JPWO2015068325A1 - 電池、セパレータ、電極、塗料、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の技術的背景について説明する。近年高容量化のため、電池をさらに高い電圧で充電して使用することが試みられている。しかしながら電池の構成材料の一部には、高い電圧で劣化が進行するものもある。特にセパレータの酸化による劣化は、その代表的な事例である。
1.第1の実施の形態(セパレータの例)
2.第2の実施の形態(粒子含有樹脂層付き電極の例)
3.第3の実施の形態(ラミネートフィルム型電池の例)
4.第4の実施の形態(ラミネートフィルム型電池の例)
5.第5の実施の形態(円筒型電池の例)
6.第6の実施の形態(円筒型電池の例)
7.第7の実施の形態(ラミネートフィルム型の電池の電池パックの例)
8.第8の実施の形態(電池パックの例)
9.第9の実施の形態(蓄電システム等の例)
10.他の実施の形態 (変形例)
なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
(1−1)セパレータの構成
本技術の第1の実施の形態によるセパレータについて説明する。図1は、本技術の第1の実施の形態によるセパレータの構成例を示す概略断面図である。図1に示すように、本技術の第1の実施の形態によるセパレータ11は、セパレータ基材11aと、セパレータ基材11aの少なくとも一方の主面に形成された粒子含有樹脂層11bとを備える。
セパレータ基材11aは、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜である。セパレータ基材11aの空孔には、非水電解液が保持される。
粒子含有樹脂層11bは、フィラーとしての粒子と樹脂とを含み、例えば微小な空孔が多数形成されている等の多孔構造を有するものである。粒子含有樹脂層11bを備えることで、耐熱性、耐酸化性等のセパレータの特性を向上することができる。詳細は後述するが、粒子含有樹脂層11bは、セパレータ基材11a上に形成された、粒子と樹脂と希釈溶媒とを含む樹脂溶液(塗料と称する場合もある)よりなる粒子含有樹脂溶液層から、乾燥等によって希釈溶媒を除去することにより形成されるものである。
第1の状態では、電解液が、バインダー高分子化合物および粒子の少なくとも何れかによって形成された微多孔内(空隙)に存在した状態で、粒子含有樹脂層11bに含まれた状態となる。この場合、粒子含有樹脂層11bは、セパレータとしての機能を有する。すなわち、粒子含有樹脂層11bは、例えば、セパレータ基材11aと共に、正極と負極との間に介在し、両極活物質の接触を防止するとともに、セパレータ基材11aと同様、その微多孔内に電解液を保持して電極間のイオン伝導の通路を形成する。
第2の状態では、電解液が、マトリックス高分子化合物に吸収された状態で、粒子含有樹脂層11bに含まれた状態となる。なお、この状態では、マトリックス高分子化合物は電解液を吸収し膨潤していわゆるゲル状態となり、マトリックス高分子化合物によって電解液および粒子が保持される。粒子含有樹脂層11bの多孔構造は、マトリックス高分子化合物の膨潤とともに消滅してもよい。この場合、粒子含有樹脂層11bは、電解質としての機能を有する。すなわち、粒子含有樹脂層11bは、電解液を吸収したマトリックス高分子化合物自体がイオン伝導体として機能する電解質となる。
樹脂としては、マトリックス高分子化合物およびバインダー高分子化合物として、溶媒に相溶可能な性質を有するものを用いることができる。このような樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド(特にアラミド)、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が180℃以上の樹脂、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
粒子含有樹脂層11bに含まれるフィラーとしては、光の散乱を低減させて粒子含有樹脂層11bの前駆体である粒子含有樹脂溶液層の透明性を確保する観点から、平面を含む形状であり、且つ、所定の平面率を有し、且つ、所定の屈折率を有する粒子を用いる。例えば、アルミナ粒子等の白い無機物の粉体は、無色透明な粒子で構成されているが、光の散乱現象により白くなっている。本技術では、白くなる要因である光の散乱を抑制し、粒子含有樹脂層11bの前駆体の粒子含有樹脂溶液層の透明性を向上するために、フィラーとして、平面を含む形状であり、且つ、所定の平面率を有し、且つ所定の屈折率を有する粒子を用いている。
平面を含む形状の粒子の典型的な例の外観を示すため、図2Aに走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)で観察した平面を含む形状のタルク粒子のSEM写真を示す。図2BにSEMで観察した平面を含む形状のベーマイト粒子のSEM写真を示す。図2AのSEM写真では、タルク粒子の劈開を中心とする粒子表面が観察される。図2BのSEM写真では、ベーマイトの水熱合成での結晶成長で作られた結晶面に囲まれた粒子表面が観察される。
粒子の平面率は、粒子含有樹脂溶液層の透明性を確保する観点から、40%超100%以下であり、透明性をより向上する観点から、45%以上100%以下であることがより好ましく、60%以上100%であることがさらに好ましい。なお、平面率は、例えば、以下のようにして求めることができる。
粒子含有樹脂層11bの主面に対して垂直方向から、SEM(Scanning Electron Microscope、走査型顕微鏡)にて、粒子含有樹脂層11bを観察し、体積基準の50%平均粒径(D50)前後のサイズの典型的形状の粒子10個の写真を撮影する。なお、平均粒径(D50)は、粒子含有樹脂層11bから樹脂成分等を除去した後の粉体を、レーザー回折式粒度分布測定装置に投入して測定したものである。次に、各粒子について、投影面積のうち、結晶面、破砕面、劈開面に相当する平面の投影面積(複数面ある場合はそれらの合計面積)を求め、粒子全体の投影面積に対する平面の投影面積の百分率を算出し、算出した各粒子の百分率の平均値を平面率とする。
平面を含む形状の粒子を作るには、単結晶を育成し平滑な結晶面を形成させる育成方法、結晶粒子を粉砕によって割る方法等がある。単結晶を育成する方法としては、液中で成長させるフラックス法、水熱育成法、共沈法等が好ましい。
粒子の屈折率は、粒子含有樹脂溶液層の透明性を確保する観点から、1.3以上2.4未満であり、1.3以上2.1以下であることが好ましい。樹脂溶液と粒子との屈折率の違い(固体は屈折率が高く、液体は屈折率が低いという違い)からくる光の屈折による散乱による透明性の低下を抑えるためである。固体である粒子の屈折率を、液体である樹脂溶液の屈折率に近づけるため、固体である粒子の中でも、低い方の屈折率である1.3以上2.4未満、好ましくは1.3以上2.1以下の範囲の粒子を用いる。
粒子と樹脂との混合比は、樹脂溶液の屈折率を粒子に近づけ、粒子含有樹脂溶液の透明性をより向上できる観点から、質量比(粒子/樹脂)で粒子/樹脂=15/85以上90/10以下の範囲であることが好ましく、20/80以上90/10以下の範囲であることがより好ましく、粒子/樹脂=20/80以上80/20以下の範囲であることがさらに好ましい。
セパレータ11の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。セパレータ11は、正極と負極との間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータ11を介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。具体的に、セパレータ11の厚さは、例えば7μm以上20μm以下であることが好ましい。なお、セパレータ11の厚さは、この範囲に限定されるものではない。
上述した第1の実施の形態によるセパレータ11は、下記のようにして製造することができる。
樹脂と粒子とを所定の質量比で混合し、N−メチル−2−ピロリドン等の分散溶媒に添加し、樹脂を溶解させて塗料(粒子含有樹脂溶液)を得る。続いて、この塗料を、セパレータ基材11aの少なくとも一方の面に塗布し、粒子含有樹脂溶液層を形成する。
第1の例と同様、樹脂と粒子とを所定の質量比で混合し、N−メチル−2−ピロリドン等の分散溶媒に添加し、樹脂を溶解させて塗料(粒子含有樹脂溶液)を得る。続いて、この塗料を、セパレータ基材11aの少なくとも一方の面に塗布し、粒子含有樹脂溶液層を形成する。
本技術の第2の実施の形態による粒子含有樹脂層付き電極について説明する。図3は、本技術の第1の実施の形態による粒子含有樹脂層付き電極の構成例を示す概略断面図である。
粒子含有樹脂層21bは、粒子と、樹脂とを含むものであり、その構成および形成方法の詳細は、セパレータ基材11aに代えて電極21aに対して形成されること以外は、第1の実施の形態と同様である。
第1の状態では、電解液が、バインダー高分子化合物および粒子の少なくとも何れかによって形成された微多孔内(空隙)に存在した状態で、粒子含有樹脂層21bに含まれた状態となる。この場合、粒子含有樹脂層21bは、セパレータとしての機能を有する。すなわち、粒子含有樹脂層21bは、正極と負極との間に介在し、両極活物質の接触を防止するとともに、その微多孔内に電解液を保持して電極間のイオン伝導の通路を形成する。
第2の状態では、電解液が、マトリックス高分子化合物に吸収された状態で、粒子含有樹脂層21bに含まれた状態となる。なお、この状態では、マトリックス高分子化合物は電解液を吸収し膨潤していわゆるゲル状態となり、マトリックス高分子化合物によって電解液および粒子が保持される。粒子含有樹脂層11bの多孔構造は、マトリックス高分子化合物の膨潤とともに消滅してもよい。この場合、粒子含有樹脂層21bは、電解質としての機能を有する。すなわち、粒子含有樹脂層21bは、電解液を吸収したマトリックス高分子化合物自体がイオン伝導体として機能する電解質となる。
