CN109755444B - 非水系二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种维持电极与隔板的接合性、并且降低了内部电阻的非水系二次电池。本发明提供的非水系二次电池具备电极体和非水电解质，所述电极体具备正极、负极和隔板。上述正极和上述负极中的至少一个电极与上述隔板满足以下(1)～(4)中的所有条件：(1)上述电极与上述隔板接触；(2)上述隔板的O/C比为0.1以上且0.2以下；(3)上述隔板的表面粗糙度Ra为0.05μm以上且0.3μm以下；(4)上述隔板的表面粗糙度Ra相对于上述电极的表面粗糙度Ra之比为0.1以上且0.5以下。

Description

非水系二次电池
技术领域
本发明涉及非水系二次电池。
背景技术
一般的非水系二次电池具有作为发电元件的电极体、非水电解质、以及收纳它们的电池壳体。上述电极体典型地由一对电极(即正极和负极)隔着多孔绝缘部件(隔板)相对而构成。与此相关，例如日本特表2014-534570号公报公开了一种在隔板的表面形成有接合层的非水系二次电池。日本特表2014-534570号公报中，通过经由接合层将电极和隔板接合，谋求电池组装时的电极体的操作性的提高。
发明内容
但是，上述技术中，在电池组装后接合层会介于电极与隔板之间。因此，在充放电时电荷载体难以在正负极之间移动，或在正负极的表面妨碍电荷载体的插入脱离，反而会使内部电阻提高。特别是在反复进行2C以上的高速率充放电的状态下使用的电池，这样的内部电阻的增加的影响显而易见。因此，需求维持电极与隔板的接合性、并且降低内部电阻。
本发明是鉴于该情况而完成的，其目的是提供一种维持电极与隔板的接合性、并且降低了内部电阻的非水系二次电池。
本发明提供的非水系二次电池具备电极体和非水电解质，所述电极体具备正极、负极和隔板。上述正极和上述负极中的至少一个电极与上述隔板满足以下(1)～(4)中的所有条件：(1)上述电极与上述隔板接触；(2)上述隔板的与上述电极相对的那一侧的表面的O/C比为0.1以上且0.2以下，所述O/C比由下式算出：O/C比＝(采用X射线光电子能谱法法测定的O1s峰的面积)/(采用X射线光电子能谱法测定的C1s峰的面积)；(3)上述隔板的与上述电极相对的那一侧的面的表面粗糙度Ra为0.05μm以上且0.3μm以下；(4)上述隔板的表面粗糙度Ra相对于上述电极的表面粗糙度Ra之比为0.1以上且0.5以下。
在此公开的技术，将隔板的表面的O/C比调整为预定的范围，并且谋求电极的表面粗糙度Ra与隔板的表面粗糙度Ra的适配。由此，能够在不夹着像上述接合层那样的高电阻的层的状态下使电极与隔板一体化。其结果，能够维持电极与隔板的接合性、并且提高电极体的内部的电荷载体的移动性。因此，与具有上述接合层的电池相比，能够降低内部电阻。
再者，日本特开2003-297680号公报和日本特开2011-012238号公报中公开了一种以提高与非水电解液的亲和性为目的进行了表面改质的隔板。但是，这些文献对于电极和/或隔板的表面粗糙度没有任何公开和启示。另外，由后述的实施例可知，日本特开2003-297680号公报、日本特开2011-012238号公报的技术中，隔板的表面粗糙度Ra过大，无法得到将电极与隔板接合的效果。
在此公开的非水系二次电池的一优选方式中，上述电极的与上述隔板相对的那一侧的面的表面粗糙度Ra为0.1μm以上且0.7μm以下。通过将表面粗糙度Ra设为上述范围，能够增大对于隔板的锚固力，并且增大与隔板的接触面积。因此，能够进一步提高与隔板的接合力。
在此公开的非水系二次电池的一优选方式中，上述正极和上述隔板满足上述(1)～(4)中的所有条件，并且上述负极和上述隔板满足上述(1)～(4)中的所有条件。由此，能够更好地提高电极体的一体性，能够在电池组装时进一步提高电极体的操作性。另外，能够更好地使正负极之间的距离接近，能够进一步降低内部电阻。因此，能够以更高的水平发挥在此公开的技术的效果。
