed is provided. Can be similarly applied. Further, the present invention can be similarly applied to a structure using an Al laminate foil for an exterior.

【0081】以上説明した本発明によれば、リチウムイ
オンを吸蔵・放出可能な炭素質物を含む負極と正極とが
セパレータを介して捲回された構造の電極群を備える非
水系二次電池において、前記炭素質物に含まれる繊維状
炭素質材料を前記負極の捲回方向に配向させることによ
って、負極の捲回方向に沿う端部を裁断する際に裁断方
向と繊維状炭素質材料の軸がほぼ平行になるため、繊維
状炭素質材料が切断されるのを抑制することができる。
また、繊維状炭素質材料の長さが100μm以上のもの
の含有率を1.5体積%以下にすることによって、負極
と正極をセパレータを介して渦巻き状に捲回した際に繊
維状炭素質材料が折れるのを回避することができる。そ
の結果、繊維状炭素質材料の欠け落ち頻度を少なくする
ことができるため、以下の(a)〜(b)に説明する効
果を奏する。
According to the present invention described above, a non-aqueous secondary battery including an electrode group having a structure in which a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions and a positive electrode are wound via a separator, By orienting the fibrous carbonaceous material contained in the carbonaceous material in the winding direction of the negative electrode, when cutting the end along the winding direction of the negative electrode, the cutting direction and the axis of the fibrous carbonaceous material are substantially aligned. Since the fibers are parallel, the fibrous carbonaceous material can be suppressed from being cut.
Further, by setting the content of the fibrous carbonaceous material having a length of 100 μm or more to 1.5 vol% or less, when the negative electrode and the positive electrode are spirally wound through a separator, Can be prevented from breaking. As a result, the chipping frequency of the fibrous carbonaceous material can be reduced, and the following effects (a) and (b) can be obtained.

【0082】(a)内部短絡を低減することができる。
その結果、歩留まりを高くすることができる。また、充
放電サイクルの途中で容量が急激に低下するのを回避す
ることができるため、サイクル寿命を向上することがで
きる。さらに、正極の幅を大きくして正極と負極の対向
面積を増加させることができるため、高容量化を図るこ
とが可能になる。
(A) Internal short circuits can be reduced.
As a result, the yield can be increased. In addition, the capacity can be prevented from suddenly dropping during the charge / discharge cycle, so that the cycle life can be improved. Further, since the facing area between the positive electrode and the negative electrode can be increased by increasing the width of the positive electrode, the capacity can be increased.

【0083】(b)負極容量を向上することができ、か
つそのばらつきを低減することができるため、二次電池
の放電容量及びサイクル寿命を向上することができる。
(B) Since the capacity of the negative electrode can be improved and its variation can be reduced, the discharge capacity and cycle life of the secondary battery can be improved.

【0084】本発明に係る製造方法によれば、集電体に
長さが100μm以上のものの含有率が1.5体積%以
下である繊維状炭素質材料及び黒鉛質粉末を含む塗料を
塗布した後、乾燥させることにより、前記繊維状炭素質
材料が一定方向に配向している密度が1.0〜1.3g
/cm3の活物質含有層を形成する工程と、プレスによ
り前記活物質含有層の密度を1.3〜1.6g/cm3
に高くする工程と、所望の寸法に裁断することにより前
記繊維状炭素質材料を負極の捲回方向に配向させる工程
とを具備する方法により負極を作製する。本発明によれ
ば、以下の(1)〜(3)に説明する効果を奏する。
According to the production method of the present invention, a paint containing a fibrous carbonaceous material having a length of 100 μm or more and 1.5 vol% or less and a graphite powder is applied to the current collector. Thereafter, by drying, the density at which the fibrous carbonaceous material is oriented in a certain direction is 1.0 to 1.3 g.
/ Cm 3 step of forming an active material-containing layer, and pressing to increase the density of the active material-containing layer to 1.3 to 1.6 g / cm 3.
The negative electrode is produced by a method including a step of increasing the height of the negative electrode and a step of cutting the fibrous carbonaceous material into a desired size to orient the fibrous carbonaceous material in a winding direction of the negative electrode. According to the present invention, the following effects (1) to (3) can be obtained.

【0085】(1)繊維状炭素質材料の欠け落ち頻度を
低減することができるため、前述した(a)及び(b)
に説明した効果が得られる。
(1) Since the frequency of chipping of the fibrous carbonaceous material can be reduced, the aforementioned (a) and (b)
The effect described above is obtained.

【0086】(2)繊維状炭素質材料と黒鉛質粉末の混
合物を炭素質物として使用するため、負極の導電性を向
上することができ、かつ活物質含有層と集電体との密着
性を高くすることができる。
(2) Since the mixture of the fibrous carbonaceous material and the graphite powder is used as the carbonaceous material, the conductivity of the negative electrode can be improved, and the adhesion between the active material-containing layer and the current collector can be improved. Can be higher.