本技術の第3の実施の形態では、ラミネートフィルム型の非水電解質電池(電池)について説明する。この非水電解質電池は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池であり、また、例えばリチウムイオン二次電池である。
図4は、第3の実施の形態による非水電解質電池62の第1の構成例を表すものである。この非水電解質電池62は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード51および負極リード52が取り付けられた巻回電極体50をフィルム状の外装部材60の内部に収容したものである。
正極53は、正極集電体53Aの片面あるいは両面に正極活物質層53Bが設けられた構造を有している。
負極54は、負極集電体54Aの片面あるいは両面に負極活物質層54Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層54Bと正極活物質層53Bとが対向するように配置されている。
セパレータ55は、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜である。セパレータ55の空孔には、非水電解液が保持される。セパレータ55の構成は、第1の実施の形態のセパレータ基材11aと同様である。
ゲル電解質層56は、フィラーとしての粒子とマトリックス高分子化合物(樹脂)と非水電解液(電解液)とを含み、セパレータ55の少なくとも一方の主面に形成された粒子含有樹脂層が電解液を含むことにより形成されたものである。セパレータ55の少なくとも一方の主面に形成された粒子含有樹脂層は、例えば、マトリックス高分子化合物が電解液を吸収し膨潤していわゆるゲル状となって、電解液を吸収したゲル状のマトリックス高分子自体がイオン伝導体として機能するゲル電解質層56となる。なお、この場合、マトリックス高分子化合物の膨潤とともに、粒子含有樹脂層の多孔構造は消滅してもよい。ゲル電解質層56には、粒子が含まれているので、ゲル電解質層56の強度や耐熱性、耐酸化性が向上し、安全性等の特性を向上することができる。
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。
電解質塩は、例えば、リチウム塩等の軽金属化合物の1種あるいは2種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、テトラフェニルホウ酸リチウム(LiB(C6H5)4)、メタンスルホン酸リチウム(LiCH3SO3)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、テトラクロロアルミン酸リチウム(LiAlCl4)、六フッ化ケイ酸二リチウム(Li2SiF6)、塩化リチウム(LiCl)あるいは臭化リチウム(LiBr)等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも1種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。
非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル等の炭酸エステル系溶媒、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類等の非水溶媒が挙げられる。溶媒は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
この非水電解質電池62は、例えば、以下の方法により製造することができる。この非水電解質電池62は、典型的には、例えば、以下の正極作製工程と、負極作製工程と、粒子含有樹脂層形成工程(セパレータ作製工程)と、巻回工程と、電池組み立て工程とを順次行うことにより製造される。
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体53Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層53Bを形成し、正極53を作製する。その後、正極集電体53Aの端部に正極リード51を溶接により取り付ける。
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体54Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層54Bを形成し、負極54を作製する。その後、負極集電体54Aの端部に負極リード52を溶接により取り付ける。
まず、セパレータ55の一方の主面または両方の主面に粒子含有樹脂層が形成された第1の実施の形態と同様のセパレータを作製する。粒子含有樹脂層形成工程の詳細は、第1の実施の形態と同様である。なお、セパレータ55の構成が、セパレータ基材11aの構成に対応し、これと同様の構成を有する。セパレータ55とセパレータ55の少なくとも一方の主面に形成された粒子含有樹脂層とが、第1の実施の形態によるセパレータ11(セパレータ基材11aとセパレータ基材11aの少なくとも一方の主面に形成された粒子含有樹脂層11bとを含むセパレータ11)に対応し、これと同様の構成を有する。
次に、正極53および負極54を、一方の主面または両方の主面に粒子含有樹脂層が形成されたセパレータ55を介し積層および巻回することにより、巻回構造を有する巻回電極体50を作製する。そののち、正極集電体53Aの端部に正極リード51を溶接により取り付けると共に、負極集電体54Aの端部に負極リード52を溶接により取り付ける。
次に、ラミネートフィルムからなる外装部材60を深絞り加工することで凹部を形成し、巻回電極体50をこの凹部に挿入し、外装部材60の未加工部分を凹部上部に折り返し、凹部の外周の一部(例えば一辺)を除いて熱溶着する。その際、正極リード51および負極リード52と外装部材60との間には密着フィルム61を挿入する。
上述の第1の構成では、巻回電極体50が外装部材60で外装された非水電解質電池62について説明したが、図6A〜図6Cに示すように、巻回電極体50の代わりに積層電極体70を用いてもよい。図6Aは、積層電極体70を収容した非水電解質電池62の外観図である。図6Bは、外装部材60に積層電極体70が収容される様子を示す分解斜視図である。図6Cは、図6Aに示す非水電解質電池62の底面側からの外観を示す外観図である。
本技術の第4の実施の形態では、ラミネートフィルム型の非水電解質電池(電池)について説明する。この非水電解質電池は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池であり、また、例えばリチウムイオン二次電池である。
第4の実施の形態による非水電解質電池62の第1の構成例は、以下に述べる点を除き、図4および図5に示す第3の実施の形態による非水電解質電池63の第1の構成例と同様である。すなわち、この非水電解質電池62は、第3の実施の形態のように、セパレータ55の表面に粒子含有樹脂層が形成されたもの(第1の実施の形態によるセパレータ)が組み込まれていない。その代わりに、第2の実施の形態と同様の粒子含有樹脂層付き電極であって、粒子含有樹脂層の樹脂としてマトリックス高分子化合物を用いたものが組み込まれている。そして、電極の表面に形成された粒子含有樹脂層が電解液を含むことにより、ゲル電解質層56を形成している。以上のこと以外は、第3の実施の形態と同様である。以下では、第3の実施の形態と同一構成の重複する説明は適宜省略し、第3の実施の形態と異なる点を詳細に説明する。
ゲル電解質層56は、フィラーとしての粒子とマトリックス高分子化合物(樹脂)と非水電解液(電解液)とを含み、正極53および負極54の少なくとも一方の電極の両方の主面に形成された粒子含有樹脂層が電解液を含むことにより形成されたものである。正極53および負極54の少なくとも一方の電極の両方の主面に形成された粒子含有樹脂層は、例えば、マトリックス高分子化合物が電解液を吸収し膨潤していわゆるゲル状となって、電解液を吸収したゲル状のマトリックス高分子自体がイオン伝導体として機能するゲル電解質層56となる。なお、この場合、マトリックス高分子化合物の膨潤により、粒子含有樹脂層の多孔構造は消滅してもよい。ゲル電解質層56には、粒子が含まれているので、ゲル電解質層56の強度や耐熱性、耐酸化性が向上し、安全性等の特性を向上することができる。
この非水電解質電池62は、典型的には、例えば、第3の実施の形態と同様の正極作製工程および負極作製工程を行った後、粒子含有樹脂層形成工程(粒子含有樹脂層付き電極作製工程)と、巻回工程と、電池組み立て工程とを順次行うことにより製造される。
まず、正極53の両方の主面に粒子含有樹脂層が形成された粒子含有樹脂層付き電極(正極)および負極54の両方の主面に粒子含有樹脂層が形成された粒子含有樹脂層付き電極(負極)を作製する。なお、正極および負極のうちの一方の電極のみを、粒子含有樹脂層付き電極としてもよい。粒子含有樹脂層の形成方法は、第2の実施の形態と同様である。
次に、粒子含有樹脂層付き正極53および粒子含有樹脂層付き負極54を、セパレータ55を介し積層および巻回することにより、巻回構造を有する巻回電極体50を作製する。
次に、ラミネートフィルムからなる外装部材60を深絞り加工することで凹部を形成し、巻回電極体50をこの凹部に挿入し、外装部材60の未加工部分を凹部上部に折り返し、凹部の外周の一部(例えば一辺)を除いて熱溶着する。その際、正極リード51および負極リード52と外装部材60との間には密着フィルム61を挿入する。
上述の第1の構成例では、巻回電極体50が外装部材60で外装された非水電解質電池62について説明したが、巻回電極体50の代わりに積層電極体70を用いてもよい。第4の実施の形態による非水電解質電池62の第2の構成例は、図6A〜図6Cに示す構成と同様である。
第5の実施の形態では、円筒型の非水電解質電池について説明する。第5の実施の形態による電池は、第1の実施の形態と同様のセパレータであって、粒子含有樹脂層の樹脂としてバインダー高分子化合物を用いたものが組み込まれている。