在此公开的非水系二次电池的一优选方式中，上述电极体是由多个矩形的上述正极和多个矩形的上述负极在夹着多个矩形的上述隔板的状态下交替反复层叠而构成的层叠电极体。这样的结构的电极体，在电池组装时正极、负极和隔板的位置关系容易错位偏移。因此，在此公开的技术的应用是有效的。
在此公开的非水系二次电池的一优选方式中，上述电极与上述隔板的90°剥离强度为0.6N/m以上。由此，能够在电池组装时更好地提高电极体的操作性，提高生产性。另外，能够在充放电时均匀地维持正负极之间的距离，即使在反复进行高速率充放电之后也能够将内部电阻抑制为较低。
附图说明
图1是表示等离子处理的热量与隔板的O/C比之间的关系的图表。
图2是表示隔板的O/C比与剥离强度之间的关系的图表。
图3是表示Ra比与剥离强度之间的关系的图表。
图4是表示隔板的表面粗糙度Ra与电极的表面粗糙度Ra之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式进行说明。再者，本说明书中没有特别提及的事项以外的且本发明的实施所需的事项(例如不作为本发明的技术特征的构成要素、电池的一般的电池构建工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域现有技术的设计事项来掌握。本发明能够基于本说明书中公开的内容和该领域技术常识而实施。另外，本说明书中将数值范围记载为A～B(其中A、B为任意数值)的情况下，意味着A以上且B以下。
在此公开的非水系二次电池具有作为发电元件的电极体和非水电解质。电极体和非水电解质典型地被收纳在电池壳体中。对于电池壳体的形状、材质、尺寸等没有特别限定。电池壳体只要能够将电极体和非水电解质收纳在其内部即可。
非水电解质只要与以往相同即可，没有特别限定。非水电解质典型地包含支持盐和非水溶剂。非水电解质典型地是在室温(25℃)下呈液体状态的非水电解液。非水电解质典型地在非水系二次电池的使用温度范围内(例如-10℃～+50℃的范围)呈液状。支持盐在非水溶剂中解离而生成电荷载体。作为支持盐，例如可例示锂盐、钠盐、镁盐等。其中，优选LiPF6、LiBF4等含氟的锂盐。非水电解质中的支持盐的浓度例如可以为0.7～1.3mol/L。
作为非水溶剂，例如可例示碳酸酯类、酯类、醚类、腈类、砜类、内酯类等非质子性溶剂。其中，碳酸酯类例如优选碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、单氟碳酸亚乙酯(FEC)等环状碳酸酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲基-2,2,2-三氟乙基碳酸酯(MTFEC)等链状碳酸酯。非水电解质除了包含上述支持盐和非水溶剂以外，还可以根据需要包含任意成分。作为任意成分的一例，例如可例示双草酸硼酸锂(LiBOB)、碳酸亚乙烯酯(VC)等皮膜形成剂、联苯(BP)、环己基苯(CHB)等气体发生剂。气体发生剂具有在电池成为过充电状态时产生气体的功能。
电极体具有一对电极(即正极和负极)和介于正极与负极之间的隔板。对于电极体的外形没有特别限定，例如可以是长方形、圆筒形、扁平形等。电极体例如是矩形的正极和矩形的负极在夹着矩形的隔板的状态下层叠而构成的层叠电极体。层叠电极体典型地具有多枚正极、负极和隔板。层叠电极体例如由多枚正极和多枚负极在夹着多枚隔板的状态下交替反复层叠而构成。这样的结构的层叠电极体，在电池组装时正极、负极和隔板的位置关系容易错位偏移。因此，在此公开的技术的应用是有效的。电极体也可以是带状的正极和带状的负极在夹着带状的隔板的状态下重叠并在长度方向上卷绕而构成的卷绕电极体。根据在此公开的技术，能够很好地抑制将卷绕电极体卷绕时的所谓卷绕错位的发生。
