JP2001283811A - Separator and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Separator and nonaqueous electrolyte battery

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JP2001283811A JP2000101355A JP2000101355A JP2001283811A JP 2001283811 A JP2001283811 A JP 2001283811A JP 2000101355 A JP2000101355 A JP 2000101355A JP 2000101355 A JP2000101355 A JP 2000101355A JP 2001283811 A JP2001283811 A JP 2001283811A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve ion conductivity of a nonaqueous electrolyte. SOLUTION: An inorganic compound with specific dielectric constant of not less than 12 is included. With this arrangement, degree of ion dissociation of a lithium compound that is an electrolyte salt included in a nonaqueous electrolyte existing in and around cavities is improved. Therefore, resistance of lithium ion in a separator against ionic conduction is reduced, or, ion conductivity is improved.

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、電池に使用される
セパレータに関するものであり、さらには、このセパレ
ータを用いた非水電解質電池に関するものである。
The present invention relates to a separator used for a battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte battery using the separator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子機器用二次電池としては、ニ
ッケル・カドミウム電池及び鉛電池などが使用されてき
た。近年では、電子技術の進歩に伴って電子機器の小型
化及び携帯化が進んでいることから、電子機器用の二次
電池を高エネルギー密度化することが要求されるように
なっている。しかしながら、ニッケル・カドミウム電池
や鉛電池などでは放電電圧が低く、エネルギー密度を十
分に高くすることができない。
2. Description of the Related Art Conventionally, nickel-cadmium batteries and lead batteries have been used as secondary batteries for electronic equipment. 2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become smaller and more portable with advances in electronic technology, it has become necessary to increase the energy density of secondary batteries for electronic devices. However, in nickel-cadmium batteries and lead batteries, the discharge voltage is low, and the energy density cannot be sufficiently increased.

【0003】このような状況から、近年、いわゆる非水
電解質電池が盛んに研究開発されるようになってきてい
る。この非水電解質電池の特徴としては、放電電圧が高
いこと、軽量であることなどを挙げることができる。
Under these circumstances, so-called non-aqueous electrolyte batteries have been actively researched and developed in recent years. The characteristics of this nonaqueous electrolyte battery include a high discharge voltage and a light weight.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記非水電
解質電池としては、リチウムの溶解・析出を利用したリ
チウム電池や、リチウムイオンのドープ・脱ドープを利
用したリチウムイオン電池等が知られているが、いずれ
の電池においてもリチウムイオンの伝導性が電池性能に
大きく関わっている。
As the non-aqueous electrolyte battery, a lithium battery utilizing the dissolution and deposition of lithium and a lithium ion battery utilizing doping and undoping of lithium ions are known. However, in each of the batteries, the conductivity of lithium ions greatly affects battery performance.

【0005】したがって、高容量で、且つ負荷特性、低
温特性、サイクル特性に優れた電池を実現するには、非
水電解質電池の電池系におけるリチウムイオンのイオン
伝導性を如何に高めるかが重要な課題となる。
Therefore, in order to realize a battery having a high capacity and excellent load characteristics, low-temperature characteristics, and cycle characteristics, it is important to increase the ion conductivity of lithium ions in a battery system of a non-aqueous electrolyte battery. Will be an issue.

【0006】このため、例えば非水電解質電池の非水電
解質においては、化学的及び電気化学的に安定で誘電率
の高いカーボネート系あるいはエーテル系の非水系溶媒
を用い、電解質塩として従来のLiPF6 やLiBF4
等より解離度の高いイミド系のリチウム塩を用いる等し
て、イオン伝導性を高めることが検討されている。
Therefore, for example, in a non-aqueous electrolyte of a non-aqueous electrolyte battery, a carbonate-based or ether-based non-aqueous solvent which is chemically and electrochemically stable and has a high dielectric constant is used, and a conventional LiPF 6 is used as an electrolyte salt. And LiBF 4
The use of imide-based lithium salts having a higher degree of dissociation to increase the ion conductivity has been studied.