図7は、第5の実施の形態による非水電解質電池の一例を示す断面図である。非水電解質電池80は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。この非水電解質電池80は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶81の内部に、図示しない液体状の非水電解質(以下、非水電解液と適宜称する)とともに帯状の正極91と負極92とがセパレータ93を介して巻回された巻回電極体90を有している。
正極91は、正極活物質を含有する正極活物質層91Bが、正極集電体91Aの両面上に形成されたものである。正極集電体91Aとしては、例えばアルミニウム(Al)箔、ニッケル(Ni)箔あるいは、ステンレス(SUS)箔等の金属箔を用いることができる。
負極92は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体92Aの両面に負極活物質層92Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体92Aの片面のみに負極活物質層92Bを設けるようにしてもよい。負極集電体92Aは、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。
セパレータ93は、第1の実施の形態によるセパレータ11と同様である。すなわち、図8に示すように、セパレータ基材93aの両方の主面に粒子含有樹脂層93bが形成されている。セパレータ基材93aの一方の主面のみに粒子含有樹脂層93bが形成されていてもよい。粒子含有樹脂層93bにより、セパレータ93の強度や耐熱性、耐酸化性が向上し、安全性等の特性を向上することができる。なお、粒子含有樹脂層93bに含まれる樹脂としては、典型的には、バインダー高分子化合物を用いる。セパレータ93には、非水電解液が含浸される。粒子含有樹脂層93bは、例えば、セパレータ基材93aと共に、正極91と負極92との間に介在し、両極活物質の接触を防止するとともに、セパレータ基材93aと同様、その微多孔内に電解液を保持して電極間のイオン伝導の通路を形成する。
非水電解液は、第3の実施の形態と同様である。
[正極の製造方法、負極の製造方法]
第3の実施の形態と同様にして、正極91および負極92を作製する。
第1の実施の形態と同様にして、セパレータ基材93aの少なくとも一方の主面に粒子含有樹脂層93bを形成して、セパレータ93を作製する。
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
正極集電体91Aに正極リード95を溶接等により取り付けると共に、負極集電体92Aに負極リード96を溶接等により取り付ける。その後、正極91と負極92とを本技術のセパレータ93を介して巻回し巻回電極体90とする。正極リード95の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード96の先端部を電池缶81に溶接する。この後、巻回電極体90の巻回面を一対の絶縁板82,83で挟み、電池缶81の内部に収納する。巻回電極体90を電池缶81の内部に収納したのち、非水電解液を電池缶81の内部に注入し、セパレータ93に含浸させる。そののち、電池缶81の開口端部に電池蓋83、安全弁84等からなる安全弁機構および熱感抵抗素子87をガスケット88を介してかしめることにより固定する。これにより、図7に示した本技術の非水電解質電池80が形成される。
第6の実施の形態では、円筒型の非水電解質電池について説明する。第6の実施の形態による電池は、第2の実施の形態と同様の粒子含有樹脂層付き電極であって、粒子含有樹脂層の樹脂としてバインダー高分子化合物を用いたものが組み込まれている。
図9に示すように、粒子含有樹脂層91Cおよび粒子含有樹脂層92Cのそれぞれは、例えば、セパレータ93と共に、正極91と負極92との間に介在し、両極活物質の接触を防止するとともに、セパレータ93と同様、その微多孔内に電解液を保持して電極間のイオン伝導の通路を形成する。粒子含有樹脂層91C、92Cにより、セパレータ93の強度や耐熱性、耐酸化性を補強することができ、安全性等の特性を向上することができる。セパレータ93は、典型的にはセパレータ基材93aと同様の構成を有する。なお、セパレータ93としては、第5の実施の形態と同様のセパレータ(セパレータ基材93aおよび粒子含有樹脂層93b)を用いてもよい。以上の構成以外は、第5の実施の形態と同様である。
[正極の製造方法]
第2の実施の形態と同様に、粒子含有樹脂層付き正極を作製する。すなわち、第5の実施の形態と同様に、正極91を作製する。次に、正極91の両方の主面または一方の主面に、塗料(粒子含有樹脂溶液)を塗布して粒子含有樹脂溶液層を形成する。その後、粒子含有樹脂溶液層を乾燥することにより粒子含有樹脂層91Cを形成する。
第2の実施の形態と同様に、粒子含有樹脂層付き負極を作製する。第5の実施の形態と同様に、負極92を作製する。次に、負極92の両方の主面または一方の主面に、塗料(粒子含有樹脂溶液)を塗布して粒子含有樹脂溶液層を形成する。その後、粒子含有樹脂溶液層を乾燥することにより粒子含有樹脂層92Cを形成する。
セパレータ93は、セパレータ基材93aの構成と同様のものを用意する。
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
正極集電体91Aに正極リード95を溶接等により取り付けると共に、負極集電体92Aに負極リード96を溶接等により取り付ける。その後、粒子含有樹脂層付き正極91と粒子含有樹脂層付き負極92とをセパレータ93を介して巻回し巻回電極体90とする。正極リード95の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード96の先端部を電池缶81に溶接する。
第7の実施の形態では、第3の実施の形態または第4の実施の形態と同様のゲル電解質層を備えたラミネートフィルム型の電池(非水電解質電池)の電池パックの例について説明する
図12は、本技術の第3の実施〜第6の実施の形態による電池(以下、二次電池と適宜称する)を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池301、外装、充電制御スイッチ302aと、放電制御スイッチ303a、を備えるスイッチ部304、電流検出抵抗307、温度検出素子308、制御部310を備えている。
上述した本技術の第3の実施の形態〜第6の実施の形態による電池および第7の実施の形態〜第8実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図13を参照して説明する。例えば住宅401用の蓄電システム400においては、火力発電402a、原子力発電402b、水力発電402c等の集中型電力系統402から電力網409、情報網412、スマートメータ407、パワーハブ408等を介し、電力が蓄電装置403に供給される。これと共に、家庭内の発電装置404等の独立電源から電力が蓄電装置403に供給される。蓄電装置403に供給された電力が蓄電される。蓄電装置403を使用して、住宅401で使用する電力が給電される。住宅401に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図14を参照して説明する。図14に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
[正極の作製]
正極活物質であるコバルト酸リチウム(LiCoO2)91質量%と、導電剤であるカーボンブラック6質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を分散媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを厚さ12μmの帯状アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した正極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。最後に、正極端子を正極集電体露出部に取り付け、正極を形成した。
負極活物質である平均粒径20μmの粒状黒鉛粉末96質量%と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体1.5質量%と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース1.5質量%とを混合して負極合剤とし、さらに適量の水を加えて攪拌することにより、負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを厚さ15μmの帯状銅箔からなる負極集電体の両面に、負極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した負極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、負極活物質層を形成した。最後に、負極端子を正極集電体露出部に取り付け、負極を形成した。
基材として厚さ9μmポリエチレン(PE)製微多孔性フィルム(ポリエチレンセパレータ)を用いた。この基材の両面に、下記の様にして、塗料を塗布して粒子含有樹脂溶液層(塗料膜)を形成した後、これを乾燥し、粒子含有樹脂層を形成した。
正極、負極および粒子含有樹脂層が両面に形成されたセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
実施例1−2〜実施例1−55および比較例1−1〜比較例1−8では、下掲の表1に示すように、用いるフィラーを変えたこと以外は、実施例1−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
上述の実施例および比較例において、フィラーの平面率、塗料の外観は以下のようにして測定または評価したものである。(後述の実施例および比較例も同様)