正极典型地具有正极集电体和被固定在该正极集电体上的多孔结构的正极活性物质层。作为正极集电体，可例示导电性良好的金属制的片材、例如铝箔等金属箔。正极活性物质层至少包含正极活性物质。正极例如通过以下方式制作：将正极活性物质等在适当的溶剂中混炼而形成正极糊剂，将该正极糊剂涂布于正极集电体的表面并进行干燥、压制。
正极活性物质是能够可逆地吸藏和释放电荷载体(例如锂离子)的材料。没有特别限定，作为正极活性物质的优选例，例如可举出含锂镍的复合氧化物、含锂钴的复合氧化物、含锂镍钴的复合氧化物、含锂锰的复合氧化物、含锂镍钴锰的复合氧化物等锂过渡金属复合氧化物。正极活性物质典型地为粒子状。没有特别限定，正极活性物质的平均粒径(基于激光衍射散射法的50体积％粒径(D50粒径)；以下相同)大致为20μm以下，典型地为1～10μm，例如可以为3～7μm左右。
正极活性物质层除了包含上述正极活性物质以外，还可以根据需要包含任意成分。作为任意成分的一例，例如可举出导电材料、粘合剂、分散剂等。作为导电材料，例如可例示炭黑，典型地可例示乙炔黑、科琴黑等碳材料。作为粘合剂，例如可例示聚偏二氟乙烯(PVdF)等卤化乙烯基树脂、聚环氧乙烷(PEO)等聚环氧烷。
正极活性物质层可以配置为与隔板接触。更优选与隔板接合。换言之，90°剥离强度优选为0.5N/m以上。由此，能够使正负极之间的距离接近，更好地降低内部电阻。其结果，能够发挥更优异的电池特性，例如发挥高输入输出特性。
本实施方式中，从与隔板的表面粗糙度Ra的平衡出发，与隔板相对的正极活性物质层的表面粗糙度Ra优选为0.1～0.7μm。由此，能够更好地满足后述的Ra比的范围。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以上，能够增大对于隔板的锚固力，提高与隔板的接合力。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以下，能够增大与隔板的接触面积，提高与隔板的接合力。从上述观点出发，正极活性物质层的表面粗糙度Ra大致为0.15μm以上，例如可以为0.22μm以上，并且大致为0.5μm以下，例如可以为0.37μm以下。再者，正极活性物质层的表面粗糙度Ra可以通过以往公知的方法、例如改变正极活性物质的平均粒径、粒径分布、正极糊剂的固体成分比率、压制时的压力等而进行调整。
负极典型地具有负极集电体和被固定在该负极集电体上的多孔结构的负极活性物质层。作为负极集电体，可例示导电性良好的金属制的片材、例如铜箔等金属箔。负极活性物质层至少包含负极活性物质。负极例如可以通过以下方式制作：将负极活性物质等在适当的溶剂中混炼而形成负极糊剂，将该负极糊剂涂布于负极集电体的表面并进行干燥、压制。
负极活性物质是能够可逆地吸藏和释放电荷载体(例如锂离子)的材料。没有特别限定，作为负极活性物质的优选例，例如可例示碳材料，典型地可例示天然石墨、人造石墨、非晶质涂层石墨等石墨系碳材料。再者，本说明书中“石墨系碳材料”是指碳材料整体之中石墨所占的比例大致为50质量％以上，典型地为80质量％以上的材料。负极活性物质典型地是粒子状。没有特别限定，负极活性物质的平均粒径大致为50μm以下，典型地为1～30μm，例如可以为5～25μm左右。
负极活性物质层除了包含上述负极活性物质以外，还可以根据需要包含任意成分。作为任意成分的一例，例如可举出粘合剂、增粘剂、分散剂等。作为粘合剂，例如可例示苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等橡胶类。作为增粘剂，例如可例示羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)等纤维素类。