【0087】(3)負極の非水系電解液の浸透性を改善
することができるため、負極に電解液を均一に、かつ十
分に浸透させることができ、二次電池の充放電サイクル
寿命を向上することができる。すなわち、集電体に繊維
状炭素質材料及び黒鉛質粉末を含む塗料を塗布した後、
乾燥させることにより、前記繊維状炭素質材料が一定方
向に配向している密度が1.0〜1.3g/cm3の活
物質含有層を形成した後、プレスにより前記活物質含有
層の密度を1.3〜1.6g/cm3に高くすることに
よって、負極の活物質含有層中の空隙の大きさを揃える
ことができる。この作用は、明らかでないものの、以下
に説明するように推測される。繊維状炭素質材料及び黒
鉛質粉末を含む塗料を集電体に塗布し、乾燥することに
より得られた活物質含有層の密度(塗布後の密度)を
1.0〜1.3g/cm3よりも小さくすると、プレス
後の密度を1.3〜1.6g/cm3にするために必要
なプレス圧が高くなるため、活物質含有層の表面付近が
過度に圧縮され、活物質含有層の表面部分の空隙の大き
さが内部に比べて小さくなる。その結果、負極に非水系
電解液が浸透し難くなるため、負極の非水系電解液の保
持量が少なくなるばかりか、非水系電解液の分布が不均
一になる。このため、二次電池の充放電サイクル寿命が
低下する。
(3) Since the permeability of the nonaqueous electrolytic solution of the negative electrode can be improved, the electrolytic solution can be uniformly and sufficiently penetrated into the negative electrode, and the charge / discharge cycle life of the secondary battery can be improved. can do. That is, after applying a paint containing a fibrous carbonaceous material and graphite powder to the current collector,
After drying, an active material-containing layer having a density of 1.0 to 1.3 g / cm 3 in which the fibrous carbonaceous material is oriented in a certain direction is formed, and then the density of the active material-containing layer is determined by pressing. Is increased to 1.3 to 1.6 g / cm 3 , the size of the voids in the active material-containing layer of the negative electrode can be uniformed. Although this effect is not clear, it is assumed as described below. A coating containing the fibrous carbonaceous material and the graphite powder is applied to the current collector, and the density of the active material-containing layer (density after application) obtained by drying is 1.0 to 1.3 g / cm 3. If it is smaller, the pressing pressure required to make the density after pressing 1.3 to 1.6 g / cm 3 increases, so that the vicinity of the surface of the active material-containing layer is excessively compressed, and the active material-containing layer is excessively compressed. The size of the voids at the surface portion becomes smaller than that inside. As a result, the non-aqueous electrolyte does not easily penetrate into the negative electrode, so that not only the amount of the non-aqueous electrolyte held in the negative electrode is reduced, but also the distribution of the non-aqueous electrolyte becomes uneven. For this reason, the charge / discharge cycle life of the secondary battery decreases.

【0088】本願発明のように塗布後の密度を1.0〜
1.3g/cm3にすることによって、プレスにより密
度を1.3〜1.6g/cm3にする際に活物質含有層
の表面部分が強く圧縮されるのを回避することができる
ため、活物質含有層の空隙の大きさを揃えることができ
る。その結果、負極に非水系電解液が浸透しやすくなる
ため、負極に電解液を均一に、かつ十分に浸透させるこ
とができ、二次電池の充放電サイクル寿命を向上するこ
とができる。
As in the present invention, the density after application is 1.0 to 1.0.
By the 1.3 g / cm 3, it is possible to prevent the surface portion of the active material-containing layer is strongly compressed when the density by pressing the 1.3~1.6g / cm 3, The size of the voids in the active material-containing layer can be made uniform. As a result, the non-aqueous electrolyte easily permeates the negative electrode, so that the electrolyte can uniformly and sufficiently penetrate the negative electrode, and the charge / discharge cycle life of the secondary battery can be improved.

【0089】従って、本発明によれば、前述した(1)
〜(3)の効果を奏するため、放電容量及びサイクル寿
命が向上された非水系電解液二次電池を高歩留まりで製
造することができる。
Therefore, according to the present invention, the aforementioned (1)
Since the effects (1) to (3) are exhibited, a nonaqueous electrolyte secondary battery with improved discharge capacity and cycle life can be manufactured with high yield.

【0090】[0090]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments.

【0091】実施例1 <正極の作製>N−メチルピロリドン25重量部にポリ
フッ化ビニリデン(呉羽化学社製商品名;#1100)
3重量部を溶解させた後、正極活物質として平均粒径3
μmのLiCoO89重量部と導電フィラーとしてグ
ラファイト(ロンザ社製商品名;KS6)8重量部とを
添加し、ディゾルバーおよびビーズミルを用いて撹拌混
合し、正極塗料を調製した。この塗料を厚み15μmの
アルミニウム箔の両面に塗工・乾燥した後、プレスし、
スリット加工を施すことにより厚さが180μmで、幅
が54mmのリール状正極を得た。
Example 1 <Preparation of positive electrode> Polyvinylidene fluoride (trade name; # 1100, manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) was added to 25 parts by weight of N-methylpyrrolidone.
After dissolving 3 parts by weight, a positive electrode active material having an average particle size of 3
89 parts by weight of LiCoO 2 μm and 8 parts by weight of graphite (trade name: KS6, manufactured by Lonza) as a conductive filler were added, and stirred and mixed using a dissolver and a bead mill to prepare a positive electrode paint. This paint is applied to both sides of a 15 μm-thick aluminum foil, dried, and then pressed.
By performing slit processing, a reel-shaped positive electrode having a thickness of 180 μm and a width of 54 mm was obtained.

【0092】<負極の作製>まず、以下に説明する方法
により繊維状炭素質材料を作製した。
<Preparation of Negative Electrode> First, a fibrous carbonaceous material was prepared by the method described below.