平面率は以下のように測定した。電解液を含む粒子含有樹脂層の主面に対して垂直方向から、SEMにて電解液を含む粒子含有樹脂層を観察し、体積基準の50%平均粒径(D50)前後のサイズの典型的形状の粒子10個の写真を撮影した。なお、平均粒径(D50)は、電解液を含む粒子含有樹脂層から、樹脂と液体成分等を除去した後の粉体を、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定したものである。次に、各粒子について、投影面積のうち、結晶面、破砕面、劈開面に相当する平面の投影面積(複数面ある場合はそれらの合計面積)を求め、粒子全体の投影面積に対する平面の投影面積の百分率を算出し、算出した各粒子の百分率の平均値を平面率とした。
視覚観察により、塗料膜の外観を観察した。なお、透明性の程度で、透明、ほぼ透明、透明に近い、半透明と段階的に評価した。透明、ほぼ透明、透明に近い場合は、いずれも、塗料膜を通して、塗布対象(電極またはセパレータ)の輪郭を完全に視認できた。また、白濁の色の濃さの程度により、薄く白濁、白濁、濃い白濁と段階的に評価した。薄く白濁、白濁、濃い白濁、褐色不透明の場合は、塗料膜を通して、塗布対象(電極またはセパレータ)の輪郭を視認できなかった。
作製した各電池を解体し、粒子含有樹脂層のマトリックス高分子化合物が電解液を吸って膨潤したゲル電解質層の厚みを、接触式厚み計によって確認した。厚みの算定は、ポリエチレンセパレータ(基材)の厚みとゲル電解質を含んだセパレータの厚みとの差を求めることにより行った。
実施例1−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるベーマイト粒子を用いた。ベーマイト粒子の水熱合成時の成長速度を速くして球面の比率を多くしたり、成長速度を遅くして平面の比率を上げたりすることによりベーマイト粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例2−2では、フィラーとして、平面率45%のベーマイト粒子を用いた。実施例2−3では、フィラーとして、平面率50%のベーマイト粒子を用いた。実施例2−4では、フィラーとして、平面率60%のベーマイト粒子を用いた。実施例2−5では、フィラーとして、平面率80%のベーマイト粒子を用いた。実施例2−6では、フィラーとして、平面率90%のベーマイト粒子を用いた。実施例2−7では、フィラーとして、平面率100%のベーマイト粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例2−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例1−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるタルク粒子を用いた。ハンマーミルおよびロールミルを用いて行う粉砕工程において、ハンマーミルの時間比率を多くして劈開面の比率を上げたり、ロールミルの時間比率を多くして劈開面の比率を下げたりして、タルク粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例2−9では、フィラーとして、平面率45%のタルク粒子を用いた。実施例2−10では、フィラーとして、平面率50%のタルク粒子を用いた。実施例2−11では、フィラーとして、平面率60%のタルク粒子を用いた。実施例2−12では、フィラーとして、平面率80%のタルク粒子を用いた。実施例2−13では、フィラーとして、平面率90%のタルク粒子を用いた。実施例2−14では、フィラーとして、平面率100%のタルク粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例2−8と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、ベーマイト粒子に代えて、平面率の異なる酸化アルミニウム粒子を用いた。具体的には、比較例2−1では、フィラーとして、平面率40%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例2−2では、フィラーとして、平面率30%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例2−3では、フィラーとして、平面率20%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例2−4では、フィラーとして、平面率10%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例2−5では、フィラーとして、球状の酸化アルミニウム(平面率0%)粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例2−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例3−1〜実施例3−8では、フィラー(ベーマイト粒子)とマトリックス高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例1−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例3−1では質量比(粒子/PVdF)を15/85にした。実施例3−2では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例3−3では質量比(粒子/PVdF)を30/70にした。実施例3−4では、実施例1−1と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例3−5では質量比(粒子/PVdF)を70/30にした。実施例3−6では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例3−7では、質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例3−8では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
実施例3−9〜実施例3−15では、フィラー(タルク粒子)とマトリックス高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例1−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例3−9では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例3−10では質量比(粒子/PVdF)を40/60にした。実施例3−11では、実施例1−2と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例3−12では質量比(粒子/PVdF)を60/40にした。実施例3−13では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例3−14では質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例3−15では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例4−1では、実施例1−1と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例4−2〜実施例4−3では、ゲル電解質層を構成するマトリックス高分子化合物(樹脂)の種類を変えた。実施例4−2では、マトリックス高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例4−3では、マトリックス高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例4−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例4−4では、実施例1−2と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例4−5〜実施例4−6では、ゲル電解質層を構成するマトリックス高分子化合物の種類を変えた。実施例4−5では、マトリックス高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例4−6では、マトリックス高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例4−4と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例5−1〜実施例5−2では、実施例1−1〜実施例1−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例5−3〜実施例5−4では、塗料をセパレータの正極側の片面のみに塗布したこと以外は、実施例1−1〜実施例1−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例5−5〜実施例5−6では、塗料をセパレータの負極側の片面のみに塗布したこと以外は、実施例1−1〜実施例1−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例5−1と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例5−5と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
作製した各実施例および各比較例のソフトパックについて、以下の100kg加圧試験、60℃1ヶ月保存試験を行った。
作製したソフトパックを、23℃の雰囲気下において、1Cの定電流で電池電圧が4.2Vに達するまで定電流充電した後、4.2Vの定電圧で充電時間の合計が2.5時間となるまで定電圧充電した。次に、30mmの間隔で並置された2本の丸棒上に、充電したソフトパックを配置し、ソフトパックのセンター位置に対して、上方から1本の丸棒を押し当てて、荷重100kgを加えた。その際、電圧計(テスター)によりソフトパックの電圧を確認し、1%以上の電圧低下を確認したら短絡有りとし、1%以上の電圧低下を確認しない場合は短絡なしとした。