负极活性物质层可以配置为与隔板接触。更优选与隔板接合。换言之，优选90°剥离强度为0.5N/m以上。由此，能够拉近正负极之间的距离，更好地降低内部电阻。其结果，能够发挥更优异的电池特性、例如高输入输出特性。
本实施方式中，从与隔板的表面粗糙度Ra的平衡出发，与隔板相对的负极活性物质层的表面粗糙度Ra优选为0.1～0.7μm。由此，能够更好地满足后述的Ra比的范围。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以上，能够增大对隔板的锚固力，提高与隔板的接合力。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以下，能够增大与隔板的接触面积，提高与隔板的接合力。从上述观点出发，负极活性物质层的表面粗糙度Ra大致为0.15μm以上，例如可以为0.22μm以上，并且大致为0.69μm以下，例如可以为0.5μm以下。再者，负极活性物质层的表面粗糙度Ra可以通过以往公知的方法，例如使负极活性物质的平均粒径、粒径分布、负极糊剂的固体成分比率、压制时的压力等不同而进行调整。
隔板配置于正极与负极之间。更详细而言，隔板配置于正极的正极活性物质层与负极的负极活性物质层之间。隔板将正极和负极绝缘。隔板构成为多孔质，以使得能够使非水电解质中所含的电荷载体通过。隔板在孔隙内保持非水电解质，在正极活性物质层与负极活性物质层之间形成离子传导路径。对于隔板的透气度(格利值，基于JIS P8117:2009测定的值，以下相同)没有特别限定，大致为300sec/100ml以下，典型地为100～250sec/100ml，例如可以为150～200sec/100ml。由此，隔板内的电荷载体的移动变得顺利，例如即使在反复进行高速率充放电的状态下，也能够很好地抑制内部电阻的增大。
隔板典型地具有树脂基材。作为树脂基材没有特别限定，例如可例示由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚乙酸乙烯系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂、纤维素类等构成的多孔树脂片(薄膜)。树脂基材可以是单层结构，也可以是材质、性状(厚度、透气度等)不同的两种以上多孔树脂片层叠而成的多层结构。对于树脂基材的厚度不特别限定，大致为5μm以上，例如10μm以上，并且大致为50μm以下，优选为30μm以下，例如可以为25μm以下。隔板可以在树脂基材的表面具有包含氧化铝等无机化合物粒子(无机填料)的耐热层(Heat Resistant Layer：HRL层)。但隔板优选在树脂基材的表面不具有阻碍电荷载体的移动的层，例如特表2014-534570号公报记载的接合层。
本实施方式中，隔板的至少一侧的表面(优选为两面)被改质，赋予了亲水性基团(含氧官能团)。隔板的至少一侧的表面(优选为两面)的O/C比为0.1～0.2。通过将O/C比设为上述范围，能够提高对于电极的锚固力，提高与电极的接合性。从上述观点出发，O/C比大致为0.11以上，例如可以为0.15以上，并且大致为0.195以下，例如可以为0.19以下。再者，隔板的O/C比可以通过以往公知的表面处理方法来调整。例如可以通过等离子处理、电晕放电处理、紫外线处理、酸处理、碱处理等来调整。在后述的试验例中，采用等离子处理的表面改质方法。
本实施方式中，从与电极的表面粗糙度Ra的平衡出发，隔板的至少一侧的面的表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm。由此，能够更好地满足后述的Ra比的范围。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以上，能够增大对于电极的锚固力，提高与电极的接合力。另外，通过将表面粗糙度Ra设为预定值以下，能够增大与电极的接触面积，提高与电极的接合力。从上述观点出发，隔板的至少一侧的面的表面粗糙度Ra大致为0.055μm以上，例如可以为0.065μm以上，并且大致为0.28μm以下，例如可以为0.21μm以下。另外，在电极体为层叠电极体的情况下，隔板的两面、换言之为与正极相对的那一侧的面和与负极相对的那一侧的面可以都在上述表面粗糙度Ra的范围内。