【0093】メソフェーズピッチを紡糸、不融化し、ア
ルゴン雰囲気下、650℃で炭化し、適度に粉砕した
後、窒素雰囲気下で3000℃にて黒鉛化することによ
り繊維状黒鉛化粉末を製造した。得られた繊維状黒鉛化
粉末は、平均繊維径が12μmで、平均繊維長さが25
μmで、繊維長が100μmを超えるものの含有率が
0.3体積%であった。窒素吸着BET法による比表面
積が0.9m2/gであった。X線回折法による(10
1)回折ピークP101と(100)回析ピークP100のピ
ーク強度比(P101/P100)が1.5であった。また、
002が0.3368nmで、Laが80nmで、かつ
Lcが68nmであった。さらに、繊維状黒鉛化粉末
は、繊維の軸と直交する方向の切断面において黒鉛結晶
子が放射状に配向し、かつ繊維表層に乱れた非晶質を有
していた。
The mesophase pitch was spun, made infusible, carbonized at 650 ° C. in an argon atmosphere, pulverized appropriately, and then graphitized at 3000 ° C. in a nitrogen atmosphere to produce a fibrous graphitized powder. The obtained fibrous graphitized powder has an average fiber diameter of 12 μm and an average fiber length of 25 μm.
In the case of μm, the content of fibers having a fiber length exceeding 100 μm was 0.3% by volume. The specific surface area as determined by the nitrogen adsorption BET method was 0.9 m 2 / g. X-ray diffraction method (10
1) The peak intensity ratio (P 101 / P 100 ) between the diffraction peak P 101 and the (100) diffraction peak P 100 was 1.5. Also,
In d 002 is 0.3368nm, La is at 80nm, and Lc was 68nm. Further, in the fibrous graphitized powder, graphite crystallites were radially oriented in a cut surface in a direction orthogonal to the axis of the fiber, and had a disordered amorphous surface layer.

【0094】次いで、前記繊維状黒鉛化粉末100重量
部に対して、グラファイト粉末(ロンザ社製の商品名が
KS15、平均粒径(D50)が10μmで、窒素吸着
BET法による比表面積が15m2/gで、d002が0.
3354nmで、Laが120nm以上で、かつLcが
120nmである)を10重量部添加して混合し、さら
にスチレン/ブタジエンラテックス(旭化成株式会社製
の商品名がL1571、固形分が48重量%)4.2重
量部と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(第
1工業製薬社製の商品名BSH12)の水溶液(固形分
1重量%)130重量部と、水20重量部とを加えて混
合し、粘度が8000mPa・sの塗料を調製した。
Next, a graphite powder (trade name: KS15, manufactured by Lonza Co., Ltd., average particle diameter (D50): 10 μm, specific surface area by nitrogen adsorption BET method: 15 m 2 ) was added to 100 parts by weight of the fibrous graphitized powder. / G and d 002 is 0.
10 parts by weight of 3354 nm, La of 120 nm or more, and Lc of 120 nm) were added and mixed, and styrene / butadiene latex (trade name: L1571, manufactured by Asahi Kasei Corporation; solid content: 48% by weight) 4 2 parts by weight, 130 parts by weight of an aqueous solution (1% by weight solid content) of carboxymethylcellulose (trade name: BSH12 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as a thickener, and 20 parts by weight of water were added and mixed. Of 8000 mPa · s was prepared.

【0095】厚さが10μmで、幅が570mmの帯状
銅箔の両面に、この塗料をダイスコーターを用いて一定
間隔を開けて塗布し、帯状銅箔の長手方向に繊維状黒鉛
化粉末を配向させた。ひきつづき、乾燥させた後、プレ
スを施すことにより厚さが160μmの負極原反を得
た。得られた負極原反を未塗工領域で裁断すると共に、
長手方向に沿って裁断することにより、図3に示す構造
を有し、幅(短辺の長さ)が56mmのリール状負極4
を得た。
This paint is applied on both sides of a strip-shaped copper foil having a thickness of 10 μm and a width of 570 mm at regular intervals using a dice coater, and the fibrous graphitized powder is oriented in the longitudinal direction of the strip-shaped copper foil. I let it. Subsequently, after drying and pressing, a negative electrode raw material having a thickness of 160 μm was obtained. While cutting the obtained negative electrode raw material in the uncoated area,
By cutting along the longitudinal direction, a reel-shaped negative electrode 4 having a structure shown in FIG.
I got

【0096】得られた負極について、長手方向及び短辺
方向それぞれの断面を走査電子顕微鏡(SEM)により
500倍で観察したところ、繊維長さ方向Lと捲回方向
に沿う端部とのなす角αが180±45゜である繊維状
黒鉛化粉末17の割合は93体積%であった。
When the cross section of the obtained negative electrode in the longitudinal direction and the short side direction was observed at 500 times by a scanning electron microscope (SEM), the angle between the fiber length direction L and the end along the winding direction was determined. The ratio of the fibrous graphitized powder 17 in which α was 180 ± 45 ° was 93% by volume.

【0097】<電極群の作製及び絶縁試験>次いで、前
記正負極にリードタブをそれぞれ接合した後、自動捲回
機により前記正負極をポリエチレン製微多孔膜(旭化成
製)を介してスパイラル状に捲回し、電極群を作製し
た。得られた電極群において、正極と負極の幅の差は3
mmであった。また、得られた電極群に100Vの電圧
を5秒間印加し、10μV以上流れるものを不良と判定
する絶縁検査を実施し、その結果を下記表1に示す。
<Preparation of Electrode Group and Insulation Test> Subsequently, after lead tabs were respectively joined to the positive and negative electrodes, the positive and negative electrodes were spirally wound by an automatic winding machine through a polyethylene microporous membrane (made by Asahi Kasei). By turning, an electrode group was prepared. In the obtained electrode group, the difference in width between the positive electrode and the negative electrode was 3
mm. In addition, a voltage of 100 V was applied to the obtained electrode group for 5 seconds, and an insulation test was performed to determine that an electrode flowing 10 μV or more was defective. The results are shown in Table 1 below.