【0007】一方、電池反応において、リチウムイオン
が正極と負極との間を移動する際には、セパレータを透
過する必要があるが、セパレータは一般的に電解質と比
較してイオン伝導性が低いことが知られている。
On the other hand, in the battery reaction, when lithium ions move between the positive electrode and the negative electrode, they must pass through the separator, but the separator generally has lower ionic conductivity than the electrolyte. It has been known.

【0008】セパレータのイオン伝導に対する抵抗を低
減し、リチウムイオンのイオン伝導性を向上させる方法
としては、空孔率を大きくすることや、薄膜化等が考え
られる。
As a method of reducing the resistance to ion conduction of the separator and improving the ion conductivity of lithium ions, it is conceivable to increase the porosity or to make the separator thinner.

【0009】しかしながら、これらの方法によりイオン
伝導性を向上させたセパレータにおいては、正極と負極
との隔膜としての機能、機械的強度、熱的強度、及び膜
の厚さの均一性等に問題が生じてしまう。したがって、
これらの方法は十分な解決法とはなっていない。
[0009] However, the separator having improved ionic conductivity by these methods has problems in the function as a diaphragm between the positive electrode and the negative electrode, mechanical strength, thermal strength, and uniformity of the film thickness. Will happen. Therefore,
These methods are not satisfactory solutions.

【0010】本発明は、従来のこのような実状に鑑みて
提案されたものであり、イオン伝導性が高いセパレータ
を提供することを目的とする。また、それにより、容
量、サイクル寿命、負荷特性、及び低温特性の全てにお
いて優れた非水電解質電池を提供することを目的とす
る。
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and has as its object to provide a separator having high ion conductivity. It is another object of the present invention to provide a nonaqueous electrolyte battery excellent in all of the capacity, cycle life, load characteristics, and low-temperature characteristics.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のセパレータは、比誘電率が12以上であ
る無機化合物を含有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a separator according to the present invention is characterized by containing an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more.

【0012】また、本発明の非水電解質電池は、負極及
び正極と、非水電解質と、セパレータとを備え、上記セ
パレータは、比誘電率が12以上である無機化合物を含
有することを特徴とするものである。
A nonaqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a negative electrode and a positive electrode, a nonaqueous electrolyte, and a separator, wherein the separator contains an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more. Is what you do.

【0013】セパレータ中に誘電性を有する無機化合物
を添加すると、この無機化合物は、セパレータの空孔内
に含浸された、あるいはセパレータ近傍に存在する非水
電解質中の電解質塩(リチウム塩)の解離度を向上させ
る。
When a dielectric inorganic compound is added to the separator, the inorganic compound dissociates the electrolyte salt (lithium salt) in the nonaqueous electrolyte impregnated in the pores of the separator or present near the separator. Improve the degree.

【0014】この結果、セパレータのリチウムイオンの
イオン伝導に対する抵抗が低減され、イオン伝導性が大
幅に向上される。
As a result, the resistance of the separator to ionic conduction of lithium ions is reduced, and the ionic conductivity is greatly improved.

【0015】また、このとき、セパレータの空孔率を大
きくしたり薄膜化する必要がないので、正極と負極との
間の隔膜としての機能や機械的強度、熱的強度等も十分
に確保される。
At this time, since it is not necessary to increase the porosity of the separator or to make it thinner, the function as a diaphragm between the positive electrode and the negative electrode, mechanical strength, thermal strength, and the like are sufficiently ensured. You.