本实施方式中，隔板的表面粗糙度Ra相对于电极(正极和/或负极)的表面粗糙度Ra之比(Ra比)为0.1～0.5。由此，能够提高电极与隔板的接合性。从上述观点出发，Ra比大致为0.15以上，例如可以为0.2以上，并且Ra比大致为0.42以下，例如可以为0.3以下。由此，能够更好地发挥在此公开的技术的效果，进一步提高电极与隔板的接合性。
本实施方式中，隔板与正极和负极中的至少一个电极接合，物理地一体化。换言之，电极与隔板的剥离强度(基于JIS-K6854-1:1999年测定的90°剥离强度)为0.5N/m以上。从更好地发挥在此公开的技术的效果，例如即使反复进行高速率充放电之后也很好地维持接合状态的观点出发，剥离强度大致为0.6N/m以上，例如可以为0.7N/m以上。对于剥离强度的上限值没有特别限定，大致为2N/m以下，例如可以为1N/m以下。
如上所述，本实施方式中，正极和负极中的至少一个电极和隔板满足以下的(1)～(4)中的所有条件：(1)上述电极与上述隔板接触；(2)上述隔板的与上述电极相对的那一侧的表面的O/C比为0.1～0.2；(3)上述隔板的相对于上述电极的那一侧的面的表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm；(4)上述隔板的表面粗糙度Ra相对于上述电极的表面粗糙度Ra之比为0.1以上且0.5以下。
通过具备上述(1)～(4)中的所有条件，能够维持电极与隔板的接合性，并且降低内部电阻。即、通过上述(2)，对于非水电解质的润湿性提高，容易与电极接合。与此同时，通过上述(3)、(4)，电极与隔板通过物理或化学的力结合，物理地一体化。因此，在此公开的技术，能够在不夹着上述接合层那样的高电阻层的状态下使电极与隔板结合。其结果，在此公开的技术，能够提高电极体的内部的电荷载体的移动性。由此，能够降低内部电阻，提高电池性能。
在此公开的非水系二次电池能够利用于各种用途，通过具有上述那样的结构，与以往产品相比，具有内部电阻低，输入输出特性、高速率循环特性优异的特征。因此，在此公开的非水系二次电池，有效利用这样的特征，能够很好地用于以2C以上、例如5C以上的速率反复进行高速率充放电那样的用途。作为该用途，例如可举出搭载于车辆的发动机用的动力源(驱动用电源)。对于车辆的种类没有特别限定，典型地可举出汽车，例如插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)等。在此公开的非水系二次电池，典型地以串联和/或并联多个而成的电池组的形态使用。
以下，对与本发明相关的几个实施例进行说明，但并不意图将本发明限定于这些具体例所示的内容。
《研究I-1.隔板的研究》
(等离子处理)：首先，准备多枚聚丙烯(PP)制的市售的隔板(单层结构，厚度为20μm)，将其中的1枚作为比较例1。接着，使用大气压等离子处理装置，对除了比较例1以外的多个隔板实施表面处理。具体而言，在室温(25℃)环境下，对各隔板的两面以输出4kW、气体流量50L/min(N2气体)、输送速度10m/min的条件进行等离子处理。此时，将施加于各隔板的单位面积的热量如表1所示在60～360J之间变化。由此得到例1～3和比较例2、3的隔板。