【0098】<電池の組立>前記絶縁検査に合格した電
極群を直径18mmのニッケルメッキスチール製外装缶
に収納し、正極・負極のリードタブを溶接した後、非水
電解液を注液し、かしめ封口を施すことにより前述した
図2に示す構造の円筒形リチウムイオン二次電池を組み
立てた。
<Assembly of Battery> The electrode group that passed the insulation test was housed in a nickel-plated steel outer can having a diameter of 18 mm, and the positive and negative electrode lead tabs were welded. By sealing, a cylindrical lithium ion secondary battery having the structure shown in FIG. 2 described above was assembled.

【0099】(実施例2)繊維状黒鉛化粉末中の繊維長
が100μmを超えるものの含有率を1.5体積%にす
ること以外は、前述した実施例1と同様にして円筒形リ
チウムイオン二次電池を組み立てた。
Example 2 A cylindrical lithium ion secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content of fibers having a fiber length exceeding 100 μm in the graphitized graphitized powder was set to 1.5% by volume. The next battery was assembled.

【0100】(比較例1)繊維状黒鉛化粉末中の繊維長
が100μmを超えるものの含有率を3体積%にするこ
と以外は、前述した実施例1と同様にして円筒形リチウ
ムイオン二次電池を組み立てた。
Comparative Example 1 A cylindrical lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of fibers having a fiber length exceeding 100 μm in the fibrous graphitized powder was set to 3% by volume. Was assembled.

【0101】(比較例2)粘度を500cpsにするこ
と以外は実施例1で説明したのと同様にして塗料を調製
した後、塗工を塗料にせん断応力がかかりにくい状態に
して行い、ゆっくりと乾燥すること以外は、実施例1と
同様にして負極を作製した。得られた負極について実施
例1で説明したのと同様な方法により繊維状黒鉛化粉末
の配向を調べたところ、繊維状黒鉛化粉末がランダムに
配置されていた。
Comparative Example 2 A paint was prepared in the same manner as described in Example 1 except that the viscosity was changed to 500 cps, and the coating was performed in a state where shear stress was not easily applied to the paint. Except for drying, a negative electrode was produced in the same manner as in Example 1. When the orientation of the fibrous graphitized powder was examined for the obtained negative electrode by the same method as described in Example 1, the fibrous graphitized powder was randomly arranged.

【0102】このような負極を用いること以外は、前述
した実施例1と同様にして円筒形リチウムイオン二次電
池を組み立てた。
A cylindrical lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0103】得られた実施例1〜2及び比較例1〜2の
二次電池について、900mA(0.5C相当)で6時
間初充電を施した後、1800mA(1C相当)でカッ
トオフ電圧を3.0Vにして放電した際の放電容量を測
定し、その結果を下記表1に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were initially charged at 900 mA (equivalent to 0.5 C) for 6 hours, and then cut off at 1800 mA (equivalent to 1 C). The discharge capacity when the battery was discharged at 3.0 V was measured, and the results are shown in Table 1 below.

【0104】(実施例3)正極の幅(短辺の長さ)を5
5mmにすること以外は、前述した実施例1と同様にし
て電極群を作製した。得られた電極群では、正極と負極
の幅の差が1mmであった。この電極群について前述し
た実施例1で説明したのと同様な絶縁試験を行い、その
結果を下記表1に示す。
Example 3 The width (length of the short side) of the positive electrode was 5
An electrode group was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode group was set to 5 mm. In the obtained electrode group, the difference in width between the positive electrode and the negative electrode was 1 mm. This electrode group was subjected to the same insulation test as described in Example 1 described above, and the results are shown in Table 1 below.

【0105】また、この電極群を用いること以外は、前
述した実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を
組み立てた。得られた二次電池について、前述したのと
同様にして放電容量を測定し、その結果を下記表1に示
す。
A lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that this electrode group was used. The discharge capacity of the obtained secondary battery was measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 1 below.

【0106】(比較例3)正極の幅(短辺の長さ)を実
施例3と同様にすること以外は、前述した比較例2と同
様にして電極群を作製した。得られた電極群では、正極
と負極の幅の差が実施例3と同様であった。この電極群
について前述した実施例1で説明したのと同様な絶縁試
験を行い、その結果を下記表1に示す。
Comparative Example 3 An electrode group was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the width (length of the short side) of the positive electrode was the same as in Example 3. In the obtained electrode group, the difference in width between the positive electrode and the negative electrode was the same as in Example 3. This electrode group was subjected to the same insulation test as described in Example 1 described above, and the results are shown in Table 1 below.

【0107】また、この電極群を用いること以外は、前
述した実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を
組み立てた。得られた二次電池について、前述したのと
同様にして放電容量を測定し、その結果を下記表1に示
す。
A lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that this electrode group was used. The discharge capacity of the obtained secondary battery was measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 1 below.

【0108】[0108]

【表1】 [Table 1]

【0109】表1から明らかなように、長さが100μ
m以上のものの含有率が1.5体積%以下で、負極の捲
回方向に配向されている繊維状炭素質材料を含む負極を
備えた実施例1〜3の二次電池は、内部短絡発生率が低
く、放電容量のばらつきが小さく、平均放電容量が高い
ことがわかる。これに対し、長さが100μm以上のも
のの含有率が1.5体積%を超える繊維状炭素質材料を
含む負極を備えた比較例1の二次電池と、繊維状炭素質
材料がランダムに配向している負極を備えた比較例2の
二次電池は、実施例1〜3に比べて内部短絡発生率が高
いことがわかる。さらに、正極の幅を実施例1に比べて
1mm大きくした比較例3の二次電池は、容量が高い反
面、不良率が実施例1の60倍で、放電容量のばらつき
が大きくなった。
As is clear from Table 1, the length is 100 μm.
m, the secondary batteries of Examples 1 to 3 provided with the negative electrode containing a fibrous carbonaceous material oriented in the winding direction of the negative electrode with a content of not less than 1.5 vol% It can be seen that the rate is low, the variation in discharge capacity is small, and the average discharge capacity is high. On the other hand, the secondary battery of Comparative Example 1 including the negative electrode including the fibrous carbonaceous material having a length of 100 μm or more and having a content of more than 1.5% by volume, and the fibrous carbonaceous material randomly oriented It can be seen that the secondary battery of Comparative Example 2 including the negative electrode has a higher internal short-circuit occurrence rate than Examples 1-3. Furthermore, the secondary battery of Comparative Example 3 in which the width of the positive electrode was 1 mm larger than that of Example 1 had a high capacity, but had a failure rate of 60 times that of Example 1 and a large variation in discharge capacity.