【0016】したがって、このセパレータを使用した非
水電解質電池においては、正極、負極間のリチウムイオ
ンの移動が円滑に行われ、内部インピーダンスが低減さ
れて、優れた負荷特性、低温特性が実現される。また、
リチウムイオンのイオン伝導性の向上はサイクル特性の
点でも有利であり、この特性も向上する。
Therefore, in the non-aqueous electrolyte battery using this separator, lithium ions move smoothly between the positive electrode and the negative electrode, the internal impedance is reduced, and excellent load characteristics and low-temperature characteristics are realized. . Also,
Improving the ion conductivity of lithium ions is also advantageous in terms of cycle characteristics, and this characteristic is also improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したセパレー
タや非水電解質電池について、図面を参照しながら詳細
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a separator and a non-aqueous electrolyte battery to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】なお、以下では、セパレータ及び非水電解
質電池を構成する各薄膜の構成や材料等について例示す
るが、本発明は、例示する非水電解質電池に限定される
ものではなく、所望とする目的や性能に応じて各薄膜の
構成や材料などを選択すればよい。
In the following, the configuration and materials of the separator and the thin films constituting the non-aqueous electrolyte battery will be described. However, the present invention is not limited to the illustrated non-aqueous electrolyte battery, but may be any desired one. The configuration and material of each thin film may be selected according to the purpose and performance.

【0019】本発明が適用されるセパレータは、例えば
非水電解質電池に用いられ、正極活物質層と負極活物質
層とが接触してショートすることを防ぐ隔膜としての役
割を有するとともに、電解液が含浸されてイオン伝導膜
としての機能も有する。
The separator to which the present invention is applied is used, for example, in a non-aqueous electrolyte battery, and has a role as a diaphragm for preventing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer from coming into contact with each other and causing a short circuit. Has a function as an ion conductive membrane.

【0020】上記セパレータは、例えば、ポリオレフィ
ンやポリビニリデンフルオライド等、オレフィンやビニ
リデンフルオライドを繰り返し単位として含有する高分
子材料によって形成される。そして、通常は、微細な空
孔が多数形成された多孔膜とされている。
The separator is made of a polymer material containing olefin or vinylidene fluoride as a repeating unit, such as polyolefin or polyvinylidene fluoride. And usually, it is a porous film in which many fine holes are formed.

【0021】本発明のセパレータにおいては、比誘電率
が12以上である無機化合物が含まれている。
The separator of the present invention contains an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more.

【0022】比誘電率が12以上である無機化合物とし
ては、強誘電性を有するものと、常誘電性を有するもの
とがあるが、比誘電率が12以上であれば何れであって
もよい。また、比誘電率は高い方が望ましい。強誘電性
を有する無機化合物の具体例としては、BaTiO3
TiO2 等が挙げられる。また、常誘電性を有する無機
化合物の例としては、BaO等が挙げられる。
Inorganic compounds having a relative dielectric constant of 12 or more include those having ferroelectricity and those having paraelectricity, and any compound having a relative dielectric constant of 12 or more may be used. . Further, it is desirable that the relative dielectric constant is high. Specific examples of the ferroelectric inorganic compound include BaTiO 3 ,
TiO 2 and the like. Examples of the paraelectric inorganic compound include BaO and the like.

【0023】これらの物質は化学的に安定であるため、
非水電解質に対して不溶性もしくは難溶性である。ま
た、イオンとして解離することもない。また、これらの
物質は電気化学的にも安定であるため、正極や負極と反
応することもない。
Since these substances are chemically stable,
Insoluble or poorly soluble in non-aqueous electrolytes. In addition, it does not dissociate as ions. In addition, since these substances are electrochemically stable, they do not react with the positive electrode or the negative electrode.

【0024】上述した無機化合物を含有させることによ
って、セパレータにおける空孔内、及びセパレータの周
囲に存在する非水電解質中に含まれる電解質塩であるリ
チウム化合物の解離度が上昇する。このため、セパレー
タのリチウムイオンに対する抵抗が低減され、イオン伝
導性が高いものとなる。
By containing the above-mentioned inorganic compound, the dissociation degree of the lithium compound which is an electrolyte salt contained in the non-aqueous electrolyte existing in the pores of the separator and around the separator is increased. Therefore, the resistance of the separator to lithium ions is reduced, and the ion conductivity is high.