(O/C比的测定)：对于没有进行表面处理的隔板(比较例1)的表面、以及如上所述进行了表面处理的隔板(例1～3和比较例2、3)的表面，分别测定O/C比。具体而言，首先，采用X射线光电子能谱法对各隔板的表面进行测定，得到XPS谱图。XPS谱图中，横轴表示结合能(eV)，纵轴表示强度(任意单位；a.u.)。然后，根据该XPS谱图，分别求出来自于氧(O)原子的1s电子轨道的能量的峰O1s的峰面积、和来自于碳(C)的1s电子轨道的能量的峰C1s的峰面积。并且，通过相对灵敏度因子法算出O1s的峰面积相对于C1s的峰面积之比(O/C比)。将结果示于表1。再者，O/C比是作为表示含氧官能团的大小的指标的值。O/C比的值越大，表示隔板的表面的亲水性越高，与非水电解质的亲和性越好。
(表面粗糙度Ra的测定)：对没有进行表面处理的隔板(比较例1)、以及如上所述进行了表面处理的隔板(例1～3和比较例2、3)，分别测定表面粗糙度Ra。具体而言，首先使用原子力显微镜在大气中使探针扫描各隔板的表面。探针的扫描速度为0.1Hz。并且，算出测定范围中的表面粗糙度的算术平均值作为表面粗糙度Ra。将结果示于表1。
(透气度的测定)：对没有进行表面处理的隔板(比较例1)、以及如上所述进行了表面处理的隔板(例1～3和比较例2、3)，分别测定透气度。具体而言，首先将各隔板切取成直径12mm的圆盘状，准备试验片。将该试验片设置于格利试验机(A型)，基于JIS P8117:2009施加气压。测定100ml的空气透过试验片所需的时间(sec)。将结果示于表1。
表1
Figure BDA0001851848740000101
图1是表示等离子处理的热量与隔板的O/C比之间的关系的图表。如表1和图1所示，通过使等离子处理的热量变化，能够使隔板的O/C比变化。另外，如比较例3所示，如果等离子处理的热量为预定值以上，则隔板的表面粗糙度Ra和透气度明显增大。其理由尚未确定，认为是隔板自身受到了一些损伤，隔板的表面发生了变质。
《研究I-2.接合性和内部电阻的评价》
(电极体的构建)：首先，将作为正极活性物质的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM；例1中平均粒径为5.3μm)、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)和作为导电材料的乙炔黑(AB)在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中混合，调制正极糊剂(固体成分比率为60％)。将该正极糊剂涂布于铝箔并进行干燥后，压制为预定的厚度，由此制作具备正极活性物质层的正极。此时，通过使正极活性物质的平均粒径在3～10μm的范围内变化，如表2所示，制作了表面粗糙度Ra为0.05～0.36的正极。另外，算出隔板的表面粗糙度Ra相对于正极的表面粗糙度Ra之比，示于表2。
然后，将作为负极活性物质的天然石墨(C，例1中平均粒径为22μm)、作为粘合剂的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)在水中混合，调制负极糊剂(固体成分比率为65％)。将该负极糊剂涂布于铜箔并进行干燥之后，压制成预定的厚度，由此制作具备负极活性物质层的负极。此时，通过使负极活性物质的平均粒径在10～35μm的范围内变化，如表2所示制作表面粗糙度Ra为0.22～0.69的负极。另外，算出隔板的表面粗糙度Ra相对于负极的表面粗糙度Ra之比，示于表2。
接着，准备上述隔板(例1～3和比较例1～3)。另外，基于日本特表2014-534570号公报，准备在隔板的两面形成有接合层(厚度为2μm、表面粗糙度Ra为0.4μm)的隔板(比较例4)。将上述正极和上述负极夹着各隔板进行层叠，在室温(25℃)环境下以线性压力为8kg/cm进行辊压，由此分别制作层叠电极体(例1～3和比较例1～4)。
(接合性的评价)：对于上述层叠电极体，评价了正极与隔板之间以及负极与隔板之间的接合性。具体而言，首先基于JIS-K6854-1:1999年，利用双面胶将上述制作的层叠电极体的隔板侧固定于固定夹具。然后，使用万能拉伸试验机(Auto grap)将正极侧或负极侧在铅垂方向上(以90°的角度)拉伸。然后，以横轴为拉伸距离、纵轴为拉伸强度制作图表，将拉伸强度的最大值作为剥离强度。结果示于表2。