【0110】次いで、実施例1〜3及び比較例1〜3の
二次電池について、エージングを3日間施した後、20
℃において1C(1800mA)で充電した後、1Cで
カットオフ電圧を3.0Vにして放電する充放電サイク
ルを500回繰り返し、その結果を図4に示す。なお、
サイクル試験は各種類につき6個ずつ行い、その平均を
図4に示した。また、各二次電池の放電容量は、1サイ
クル目の放電容量を100%として表示した。
Next, the secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were aged for 3 days,
After charging at 1 C (1800 mA) at 1 ° C., the charge-discharge cycle of discharging at 1 C with a cutoff voltage of 3.0 V was repeated 500 times, and the results are shown in FIG. In addition,
Six cycle tests were performed for each type, and the average is shown in FIG. In addition, the discharge capacity of each secondary battery was expressed assuming that the discharge capacity at the first cycle was 100%.

【0111】図4から明らかなように、実施例1〜3の
二次電池は、比較例1〜3の二次電池に比べてサイクル
寿命が長いことがわかる。これに対し、比較例1〜3の
二次電池は、サイクルの途中で短絡を生じ、容量が急激
に低下する場合があることがわかる。
As is apparent from FIG. 4, the secondary batteries of Examples 1 to 3 have a longer cycle life than the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3. On the other hand, it can be seen that the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3 cause a short circuit in the middle of the cycle, and the capacity may be rapidly reduced.

【0112】(実施例4)カルボキシメチルセルロース
(ダイセル社製商品名;H1762)1.5重量%を水
80重量に溶解した液に、前述した実施例1で説明した
のと同様な鱗片状黒鉛粉末50重量部を添加し、せん断
応力が加わるように攪拌することによりマスターバッチ
塗料を作成した。このマスターバッチ塗料に前述した実
施例1で説明したのと同様な繊維状黒鉛化粉末を50重
量部添加し、せん断応力が加わるように攪拌した後、更
にSBRラテックス(旭化成社製商品名;L1571
で、固形分50重量%)2.4重量部を添加して均一撹
拌混合し、負極塗料を得た。この塗料の見掛けの粘度
(ずり速度10-1/sec)は、4600(mPa・
s)であった。また、塗料の固形分比率は56%であっ
た。厚さ10μmの銅箔の両面に前記塗料をダイスコー
ターを用いて塗布し、乾燥させることにより密度が1.
23g/cm3の活物質含有層を形成した。次いで、プ
レスした後、スリット加工(裁断)を施すことにより、
活物質含有層の密度が1.50g/cm3で、幅が56
mmのリール状負極を得た。
Example 4 A flaky graphite powder similar to that described in Example 1 above was prepared by dissolving 1.5% by weight of carboxymethyl cellulose (trade name: H1762, manufactured by Daicel Corporation) in 80% by weight of water. 50 parts by weight were added, and the mixture was stirred so as to apply a shear stress, thereby preparing a master batch paint. 50 parts by weight of a fibrous graphitized powder similar to that described in Example 1 described above was added to the master batch paint, and the mixture was stirred so as to apply a shearing stress.
Then, 2.4 parts by weight of a solid content (50% by weight) were added and uniformly stirred and mixed to obtain a negative electrode paint. The apparent viscosity (shear speed 10 -1 / sec) of this paint is 4600 (mPa ·
s). The solid content ratio of the paint was 56%. The above-mentioned paint is applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 10 μm using a die coater and dried to obtain a density of 1.
An active material-containing layer of 23 g / cm 3 was formed. Next, after pressing, by performing slit processing (cutting),
The density of the active material-containing layer is 1.50 g / cm 3 and the width is 56
mm was obtained.

【0113】得られた負極について、長手方向及び短辺
方向それぞれの断面を走査電子顕微鏡(SEM)により
500倍で観察したところ、繊維長さ方向Lと捲回方向
に沿う端部とのなす角αが180±45゜である繊維状
黒鉛化粉末の割合は87体積%であった。また、負極中
の空隙の大きさがほぼ均等であることを確認した。
When the cross section of the obtained negative electrode in the longitudinal direction and the short side direction was observed at 500 times by a scanning electron microscope (SEM), the angle between the fiber length direction L and the end along the winding direction was determined. The ratio of the fibrous graphitized powder having α of 180 ± 45 ° was 87% by volume. In addition, it was confirmed that the size of the voids in the negative electrode was substantially uniform.

【0114】<電極群の作製>次いで、前記負極にリー
ドタブを接合した後、自動捲回機により前記負極と前述
した実施例1で説明したのと同様な正極とをポリエチレ
ン製微多孔膜(旭化成製)を介してスパイラル状に捲回
し、電極群を作製した。得られた電極群において、正極
と負極の幅の差は2mmであった。
<Preparation of Electrode Group> Next, after joining a lead tab to the negative electrode, the negative electrode and a positive electrode similar to that described in Example 1 above were bonded by an automatic winding machine to a polyethylene microporous membrane (Asahi Kasei Corporation). ) To form an electrode group. In the obtained electrode group, the difference in width between the positive electrode and the negative electrode was 2 mm.