作製したソフトパックを、23℃の雰囲気下において、1Cの定電流で電池電圧が4.35Vに達するまで定電流充電した後、4.35Vの定電圧で充電時間の合計が2.5時間となるまで定電圧充電した。続いて、充電状態のソフトパックを、60℃の恒温槽中に1ヶ月保存した後、セパレータの劣化を起因とする内部短絡の有無を確認した。
[正極の作製、粒子含有樹脂層の形成]
実施例1−1と同様にして、正極を作製した。また、正極の両面に以下のようにして粒子含有樹脂層を形成した。
まず、フィラーである平均粒径0.8μmのベーマイトの粒子(屈折率1.7)とマトリックス高分子化合物であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、塗料(粒子含有樹脂溶液)を調製した。この際、ベーマイトの含有量は塗料の全体量に対して5質量%とし、ベーマイトとPVdFとの質量比(ベーマイト/PVdF)は50/50とし、固形分(ベーマイトおよびPVdF)が塗料の全体量に対して20質量%となるように、各材料の量を調整した。
実施例1−1と同様にして、負極を作製した。また、正極と同様の手法で、負極の両面に粒子含有樹脂層を形成した。
基材として厚さ9μmポリエチレン(PE)製微多孔性フィルムを用いた。
粒子含有樹脂層が両面に形成された正極、粒子含有樹脂層が両面に形成された負極およびセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
実施例6−2〜実施例6−55および比較例6−1〜比較例6−8では、下掲の表6に示すように、用いるフィラーを変えたこと以外は、実施例6−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各電池を解体し、粒子含有樹脂層のマトリックス高分子化合物が電解液を吸って膨潤したゲル電解質層の厚みを、接触式厚み計によって確認した。厚みの算定は、電極の厚みとゲル電解質層を含んだ電極の厚みとの差を求めることにより行った。塗料膜の厚さの測定値と、ゲル電解質層の厚さの測定値との差が、塗料膜の厚さの測定値に対する百分率で±10%以内に入っている場合は合格、それ以外の場合は不合格とした。
実施例7−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるベーマイト粒子を用いた。ベーマイト粒子の水熱合成時の成長速度を速くして球面の比率を多くしたり、成長速度を遅くして平面の比率を上げたりすることによりベーマイト粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例7−2では、フィラーとして、平面率45%のベーマイト粒子を用いた。実施例7−3では、フィラーとして、平面率50%のベーマイト粒子を用いた。実施例7−4では、フィラーとして、平面率60%のベーマイト粒子を用いた。実施例7−5では、フィラーとして、平面率80%のベーマイト粒子を用いた。実施例7−6では、フィラーとして、平面率90%のベーマイト粒子を用いた。実施例7−7では、フィラーとして、平面率100%のベーマイト粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例7−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例1−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるタルク粒子を用いた。ハンマーミルおよびロールミルを用いて行う粉砕工程において、ハンマーミルの時間比率を多くして劈開面の比率を上げたり、ロールミルの時間比率を多くして劈開面の比率を下げたりして、タルク粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例7−9では、フィラーとして、平面率45%のタルク粒子を用いた。実施例7−10では、フィラーとして、平面率50%のタルク粒子を用いた。実施例7−11では、フィラーとして、平面率60%のタルク粒子を用いた。実施例7−12では、フィラーとして、平面率80%のタルク粒子を用いた。実施例7−13では、フィラーとして、平面率90%のタルク粒子を用いた。実施例7−14では、フィラーとして、平面率100%のタルク粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例7−8と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、ベーマイト粒子に代えて、平面率の異なる酸化アルミニウム粒子を用いた。具体的には、比較例7−1では、フィラーとして、平面率40%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例7−2では、フィラーとして、平面率30%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例7−3では、フィラーとして、平面率20%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例7−4では、フィラーとして、平面率10%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例7−5では、フィラーとして、球状の酸化アルミニウム(平面率0%)粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例7−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例8−1〜実施例8−8では、フィラー(ベーマイト粒子)とマトリックス高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例1−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例8−1では質量比(粒子/PVdF)を15/85にした。実施例8−2では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例8−3では質量比(粒子/PVdF)を30/70にした。実施例8−4では、実施例1−1と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例8−5では質量比(粒子/PVdF)を70/30にした。実施例8−6では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例8−7では、質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例8−8では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
実施例8−9〜実施例8−15では、フィラー(タルク粒子)とマトリックス高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例1−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例8−9では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例8−10では質量比(粒子/PVdF)を40/60にした。実施例8−11では、実施例1−2と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例8−12では質量比(粒子/PVdF)を60/40にした。実施例8−13では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例8−14では質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例8−15では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例9−1では、実施例1−1と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例9−2〜実施例9−3では、ゲル電解質層を構成するマトリックス高分子化合物(樹脂)の種類を変えた。実施例9−2では、マトリックス高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例9−3では、マトリックス高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例9−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例9−4では、実施例1−2と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例9−5〜実施例9−6では、ゲル電解質層を構成するマトリックス高分子化合物の種類を変えた。実施例9−5では、マトリックス高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例9−6では、マトリックス高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例9−4と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例1−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例10−1〜実施例10−2では、実施例6−1〜実施例6−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例10−3〜実施例10−4では、塗料を正極の両面のみに塗布したこと以外は、実施例6−1〜実施例6−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例10−5〜実施例10−6では、塗料を負極の両面のみに塗布したこと以外は、実施例6−1〜実施例6−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例10−1と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例10−5と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