表2
Figure BDA0001851848740000121
※代替表面处理而形成接合层。
图2是表示隔板的O/C比与剥离强度之间的关系的图表。如表2和图2所示，在没有对隔板实施等离子处理的比较例1、即使实施等离子处理O/C比也相对小的比较例2中，无论电极的表面粗糙度Ra如何变化，与电极的剥离强度都低。另外，即使是O/C比相对大的比较例3中，无论表面粗糙度Ra如何，剥离强度都低。
相对于这些比较例1～3，隔板的O/C比为0.1～0.2的例1～3中，剥离强度为0.5N/m以上，体现出良好的接合性。由以上结果可知，在此公开的技术，作为隔板的表面处理方法采用等离子处理的情况下，隔板单位面积受到的热量优选大致为100～300J，例如120～250J。另外，即使是在隔板的表面具有接合层的比较例4中，也体现出了良好的接合性。
(非水系二次电池的构建，初始充电)：首先，作为非水电解液，准备了在将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)以EC:DMC:EMC＝1:1:1的体积比含有的混合溶剂中以1.0M的浓度溶解有作为支持盐的LiPF6的电解液。然后，将上述制作的层叠电极体和非水电解液一起封入电池壳体。由此构建电池组装体。接着，对于电池组装体进行了初始充电处理：以1C的速率进行恒流充电直到4.2V之后，停止5分钟，然后以1C的速率进行恒流放电直到3.0V之后，停止5分钟。由此，得到非水系二次电池(理论容量为100mAh，例1～3和比较例1～4)。接着，将上述得到的非水系二次电池以1C的速率进行恒流充电直到4.1V为止之后，以1C的速率进行恒流放电直到3.0V为止，确认了初始容量。
(内部电阻的测定)：将初始容量确认后的非水系二次电池调整为SOC(充电状态；State Of Charge)50％的状态，在室温(25℃)环境下进行阻抗测定。基于所得到的Cole-Cole图算出直流电阻和反应电阻。在此，将Cole-Cole图的与X轴(Z’)的接点、即溶液电阻(Rsol)作为“直流电阻”。另外，将Cole-Cole图的拐点(Rsol+Rct)减去直流电阻(Rsol)得到的电荷移动电阻(Rct)作为“反应电阻”。结果示于表2。
如表2所示，在隔板的表面具有接合层的比较例4中，反应电阻相对高。作为其理由，认为由于隔板、电极的表面被接合层覆盖，电荷载体的移动性降低了。另外，在电极与隔板的剥离强度小的比较例1～3中，直流电阻相对大。作为其理由，认为由于电极与隔板的接合性差，正负极之间的距离相对较远。
相对于这些比较例1～4，正极和负极分别以0.5N/m以上的剥离强度在没有经由接合层的状态下与隔板接合的例1～3中，直流电阻和反应电阻都被抑制为较小。作为其理由，认为在电池组装后电极和隔板处于接合状态，正负极之间的距离接近。此外，通过在没有经由接合层的状态下将电极和隔板接合，能够不利用接合层覆盖隔板、电极的表面，从而确保电荷载体的移动性。
《研究II.表面粗糙度Ra的研究》
如表3、4所示，除了改变隔板的表面粗糙度Ra、正极的表面粗糙度Ra、负极的表面粗糙度Ra之中的至少一者以外，与研究I-2同样地制作层叠电极体。并且测定剥离强度。另外，与研究I-2同样地使用制作的电极体构建非水系二次电池。并且测定内部电阻。将结果示于表3、4。再者，阻抗一栏中的“-”表示没有进行测定。
表3
Figure BDA0001851848740000141
表4
Figure BDA0001851848740000151