【0025】なお、上記セパレータは、単層膜あるいは
多層膜とすることができ、特に多層膜とした場合には、
任意の層に上記比誘電率が12以上である無機化合物を
分散させればよい。勿論、多層膜とした場合に、2以上
の層、あるいは全ての層に上記比誘電率が12以上であ
る無機化合物を分散させることも可能である。
The above separator can be a single-layer film or a multilayer film.
What is necessary is just to disperse the inorganic compound whose relative dielectric constant is 12 or more in an arbitrary layer. Of course, in the case of a multilayer film, the inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more can be dispersed in two or more layers or all the layers.

【0026】上記セパレータは、例えば非水電解質電池
のセパレータに用いられる。
The separator is used, for example, as a separator of a non-aqueous electrolyte battery.

【0027】以下、本発明を適用したセパレータを使用
して作製した非水電解質電池について説明する。
Hereinafter, a non-aqueous electrolyte battery manufactured using the separator to which the present invention is applied will be described.

【0028】非水電解質電池1は、図1に示すように、
帯状の正極2と、帯状の負極3とが、セパレータ4を介
して密着状態で巻回された電池素子が、電池缶5の内部
に収容されてなる。
As shown in FIG. 1, the non-aqueous electrolyte battery 1
A battery element in which a strip-shaped positive electrode 2 and a strip-shaped negative electrode 3 are wound in close contact with a separator 4 interposed therebetween is housed in a battery can 5.

【0029】正極2は、正極活物質と結着剤とを含有す
る正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより作製
される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属箔が
用いられる。
The positive electrode 2 is manufactured by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a binder on a current collector and drying the mixture. A metal foil such as an aluminum foil is used for the current collector.

【0030】正極活物質としては、目的とする電池の種
類に応じて、金属酸化物、金属硫化物、又は特定の高分
子を使用することができる。
As the positive electrode active material, a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer can be used depending on the type of the intended battery.

【0031】例えば、リチウムの溶解・析出を利用した
リチウム電池とする場合、TiS2、MoS2 、NbS
2 、V25等のリチウムを含まない金属硫化物あるい
は酸化物、さらにはポリアセチレン、ポリピロール等の
高分子を使用することもできる。
For example, in the case of a lithium battery utilizing the dissolution and deposition of lithium, TiS 2 , MoS 2 , NbS
Metal sulfides or oxides not containing lithium, such as e 2 and V 2 O 5 , and polymers such as polyacetylene and polypyrrole can also be used.

【0032】リチウムイオンのドープ・脱ドープを利用
したリチウムイオン電池とする場合には、LixMO
2(式中Mは一種以上の遷移金属を表し、xは電池の充
放電状態によって異なり、通常0.05以上、1.10
以下である。)を主体とするリチウム複合酸化物等を使
用することができる。このリチウム複合酸化物を構成す
る遷移金属Mとしては、Co、Ni、Mn等が好まし
い。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはL
iCoO2 、LiNiO2 、LiNiyCo1-y2 (式
中、0<y<1である。)、LiMn24、LiMPO
4 (式中MはFe等、一種以上の遷移金属を表す)等を
挙げることができる。
When a lithium ion battery utilizing doping / dedoping of lithium ions is used, Li x MO
2 (wherein M represents one or more transition metals, x varies depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually 0.05 or more, 1.10
It is as follows. ) Can be used. As the transition metal M constituting the lithium composite oxide, Co, Ni, Mn, or the like is preferable. Specific examples of such a lithium composite oxide include L
iCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co 1-y O 2 (where 0 <y <1), LiMn 2 O 4 , LiMPO
4 (where M represents one or more transition metals such as Fe).

【0033】リチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
活物質には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用
してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して
正極活物質を形成するときには、公知の導電剤や結着剤
等を添加することができる。
The lithium composite oxide can generate a high voltage and is a positive electrode active material excellent in energy density. A plurality of these positive electrode active materials may be used in combination as the positive electrode active material. In addition, when the positive electrode active material is formed using the above-described positive electrode active material, a known conductive agent, a binder, and the like can be added.

【0034】負極3は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
The negative electrode 3 is manufactured by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder on a current collector and drying the mixture. For the current collector, for example, a metal foil such as a copper foil is used.