作製した各実施例および各比較例のソフトパックについて、実施例5−1と同様にして、100kg加圧試験、60℃1ヶ月保存試験を行った。
[正極の作製、負極の作製]
正極および負極を、実施例1−1と同様にして作製した。
基材として厚さ9μmポリエチレン(PE)製微多孔性フィルムを用いた。この基材の両面に、下記の様にして、塗料を塗布して粒子含有樹脂溶液層(塗料膜)を形成した後、これを乾燥し、粒子含有樹脂層を形成した。
正極、負極および粒子含有樹脂層が両面に形成されたセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
実施例11−2〜実施例11−55および比較例11−1〜比較例11−8では、下掲の表11に示すように、用いるフィラーを変えたこと以外は、実施例11−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各電池を解体し電解液を含む粒子含有樹脂層の厚みを、接触式厚み計によって確認した。厚みの算定は、ポリエチレンセパレータ(基材)の厚みと、電解液を含む粒子含有樹脂層を備えたセパレータの厚みとの差からおこなった。塗料膜の厚さの測定値と、電解液を含む粒子含有樹脂層の厚さの測定値との差が、塗料膜の厚さの測定値に対する百分率で±10%以内に入っている場合は合格、それ以外の場合は不合格とした。
実施例11−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるベーマイト粒子を用いた。ベーマイト粒子の水熱合成時の成長速度を速くして球面の比率を多くしたり、成長速度を遅くして平面の比率を上げたりすることによりベーマイト粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例12−2では、フィラーとして、平面率45%のベーマイト粒子を用いた。実施例12−3では、フィラーとして、平面率50%のベーマイト粒子を用いた。実施例12−4では、フィラーとして、平面率60%のベーマイト粒子を用いた。実施例12−5では、フィラーとして、平面率80%のベーマイト粒子を用いた。実施例12−6では、フィラーとして、平面率90%のベーマイト粒子を用いた。実施例12−7では、フィラーとして、平面率100%のベーマイト粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例12−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例11−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるタルク粒子を用いた。ハンマーミルおよびロールミルを用いて行う粉砕工程において、ハンマーミルの時間比率を多くして劈開面の比率を上げたり、ロールミルの時間比率を多くして劈開面の比率を下げたりして、タルク粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例12−9では、フィラーとして、平面率45%のタルク粒子を用いた。実施例12−10では、フィラーとして、平面率50%のタルク粒子を用いた。実施例12−11では、フィラーとして、平面率60%のタルク粒子を用いた。実施例12−12では、フィラーとして、平面率80%のタルク粒子を用いた。実施例12−13では、フィラーとして、平面率90%のタルク粒子を用いた。実施例12−14では、フィラーとして、平面率100%のタルク粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例12−8と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、ベーマイト粒子に代えて、平面率の異なる酸化アルミニウム粒子を用いた。具体的には、比較例12−1では、フィラーとして、平面率40%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例12−2では、フィラーとして、平面率30%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例12−3では、フィラーとして、平面率20%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例12−4では、フィラーとして、平面率10%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例12−5では、フィラーとして、球状の酸化アルミニウム(平面率0%)粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例12−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例11−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例13−1〜実施例13−8では、フィラー(ベーマイト粒子)とバインダー高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例11−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例13−1では質量比(粒子/PVdF)を15/85にした。実施例13−2では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例13−3では質量比(粒子/PVdF)を30/70にした。実施例13−4では、実施例11−1と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例13−5では質量比(粒子/PVdF)を70/30にした。実施例13−6では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例13−7では、質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例13−8では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
実施例13−9〜実施例13−15では、フィラー(タルク粒子)とバインダー高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例11−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例13−9では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例13−10では質量比(粒子/PVdF)を40/60にした。実施例13−11では、実施例11−2と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例13−12では質量比(粒子/PVdF)を60/40にした。実施例13−13では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例13−14では質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例13−15では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例11−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例14−1では、実施例11−1と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例14−2〜実施例14−3では、バインダー高分子化合物(樹脂)の種類を変えた。実施例14−2では、バインダー高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例14−3では、バインダー高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例14−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例14−4では、実施例11−2と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例14−5〜実施例14−6では、ゲル電解質層を構成するバインダー高分子化合物の種類を変えた。実施例14−5では、バインダー高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例14−6では、バインダー高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例14−4と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例11−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例15−1〜実施例15−2では、実施例11−1〜実施例11−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例15−3〜実施例15−4では、塗料をセパレータの正極側の片面のみに塗布したこと以外は、実施例11−1〜実施例11−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例15−5〜実施例15−6では、塗料をセパレータの負極側の片面のみに塗布したこと以外は、実施例11−1〜実施例11−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例15−1と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例15−5と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