【0115】<電池の組立>このようにして得られた電
極群を直径18mmのニッケルメッキスチール製外装缶
に収納し、正極・負極のリードタブを溶接した後、非水
電解液を注液し、かしめ封口を施すことにより前述した
図2に示す構造の円筒形リチウムイオン二次電池を組み
立てた。
<Assembly of Battery> The electrode group thus obtained was housed in a nickel-plated steel outer can having a diameter of 18 mm, and the positive and negative electrode lead tabs were welded. The cylindrical lithium ion secondary battery having the above-described structure shown in FIG. 2 was assembled by swaging.

【0116】(実施例5)以下に説明する方法で負極を
作製すること以外は、前述した実施例4と同様にして円
筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
Example 5 A cylindrical lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 4 except that a negative electrode was manufactured by the method described below.

【0117】すなわち、前述した実施例4で説明したの
と同様な種類のカルボキシメチルセルロース1.1重量
%を水127重量に溶解した液に、前述した実施例1で
説明したのと同様な種類の鱗片状黒鉛粉末80重量部を
添加し、せん断応力が加わるように攪拌することにより
マスターバッチ塗料を作成した。このマスターバッチ塗
料に前述した実施例1で説明したのと同様な種類の繊維
状黒鉛化粉末を20重量部添加し、せん断応力が加わる
ように攪拌した後、更に前述した実施例1で説明したの
と同様な種類のSBRラテックス2.4重量部を添加し
て均一撹拌混合し、負極塗料を得た。この塗料の見掛け
の粘度(ずり速度10-1/sec)は、5300(mP
a・s)であった。また、塗料の固形分比率は45%で
あった。厚さ10μmの銅箔の両面に前記塗料をダイス
コーターを用いて塗布し、乾燥させることにより密度が
1.08g/cm3の活物質含有層を形成した。次い
で、プレスした後、スリット加工(裁断)を施すことに
より、活物質含有層の密度が1.33g/cm3で、幅
が56mmのリール状負極を得た。
That is, the same type of carboxymethylcellulose as described in Example 4 was dissolved in a solution obtained by dissolving 1.1% by weight of carboxymethylcellulose in 127% of water in Example 4 described above. A masterbatch paint was prepared by adding 80 parts by weight of flaky graphite powder and stirring to apply shear stress. After adding 20 parts by weight of a fibrous graphitized powder of the same type as that described in Example 1 to this masterbatch paint and stirring it so as to apply shear stress, it was further described in Example 1 described above. 2.4 parts by weight of the same type of SBR latex as above was added and uniformly stirred and mixed to obtain a negative electrode paint. The apparent viscosity (shear speed 10 -1 / sec) of this paint is 5300 (mP
a · s). The solid content ratio of the paint was 45%. The coating material was applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 10 μm using a dice coater and dried to form an active material-containing layer having a density of 1.08 g / cm 3 . Next, after pressing, a slit-like processing (cutting) was performed to obtain a reel-shaped negative electrode having a density of the active material-containing layer of 1.33 g / cm 3 and a width of 56 mm.

【0118】得られた負極について、長手方向及び短辺
方向それぞれの断面を走査電子顕微鏡(SEM)により
500倍で観察したところ、繊維長さ方向Lと捲回方向
に沿う端部とのなす角αが180±45゜である繊維状
黒鉛化粉末の割合は90体積%であった。また、負極中
の空隙の大きさがほぼ均等であることを確認した。
When the cross section of each of the obtained negative electrode in the longitudinal direction and the short side direction was observed at 500 times by a scanning electron microscope (SEM), the angle between the fiber length direction L and the end along the winding direction was determined. The proportion of the fibrous graphitized powder having α of 180 ± 45 ° was 90% by volume. In addition, it was confirmed that the size of the voids in the negative electrode was substantially uniform.

【0119】(実施例6)以下に説明する方法で負極を
作製すること以外は、前述した実施例1と同様にして円
筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
Example 6 A cylindrical lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that a negative electrode was manufactured by the method described below.

【0120】すなわち、前述した実施例4で説明したの
と同様な種類のカルボキシメチルセルロース1.18重
量%を水67.6重量に溶解した液に、前述した実施例
1で説明したのと同様な種類の鱗片状黒鉛粉末20重量
部を添加し、せん断応力が加わるように攪拌することに
よりマスターバッチ塗料を作成した。このマスターバッ
チ塗料に前述した実施例1で説明したのと同様な種類の
繊維状黒鉛化粉末を80重量部添加し、せん断応力が加
わるように攪拌した後、更に前述した実施例4で説明し
たのと同様な種類のSBRラテックス2.4重量部を添
加して均一撹拌混合し、負極塗料を得た。この塗料の見
掛けの粘度(ずり速度10-1/sec)は、4200
(mPa・s)であった。また、塗料の固形分比率は6
0%であった。厚さ10μmの銅箔の両面に前記塗料を
ダイスコーターを用いて塗布し、乾燥させることにより
密度が1.26g/cm3の活物質含有層を形成した。
次いで、プレスした後、スリット加工(裁断)を施すこ
とにより、活物質含有層の密度が1.55g/cm
3で、幅が56mmのリール状負極を得た。
That is, the same kind of carboxymethylcellulose as described in Example 4 was dissolved in 67.6% of water in a solution prepared by dissolving 1.18% by weight of carboxymethylcellulose similar to that described in Example 1 described above. 20 parts by weight of each type of flaky graphite powder was added, and the mixture was stirred so as to apply a shear stress, thereby preparing a master batch paint. After adding 80 parts by weight of a fibrous graphitized powder of the same type as that described in Example 1 to this masterbatch paint and stirring it so as to apply shear stress, it was further described in Example 4 described above. 2.4 parts by weight of the same type of SBR latex as above was added and uniformly stirred and mixed to obtain a negative electrode paint. The apparent viscosity (shear speed 10 -1 / sec) of this paint is 4200
(MPa · s). The solid content ratio of the paint is 6
It was 0%. The coating material was applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 10 μm using a dice coater and dried to form an active material-containing layer having a density of 1.26 g / cm 3 .
Next, after pressing, by performing slit processing (cutting), the density of the active material-containing layer is 1.55 g / cm.
3 , a reel-shaped negative electrode having a width of 56 mm was obtained.