【0035】負極活物質としては、例えば、リチウムの
溶解・析出を利用したリチウム電池とする場合、金属リ
チウムや、リチウムを吸蔵・放出することが可能なリチ
ウム合金等を用いることができる。
As a negative electrode active material, for example, in the case of a lithium battery utilizing the dissolution and precipitation of lithium, metallic lithium, a lithium alloy capable of inserting and extracting lithium, and the like can be used.

【0036】リチウムイオンのドープ・脱ドープを利用
したリチウムイオン電池とする場合には、難黒鉛化炭素
系や黒鉛系の炭素材料を使用することができる。より具
体的には、黒鉛類、メソカーボンマイクロビーズ、メソ
フェーズカーボンファイバー等の炭素繊維、熱分解炭素
類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、
石油コークス)、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼
成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼
成し炭素化したもの)、及び活性炭などの炭素材料を使
用することができる。このような材料から負極を形成す
るときには、公知の結着剤などを添加することができ
る。
In the case of a lithium ion battery utilizing doping / dedoping of lithium ions, a non-graphitizable carbon-based or graphite-based carbon material can be used. More specifically, carbon fibers such as graphites, mesocarbon microbeads, mesophase carbon fibers, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke,
Petroleum coke), vitreous carbons, organic polymer compound fired bodies (phenol resins, furan resins, etc. fired at an appropriate temperature and carbonized), and carbon materials such as activated carbon can be used. When forming a negative electrode from such a material, a known binder or the like can be added.

【0037】非水電解質は、電解質塩を非水溶媒に溶解
して調製される。
The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent.

【0038】非水溶媒としては、従来より非水電解液に
使用されている種々の非水溶媒を使用することができ
る。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、ジメトキ
シエタン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、γ−ブチロラ
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、4−メチル−1,3−
ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチル
スルホラン、酪酸メチルスルホラン、アセトニトリル、
プロピオンニトリル、プロピオン酸メチル等を使用する
ことができる。これらの非水溶媒は単独で使用してもよ
く、複数種を混合して使用してもよい。
As the non-aqueous solvent, various non-aqueous solvents conventionally used for non-aqueous electrolytes can be used. For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethoxyethane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-
Dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, methyl sulfolane butyrate, acetonitrile,
Propion nitrile, methyl propionate and the like can be used. These non-aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0039】電解質塩としては、LiPF6 、LiBF
4 、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22 、LiN
(C25SO22等のうち少なくとも1つの化合物を使
用することが望ましい。
As the electrolyte salt, LiPF 6 , LiBF
4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN
It is desirable to use at least one compound of (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and the like.

【0040】以上の正極2と、負極3とを、セパレータ
4を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回することによ
り電池素子が構成される。
The above-described positive electrode 2 and negative electrode 3 are closely adhered to each other with a separator 4 interposed therebetween, and spirally wound to form a battery element.

【0041】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶5の底部に絶縁板6を挿入し、さらに電池
素子を収納する。
Next, the insulating plate 6 is inserted into the bottom of the iron battery can 5 having nickel plating on the inside thereof, and the battery element is further housed.

【0042】そして負極3の集電をとるために、例えば
ニッケルからなる負極リード7の一端を負極3に圧着さ
せ、他端を電池缶5に溶接する。これにより、電池缶5
は、負極3と導通されることとなり、非水電解液電池1
の外部負極端子となる。
To collect the current of the negative electrode 3, one end of a negative electrode lead 7 made of, for example, nickel is pressed against the negative electrode 3 and the other end is welded to the battery can 5. Thereby, the battery can 5
Is electrically connected to the negative electrode 3 and the nonaqueous electrolyte battery 1
External negative terminal.