作製した各実施例および各比較例のソフトパックについて、実施例5−1と同様にして、100kg加圧試験、60℃1ヶ月保存試験を行った。
[正極の作製、粒子含有樹脂層の形成]
実施例11−1と同様にして、正極を作製した。また、正極の両面に以下のようにして粒子含有樹脂層を形成した。
まず、フィラーである平均粒径0.8μmのベーマイトの粒子(屈折率1.7)とバインダー高分子化合物であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、塗料(粒子含有樹脂溶液)を調製した。この際、ベーマイトの含有量は塗料の全体量に対して5質量%とし、ベーマイトとPVdFとの質量比(ベーマイト/PVdF)は50/50とし、固形分(ベーマイトおよびPVdF)が塗料の全体量に対して20質量%となるように、各材料の量を調整した。
実施例11−1と同様にして、負極を作製した。また、正極と同様の手法で、負極の両面に粒子含有樹脂層を形成した。
基材として厚さ9μmポリエチレン(PE)製微多孔性フィルムを用いた。
粒子含有樹脂層が両面に形成された正極、粒子含有樹脂層が両面に形成された負極およびセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
実施例16−2〜実施例16−55および比較例16−1〜比較例16−8では、下掲の表16に示すように、用いるフィラーを変えたこと以外は、実施例16−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各電池を解体し電解液を含む粒子含有樹脂層の厚みを、接触式厚み計によって確認した。厚みの算定は、電極の厚みと、電解液を含む粒子含有樹脂層を備えた電極の厚みとの差からおこなった。塗料膜の厚さの測定値と、電解液を含む粒子含有樹脂層の厚さの測定値との差が、塗料膜の厚さの測定値に対する百分率で±10%以内に入っている場合は合格、それ以外の場合は不合格とした。
実施例16−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるベーマイト粒子を用いた。ベーマイト粒子の水熱合成時の成長速度を速くして球面の比率を多くしたり、成長速度を遅くして平面の比率を上げたりすることによりベーマイト粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例17−2では、フィラーとして、平面率45%のベーマイト粒子を用いた。実施例17−3では、フィラーとして、平面率50%のベーマイト粒子を用いた。実施例17−4では、フィラーとして、平面率60%のベーマイト粒子を用いた。実施例17−5では、フィラーとして、平面率80%のベーマイト粒子を用いた。実施例17−6では、フィラーとして、平面率90%のベーマイト粒子を用いた。実施例17−7では、フィラーとして、平面率100%のベーマイト粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例17−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例16−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、平面率の異なるタルク粒子を用いた。ハンマーミルおよびロールミルを用いて行う粉砕工程において、ハンマーミルの時間比率を多くして劈開面の比率を上げたり、ロールミルの時間比率を多くして劈開面の比率を下げたりして、タルク粒子の平面率を所望のものに調整した。具体的には、実施例17−9では、フィラーとして、平面率45%のタルク粒子を用いた。実施例17−10では、フィラーとして、平面率50%のタルク粒子を用いた。実施例17−11では、フィラーとして、平面率60%のタルク粒子を用いた。実施例17−12では、フィラーとして、平面率80%のタルク粒子を用いた。実施例17−13では、フィラーとして、平面率90%のタルク粒子を用いた。実施例17−14では、フィラーとして、平面率100%のタルク粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例17−8と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
フィラーとして、ベーマイト粒子に代えて、平面率の異なる酸化アルミニウム粒子を用いた。具体的には、比較例17−1では、フィラーとして、平面率40%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例17−2では、フィラーとして、平面率30%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例17−3では、フィラーとして、平面率20%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例17−4では、フィラーとして、平面率10%の酸化アルミニウム粒子を用いた。比較例17−5では、フィラーとして、球状の酸化アルミニウム(平面率0%)粒子を用いた。以上のこと以外は、実施例17−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例16−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例18−1〜実施例18−8では、フィラー(ベーマイト粒子)とバインダー高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例16−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例18−1では質量比(粒子/PVdF)を15/85にした。実施例18−2では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例18−3では質量比(粒子/PVdF)を30/70にした。実施例18−4では、実施例16−1と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例18−5では質量比(粒子/PVdF)を70/30にした。実施例18−6では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例18−7では、質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例18−8では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
実施例18−9〜実施例18−15では、フィラー(タルク粒子)とバインダー高分子化合物(PVdF)との質量比を変えたこと以外は、実施例16−2と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。具体的には、実施例18−9では質量比(粒子/PVdF)を20/80にした。実施例18−10では質量比(粒子/PVdF)を40/60にした。実施例18−11では、実施例16−2と同様、質量比(粒子/PVdF)を50/50にした。実施例18−12では質量比(粒子/PVdF)を60/40にした。実施例18−13では質量比(粒子/PVdF)を80/20にした。実施例18−14では質量比(粒子/PVdF)を85/15にした。実施例18−15では質量比(粒子/PVdF)を90/10にした。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例16−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例19−1では、実施例16−1と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例19−2〜実施例19−3では、ゲル電解質層を構成するバインダー高分子化合物(樹脂)の種類を変えた。実施例19−2では、バインダー高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例19−3では、バインダー高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例19−1と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例19−4では、実施例16−2と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。
実施例19−5〜実施例19−6では、ゲル電解質層を構成するバインダー高分子化合物の種類を変えた。実施例19−5では、バインダー高分子化合物としてPAN(ポリアクリロニトリル)を用いた。実施例19−6では、バインダー高分子化合物として、PEG(ポリエチレングリコール)を用いた。以上のこと以外は、実施例19−4と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例16−1と同様にして、レーザー計測の合否判定を行った。
実施例20−1〜実施例20−2では、実施例16−1〜実施例16−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例20−3〜実施例20−4では、塗料を正極の両面のみに塗布したこと以外は、実施例16−1〜実施例16−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