【0121】得られた負極について、長手方向及び短辺
方向それぞれの断面を走査電子顕微鏡(SEM)により
500倍で観察したところ、繊維長さ方向Lと捲回方向
に沿う端部とのなす角αが180±45゜である繊維状
黒鉛化粉末の割合は85体積%であった。また、負極中
の空隙の大きさがほぼ均等であることを確認した。
When the cross section of the obtained negative electrode in the longitudinal direction and the short side direction was observed at 500 times by a scanning electron microscope (SEM), the angle between the fiber length direction L and the end along the winding direction was determined. The ratio of the fibrous graphitized powder having α of 180 ± 45 ° was 85% by volume. In addition, it was confirmed that the size of the voids in the negative electrode was substantially uniform.

【0122】(実施例7)以下に説明する方法で負極を
作製すること以外は、前述した実施例1と同様にして円
筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
Example 7 A cylindrical lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that a negative electrode was produced by the method described below.

【0123】すなわち、前述した実施例4で説明したの
と同様な種類のカルボキシメチルセルロース1.5重量
%を水125重量に溶解した液に、前述した実施例1で
説明したのと同様な種類の鱗片状黒鉛粉末50重量部及
び前述した実施例1で説明したのと同様な種類の繊維状
黒鉛化粉末を50重量部を添加し、せん断応力が加わる
ように攪拌した後、前述した実施例4で説明したのと同
様な種類のSBRラテックス2.4重量部を添加して均
一撹拌混合し、負極塗料を得た。この塗料の見掛けの粘
度(ずり速度10-1/sec)は、3800(mPa・
s)であった。また、塗料の固形分比率は45%であっ
た。厚さ10μmの銅箔の両面に前記塗料をダイスコー
ターを用いて塗布し、乾燥させることにより密度が0.
95g/cm3の活物質含有層を形成した。次いで、プ
レスした後、スリット加工(裁断)を施すことにより、
活物質含有層の密度が1.50g/cm3で、幅が56
mmのリール状負極を得た。
That is, the same type of carboxymethylcellulose as described in Example 4 was dissolved in a solution prepared by dissolving 1.5% by weight of carboxymethylcellulose in 125% by weight of water in Example 4 described above. 50 parts by weight of flaky graphite powder and 50 parts by weight of fibrous graphitized powder of the same type as described in Example 1 were added, and the mixture was stirred so as to apply shear stress. 2.4 parts by weight of the same type of SBR latex as described above was added and uniformly stirred and mixed to obtain a negative electrode paint. The apparent viscosity (shear speed 10 -1 / sec) of this paint is 3800 (mPa ·
s). The solid content ratio of the paint was 45%. The above-mentioned paint is applied to both sides of a copper foil having a thickness of 10 μm using a dice coater and dried to obtain a density of 0.
An active material-containing layer of 95 g / cm 3 was formed. Next, after pressing, by performing slit processing (cutting),
The density of the active material-containing layer is 1.50 g / cm 3 and the width is 56
mm was obtained.

【0124】得られた負極について、長手方向及び短辺
方向それぞれの断面を走査電子顕微鏡(SEM)により
500倍で観察したところ、繊維長さ方向Lと捲回方向
に沿う端部とのなす角αが180±45゜である繊維状
黒鉛化粉末の割合は80体積%であった。また、負極表
面部分の空隙が内部に比べて小さかった。
When the cross section of each of the obtained negative electrode in the longitudinal direction and the short side direction was observed at 500 times by a scanning electron microscope (SEM), the angle between the fiber length direction L and the end along the winding direction was determined. The ratio of the fibrous graphitized powder having α of 180 ± 45 ° was 80% by volume. In addition, the gap on the surface of the negative electrode was smaller than that on the inside.

【0125】得られた実施例4〜7の二次電池につい
て、900mAh(0.5C相当)で6時間初充電を施
した後、1800mA(1C相当)でカットオフ電圧を
3.0Vにして放電した際の放電容量を測定し、その結
果を下記表1に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 4 to 7 were initially charged at 900 mAh (corresponding to 0.5 C) for 6 hours, and then discharged at 1800 mA (corresponding to 1 C) with a cutoff voltage of 3.0 V. The discharge capacity at that time was measured, and the results are shown in Table 1 below.

【0126】次いで、エージングを3日間施した後、2
0℃において1Cで充電した後、1Cでカットオフ電圧
を3.0Vにして放電する充放電サイクルを繰り返し、
1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の容
量維持率を測定し、その結果を下記表2に示す。
Then, after aging for 3 days, 2
After charging at 1 ° C. at 0 ° C., a charge-discharge cycle of discharging at 1 C with a cutoff voltage of 3.0 V is repeated,
The capacity retention ratio at the 500th cycle with respect to the discharge capacity at the first cycle was measured, and the results are shown in Table 2 below.