【0043】また、正極2の集電をとるために、例えば
アルミニウムからなる正極リード8の一端を正極2に取
り付け、他端を電流遮断用薄板9を介して電池蓋10と
電気的に接続する。この電流遮断用薄板9は、電池内圧
に応じて電流を遮断するものである。これにより、電池
蓋10は正極2と導通をもつこととなり、非水電解質電
池1の外部正極端子となる。
In order to collect the current of the positive electrode 2, one end of a positive electrode lead 8 made of, for example, aluminum is attached to the positive electrode 2, and the other end is electrically connected to a battery lid 10 via a current interrupting thin plate 9. . The current interrupting thin plate 9 interrupts the current in accordance with the internal pressure of the battery. As a result, the battery lid 10 has conductivity with the positive electrode 2 and serves as an external positive electrode terminal of the nonaqueous electrolyte battery 1.

【0044】次に、この電池缶5の中に非水電解液を注
入する。この非水電解液は、先に述べたように電解質塩
を非水溶媒に溶解させて調製される。
Next, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 5. This non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent as described above.

【0045】最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケット11を介して電池缶5をかしめることにより
電池蓋10が固定されて円筒型の非水電解質電池1が作
製される。
Finally, the battery lid 5 is fixed by caulking the battery can 5 via the insulating sealing gasket 11 coated with asphalt, and the cylindrical nonaqueous electrolyte battery 1 is manufactured.

【0046】以上の構成の非水電解質電池1は、セパレ
ータ4として比誘電率が12以上の無機化合物が含有さ
れたセパレータを用いているため、正極2、負極3間の
リチウムイオンの移動が円滑に行われ、内部インピーダ
ンスが低減されている。
In the non-aqueous electrolyte battery 1 having the above structure, since the separator 4 contains a separator containing an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more, the movement of lithium ions between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 is smooth. And the internal impedance is reduced.

【0047】したがって、優れた負荷特性、低温特性が
実現されるばかりか、高容量化が図られ、サイクル特性
も大幅に改善される。
Therefore, not only excellent load characteristics and low-temperature characteristics are realized, but also the capacity is increased and the cycle characteristics are greatly improved.

【0048】上記非水電解質電池1の形状は、ここでは
円筒型としたが、角型、コイン型、ボタン型等、任意の
形状とすることができ、その形状については特に限定さ
れることはない。その寸法も任意である。
The shape of the non-aqueous electrolyte battery 1 is cylindrical here, but may be any shape such as a square, coin, button or the like, and the shape is not particularly limited. Absent. The dimensions are also arbitrary.

【0049】また、上記においては、液系の非水電解質
を使用し電池缶を使用した例について説明してきたが、
例えば、上記非水電解質としてゲル状電解質や固体電解
質等を使用した場合には、電池缶を用いずラミネートフ
ィルムを外装材とする薄型電池とすることもできる。
In the above description, an example in which a battery can is used using a liquid nonaqueous electrolyte has been described.
For example, when a gel electrolyte, a solid electrolyte, or the like is used as the nonaqueous electrolyte, a thin battery using a laminate film as an exterior material without using a battery can can be provided.

【0050】ゲル状電解質や固体電解質は、基本的に
は、電解質塩、この電解質塩を溶解する非水溶媒、非水
溶媒を保持する高分子マトリクスからなる。
The gel electrolyte and the solid electrolyte basically comprise an electrolyte salt, a non-aqueous solvent dissolving the electrolyte salt, and a polymer matrix holding the non-aqueous solvent.

【0051】ここで、非水溶媒や電解質塩としては、液
系の非水電解質と同様の非水溶媒、電解質塩を使用する
ことが可能である。
Here, as the non-aqueous solvent and the electrolyte salt, the same non-aqueous solvent and electrolyte salt as the liquid non-aqueous electrolyte can be used.

【0052】高分子マトリクスとしては、ポリビニリデ
ンフルオライド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン
オキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメタクリルニ
トリル等が挙げられ、使用形態(ゲル状、固体状等)等
に応じてこれらから選択して使用される。
Examples of the polymer matrix include polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethacrylonitrile and the like. Depending on the type of use (gel, solid, etc.), these may be selected from these. used.