実施例20−5〜実施例20−6では、塗料を負極の両面のみに塗布したこと以外は、実施例16−1〜実施例16−2のそれぞれと同様であるラミネートフィルム型電池を用いた、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例20−1と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
塗料にフィラーを含有しないこと以外は、実施例20−5と同様にして、図10、図11Aおよび図11Bに示す簡易型の電池パック(ソフトパック)を作製した。
作製した各実施例および各比較例のソフトパックについて、実施例5−1と同様にして、100kg加圧試験、60℃1ヶ月保存試験を行った。
以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
[1]
正極と、
負極と、
セパレータと、
電解液と、
粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である電池。
[2]
前記平面は、結晶面、破砕面、および劈開面うちの少なくとも何れかを含む[1]に記載の電池。
[3]
前記粒子は、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れかである[1]〜[2]の何れかに記載の電池。
[4]
前記無機粒子は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、ベーマイト、ホワイトカーボン、酸化ジルコニウム水和物、酸化マグネシウム水和物、水酸化マグネシウム8水和物、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、リン酸トリリチウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、ケイ酸塩鉱物、炭酸塩鉱物、酸化鉱物からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、
前記有機粒子は、メラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子である[3]に記載の電池。
[5]
前記ケイ酸塩鉱物は、タルク、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、
前記炭酸塩鉱物は、ハイドロタルサイト、ドロマイトからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、
前記酸化鉱物は、スピネルである[4]に記載の電池。
[6]
前記樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、エチルセルロース、セルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂、ポリエステル、ポリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも何れかである[1]〜[5]の何れかに記載の電池。
[7]
前記粒子と前記樹脂との質量比(粒子/樹脂)は、15/85以上90/10以下である[1]〜[6]の何れかに記載の電池。
[8]
前記粒子含有樹脂層は、前記電解液を前記樹脂により保持する[1]〜[7]の何れかに記載の電池。
[9]
前記粒子含有樹脂層は、前記電解液を前記樹脂および前記粒子の少なくとも何れかにより形成される空隙に保持する[1]〜[7]の何れかに記載の電池。
[10]
前記粒子含有樹脂層は、前記正極の一方の主面および他方の主面、前記負極の一方の主面および他方の主面、並びに、前記セパレータの一方の主面および他方の主面の中から選ばれた少なくとも一つの主面上に形成されたものである[1]〜[9]の何れかに記載の電池。
[11]
セパレータ基材と、
該セパレータ基材の少なくとも一方の主面に設けられ、且つ、粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満であるセパレータ。
[12]
電極と、
該電極の少なくとも一方の主面に設けられ、且つ、粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である粒子含有樹脂層付きの電極。
[13]
粒子と、
樹脂と、
溶媒と
を含み、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である塗料。
[14]
[1]〜[10]の何れかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
[15]
[1]〜[10]の何れかに記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
[16]
[1]〜[10]の何れかに記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
[17]
[1]〜[10]の何れかに記載の電池を有し、前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
[18]
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う[17]に記載の蓄電装置。
[19]
[1]〜[10]の何れかに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。
Claims (19)
- 正極と、
負極と、
セパレータと、
電解液と、
粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である電池。 - 前記平面は、結晶面、破砕面、および劈開面うちの少なくとも何れかを含む請求項1に記載の電池。
- 前記粒子は、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れかである請求項1に記載の電池。
- 前記無機粒子は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、ベーマイト、ホワイトカーボン、酸化ジルコニウム水和物、酸化マグネシウム水和物、水酸化マグネシウム8水和物、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、リン酸トリリチウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、ケイ酸塩鉱物、炭酸塩鉱物、酸化鉱物からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、
前記有機粒子は、メラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子である請求項3に記載の電池。 - 前記ケイ酸塩鉱物は、タルク、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、
前記炭酸塩鉱物は、ハイドロタルサイト、ドロマイトからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、
前記酸化鉱物は、スピネルである請求項4に記載の電池。 - 前記樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、エチルセルロース、セルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂、ポリエステル、ポリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも何れかである請求項1に記載の電池。
- 前記粒子と前記樹脂との質量比(粒子/樹脂)は、15/85以上90/10以下である請求項1に記載の電池。
- 前記粒子含有樹脂層は、前記電解液を前記樹脂により保持する請求項1に記載の電池。
- 前記粒子含有樹脂層は、前記電解液を前記樹脂および前記粒子の少なくとも何れかにより形成される空隙に保持する請求項1に記載の電池。
- 前記粒子含有樹脂層は、前記正極の一方の主面および他方の主面、前記負極の一方の主面および他方の主面、並びに、前記セパレータの一方の主面および他方の主面の中から選ばれた少なくとも一つの主面上に形成されたものである請求項1に記載の電池。
- セパレータ基材と、
該セパレータ基材の少なくとも一方の主面に設けられ、且つ、粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満であるセパレータ。 - 電極と、
該電極の少なくとも一方の主面に設けられ、且つ、粒子および樹脂を含む粒子含有樹脂層と
を備え、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である粒子含有樹脂層付きの電極。 - 粒子と、
樹脂と、
溶媒と
を含み、
前記粒子の形状は平面を含み、且つ、前記粒子の平面率は40%超100%以下であり、且つ、前記粒子の屈折率は1.3以上2.4未満である塗料。 - 請求項1に記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。 - 請求項1に記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
- 請求項1に記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。 - 請求項1に記載の電池を有し、前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
- 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う請求項17に記載の蓄電装置。 - 請求項1に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。
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