【0127】[0127]

【表2】 [Table 2]

【0128】表2から明らかなように、塗布後の密度が
1.0〜1.3g/cm3で、プレス後の密度が1.3
〜1.6g/cm3である方法により得られた実施例4
〜6の二次電池は、塗布後の密度が1.0〜1.3g/
cm3より小さい実施例7のの二次電池に比べて500
サイクル後の容量維持率が高いことがわかる。
As is clear from Table 2, the density after coating was 1.0 to 1.3 g / cm 3 and the density after pressing was 1.3.
~1.6g / cm 3 Example 4 obtained by methods
The secondary batteries of Nos. 1 to 6 have a density after application of 1.0 to 1.3 g /
500 cm 3 or less compared to the secondary battery of Example 7.
It can be seen that the capacity retention after the cycle is high.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る非水系
二次電池によれば、内部短絡を抑制することができ、放
電容量及びサイクル寿命を向上することができる等の顕
著な効果を奏する。また、本発明に係る非水系二次電池
の製造方法によれば、高容量で、かつ長寿命な非水系二
次電池を高歩留まりで製造することができる等の顕著な
効果を奏する。
As described in detail above, according to the non-aqueous secondary battery of the present invention, remarkable effects such as suppression of internal short circuit and improvement of discharge capacity and cycle life can be obtained. Play. Further, according to the method of manufacturing a non-aqueous secondary battery according to the present invention, a remarkable effect such as a high-capacity and long-life non-aqueous secondary battery can be manufactured at a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる非水系二次電池の負極の製造方
法の一例を説明するための平面図。
FIG. 1 is a plan view for explaining an example of a method for manufacturing a negative electrode of a non-aqueous secondary battery according to the present invention.

【図2】本発明に係わる非水系二次電池の一例である円
筒形非水系二次電池を示す要部断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a cylindrical non-aqueous secondary battery as an example of the non-aqueous secondary battery according to the present invention.

【図3】実施例1のリチウムイオン二次電池の負極にお
ける繊維状炭素質材料の配向状態を説明するための模式
図。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an orientation state of a fibrous carbonaceous material in a negative electrode of the lithium ion secondary battery of Example 1.

【図4】実施例1〜3及び比較例1〜3のリチウムイオ
ン二次電池における充放電サイクル数と放電容量百分率
との関係を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the percentage of discharge capacity in the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外装缶、 3…電極群、 4…負極、 5…セパレータ、 6…正極 11…封口板、 13…PTC素子、 15…正極端子、 17…繊維状炭素質材料。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer can, 3 ... Electrode group, 4 ... Negative electrode, 5 ... Separator, 6 ... Positive electrode 11 ... Sealing plate, 13 ... PTC element, 15 ... Positive electrode terminal, 17 ... Fibrous carbonaceous material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 浩一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社エイ・ティーバッテリー内 Fターム(参考) 5H003 AA02 AA10 BA01 BA05 BB01 BB05 BC02 BD02 BD03 BD05 5H014 AA02 AA04 BB01 BB05 BB08 EE05 HH01 HH08 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ07 CJ22 CJ28 DJ14 DJ16 HJ01 HJ04 HJ05 HJ08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Matsumoto 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in A / T Battery Co., Ltd. 5H003 AA02 AA10 BA01 BA05 BB01 BB05 BC02 BD02 BD03 BD05 5H014 AA02 AA04 BB01 BB05 BB08 EE05 HH01 HH08 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ07 CJ22 CJ28 DJ14 DJ16 HJ01 HJ04 HJ05 HJ08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素
質物を含む負極と正極とがセパレータを介して捲回され
た構造の電極群を備える非水系二次電池において、 前記炭素質物は繊維状炭素質材料を含み、前記繊維状炭
素質材料は、前記負極の捲回方向に配向すると共に、長
さが100μm以上のものの含有率が1.5体積%以下
であることを特徴とする非水系二次電池。
1. A non-aqueous secondary battery comprising an electrode group having a structure in which a negative electrode including a carbonaceous substance capable of inserting and extracting lithium ions and a positive electrode are wound via a separator, wherein the carbonaceous substance is fibrous carbon. The fibrous carbonaceous material is oriented in the winding direction of the negative electrode, and has a content of not less than 100 μm in length and not more than 1.5% by volume. Next battery.
【請求項2】 負極と正極がセパレータを介して捲回さ
れた構造の電極群と、非水系電解液とを備えた非水系二
次電池の製造方法において、 集電体に黒鉛質粉末及び長さが100μm以上のものの
含有率が1.5体積%以下である繊維状炭素質材料を含
む塗料を塗布した後、乾燥させることにより、前記繊維
状炭素質材料が一定方向に配向している密度が1.0〜
1.3g/cm 3の活物質含有層を形成する工程と、 プレスにより前記活物質含有層の密度を1.3〜1.6
g/cm3に高くする工程と、 所望の寸法に裁断することにより前記繊維状炭素質材料
の配向方向を負極の捲回方向に平行にする工程とを具備
する方法により負極を作製することを特徴とする非水系
二次電池の製造方法。
2. A negative electrode and a positive electrode are wound via a separator.
Non-aqueous battery with an electrode group having a
The method for manufacturing a secondary battery, wherein the current collector has a graphite powder and a length of 100 μm or more.
Including a fibrous carbonaceous material with a content of 1.5% by volume or less
After the paint is applied, the fiber is dried.
Density of the carbonaceous material oriented in a certain direction is 1.0 to
1.3 g / cm ThreeForming an active material-containing layer, and pressing the active material-containing layer with a density of 1.3 to 1.6.
g / cmThreeThe fibrous carbonaceous material by cutting to a desired size.
Making the orientation direction of the anode parallel to the winding direction of the negative electrode.
Non-aqueous system characterized by producing a negative electrode by a method
A method for manufacturing a secondary battery.
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