【0053】図2及び図3は、薄型の形状を有する非水
電解質電池20の構成例を示すものであり、この非水電
解質電池20は、正極活物質層を有する正極21と、負
極活物質層を有する負極22とが、セパレータ23を介
して重ね合わされることによって形成された電池素子2
4が、外装フィルム25の内部に封入されてなる。
FIGS. 2 and 3 show an example of the configuration of a nonaqueous electrolyte battery 20 having a thin shape. The nonaqueous electrolyte battery 20 includes a positive electrode 21 having a positive electrode active material layer and a negative electrode active material. Battery element 2 formed by laminating negative electrode 22 having a layer with separator 23 interposed therebetween
4 is enclosed in the exterior film 25.

【0054】上記正極21の集電体は正極リード26と
接続されており、負極22の集電体は負極リード27と
接続されている。そして、これら正極リード26及び負
極リード27は、外装フィルム25とのシール部に樹脂
フィルム28が介在され、絶縁性が確保されるととも
に、一端が外部に引き出されている。
The current collector of the positive electrode 21 is connected to a positive electrode lead 26, and the current collector of the negative electrode 22 is connected to a negative electrode lead 27. The positive electrode lead 26 and the negative electrode lead 27 have a resin film 28 interposed in a sealing portion with the exterior film 25 to ensure insulation, and one end is drawn out.

【0055】また、上記正極21と負極22の活物質層
上には、それぞれゲル状電解質層が含浸固化されてお
り、これらゲル状電解質層が互いに対向するように正極
21と負極22とがセパレータ23を介して重ね合わさ
れている。
A gel electrolyte layer is impregnated and solidified on each of the active material layers of the positive electrode 21 and the negative electrode 22, and the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are separated from each other so that the gel electrolyte layers face each other. 23 are superimposed.

【0056】したがって、セパレータ23にもゲル状電
解質、あるいはこれに含まれる電解質塩が溶解された非
水溶媒が一部含浸される。
Therefore, the separator 23 is also partially impregnated with the gel electrolyte or the non-aqueous solvent in which the electrolyte salt contained therein is dissolved.

【0057】このとき、上記セパレータ23に比誘電率
が12以上の無機化合物が含有されたセパレータを用い
れば、先の非水電解質電池1と同様、内部インピーダン
スが低減され、負荷特性、低温特性、容量、サイクル特
性が大幅に改善される。
At this time, if a separator containing an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more is used as the separator 23, the internal impedance is reduced, and the load characteristics, low-temperature characteristics, The capacity and cycle characteristics are greatly improved.

【0058】[0058]

【実施例】次に、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果に基づいて説明する。
Next, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results.

【0059】実施例1 まず、負極活物質層を作製した。先ず、粉砕した黒鉛粉
末を90重量部と、結着剤であるポリビニリデンフルオ
ライドを10重量部とを混合し、負極合剤を作製した。
次に、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分
散させてスラリー状とした。次に、これを負極集電体と
なる厚さが10μmであり、帯状である銅箔の片面に均
一に塗布した後に乾燥させた。そして、ロールプレス機
で圧縮成型することによって負極活物質層を作製した。
Example 1 First, a negative electrode active material layer was prepared. First, 90 parts by weight of ground graphite powder and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture.
Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Next, this was uniformly coated on one side of a strip-shaped copper foil having a thickness of 10 μm to be a negative electrode current collector and then dried. And the negative electrode active material layer was produced by compression-molding with a roll press machine.