图3是对于例33～例82表示Ra比与剥离强度之间的关系的图表。图4是对于例1～例82表示隔板的表面粗糙度Ra与电极的表面粗糙度Ra之间的关系的图表。如表3、4和图3、4所示，在Ra比小于0.1或大于0.5的情况下，电极与隔板的剥离强度小于0.5N/m，电极与隔板的接合性低。作为其理由，认为是隔板与电极的接触面积减小。另外，像例36、64、84那样电极与隔板的剥离强度小于0.5N/m的例子中，与比较例1～4同样地，内部电阻(直流电阻和/或反应电阻)大。
相对于这些比较例，电极(正极或负极)和隔板满足以下条件的情况下，电极与隔板的剥离强度为0.5N/m以上，电极与隔板良好地接合，所述条件为：(1)电极与隔板接触；(2)隔板的O/C比为0.1～0.2；(3)隔板的表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm；(4)隔板的表面粗糙度Ra相对于电极的表面粗糙度Ra之比为0.1～0.5。
这样的电极体中，电极与隔板的一体性高，电池组装时的操作性良好。另外，这样的电极体例如与比较例1～4相比，内部电阻被抑制为相对较低。其中，正极和隔板以及负极和隔板满足上述(1)～(4)的例1、4～32(表3)中，电极体(正极、隔板和负极)整体物理一体化，与以下的类型(a)、(b)相比，电池组装时的电极体的操作性非常容易，并且内部电阻也被抑制为更低。所述类型(a)：正极和隔板不满足上述(1)～(4)，仅负极和隔板满足上述(1)～(4)的例33～36、40～43、47～50、53、54、57、58、61、62、65、66、70、72、78、82，所述类型(b)：负极和隔板不满足上述(1)～(4)，仅正极和隔板满足上述(1)～(4)的例37～39、44～46。
这些结果表示出了在此公开的技术的意义。
以上，对本发明进行了详细说明，但上述实施方式和实施例只是例示，在此公开的发明包括将上述具体例进行了各种变形、变更而得到的方案。

Claims (7)

1.一种非水系二次电池，具备电极体和非水电解质，
所述电极体具备正极、负极以及介于所述正极与所述负极之间的隔板，
所述正极和所述负极中的至少一个电极与所述隔板满足以下的(1)～(4)中的所有条件：
(1)所述电极与所述隔板接触；
(2)所述隔板的与所述电极相对的那一侧的表面的O/C比为0.1以上且0.2以下，所述O/C比由下式算出：
O/C比＝采用X射线光电子能谱法测定的O1s峰的面积/采用X射线光电子能谱法测定的C1s峰的面积；
(3)所述隔板的与所述电极相对的那一侧的面的表面粗糙度Ra为0.05μm以上且0.3μm以下；
(4)所述隔板的表面粗糙度Ra相对于所述电极的表面粗糙度Ra之比为0.1以上且0.5以下。
2.根据权利要求1所述的非水系二次电池，
所述电极的与所述隔板相对的那一侧的面的表面粗糙度Ra为0.1μm以上且0.7μm以下。
3.根据权利要求1所述的非水系二次电池，
所述正极和所述隔板满足所述(1)～(4)中的所有条件，并且
所述负极和所述隔板满足所述(1)～(4)中的所有条件。
4.根据权利要求2所述的非水系二次电池，
所述正极和所述隔板满足所述(1)～(4)中的所有条件，并且
所述负极和所述隔板满足所述(1)～(4)中的所有条件。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的非水系二次电池，
所述电极体是多个矩形的所述正极和多个矩形的所述负极在夹着多个矩形的所述隔板的状态下交替反复层叠而构成的层叠电极体。
6.根据权利要求1～4的任一项所述的非水系二次电池，
所述电极与所述隔板的基于JIS-K6854-1:1999年测定的90°剥离强度为0.6N/m以上。
7.根据权利要求5所述的非水系二次电池，
所述电极与所述隔板的基于JIS-K6854-1:1999年测定的90°剥离强度为0.6N/m以上。
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