【0060】つぎに、正極活物質層を作製した。先ず、
LiCO3とCoCO3とを0.5モル対1.0モルの比
で混合し、これに対して空気中において900℃で5時
間の焼成を施すことによって、LiCoO2を作製し
た。次に、このLiCoO2を91重量部と、導電剤で
ある黒鉛を6重量部と、結着剤であるポリビニリデンフ
ルオライドを3重量部とを混合して正極合剤を作製し
た。次に、これをN−メチル−2−ピロリドンに分散さ
せてスラリー状とした。次に、これを正極集電体となる
厚さが20μmであり、帯状であるアルミニウム箔の片
面に均一に塗布した後に乾燥させた。そして、ロールプ
レス機で圧縮成型することによって正極活物質層を作製
した。
Next, a positive electrode active material layer was prepared. First,
LiCO 3 and CoCO 3 were mixed at a ratio of 0.5 mol to 1.0 mol, and the mixture was calcined in air at 900 ° C. for 5 hours to produce LiCoO 2 . Next, 91 parts by weight of this LiCoO 2 , 6 parts by weight of graphite as a conductive agent, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. Next, this was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Next, this was uniformly applied on one side of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm to be a positive electrode current collector, and then dried. And the positive electrode active material layer was produced by compression-molding with a roll press machine.

【0061】つぎに、非水電解質を作製した。炭酸エチ
レン(EC)を15重量部と、炭酸プロピレン(PC)
を15重量部と、炭酸ジエチルを50重量部と、電解質
塩であるLiPF6を20重量部とを混合して、非水電
解質を作製した。
Next, a non-aqueous electrolyte was prepared. 15 parts by weight of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC)
Was mixed with 50 parts by weight of diethyl carbonate and 20 parts by weight of LiPF 6 as an electrolyte salt to prepare a non-aqueous electrolyte.

【0062】つぎに、セパレータを作製した。先ず、重
量平均分子量が1000000であるポリプロピレンを
40重量部と、重量平均分子量が800000である高
密度ポリエチレンを40重量部とを混合した。次に、こ
れに対してBaTiO3を10重量部加えた。次に、上
述したものとは別に、重量平均分子量が1000000
であるポリプロピレンを10重量部用意した。次に、T
ダイ押出機による3層押し出し法によって、厚さ12μ
mであるポリプロピレン層の量主面上に、それぞれ厚さ
が12μmであるポリエチレンとポリプロピレンとの混
合層が形成された積層フィルムを作製した。なお、この
ときTダイ押出機におけるダイスの温度を230℃と
し、冷却ロールの温度を80℃とした。次に、この積層
フィルムに対して、空気中で熱処理を施す。熱処理の条
件は、温度が125℃であり、時間が40時間である。
次に、ロール延伸機を用いて積層フィルムを延伸した。
このとき、最初に25℃で積層フィルムにおける長尺の
延伸率が40%となるまで低温延伸を施し、その後に1
20℃で長尺の延伸率が20%となるまで高温延伸を施
した。次に、上述したように延伸した積層フィルムの長
尺方向の長さを、115℃において10%収縮させた。
そして、白色多孔質フィルムであり、ポリオレフィンを
基材とするセパレータを作製した。
Next, a separator was prepared. First, 40 parts by weight of a polypropylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 and 40 parts by weight of a high density polyethylene having a weight average molecular weight of 800,000 were mixed. Next, 10 parts by weight of BaTiO 3 was added thereto. Next, apart from the above, the weight average molecular weight is 1,000,000
Was prepared by 10 parts by weight. Next, T
12μ thickness by 3 layer extrusion method by die extruder
A laminated film was prepared in which a mixed layer of polyethylene and polypropylene each having a thickness of 12 μm was formed on the principal surface. At this time, the temperature of the die in the T-die extruder was 230 ° C., and the temperature of the cooling roll was 80 ° C. Next, the laminated film is subjected to a heat treatment in the air. The conditions of the heat treatment are a temperature of 125 ° C. and a time of 40 hours.
Next, the laminated film was stretched using a roll stretching machine.
At this time, low-temperature stretching is first performed at 25 ° C. until the long stretch rate of the laminated film becomes 40%, and then 1%.
High temperature stretching was performed at 20 ° C. until the long stretch rate became 20%. Next, the length in the longitudinal direction of the laminated film stretched as described above was shrunk by 10% at 115 ° C.
Then, a separator which was a white porous film and was based on polyolefin was produced.

【0063】最後に、正極活物質層と負極活物質層とを
セパレータを介して圧着し、巻層体を形成した。そし
て、巻層体を電池缶へ収容し、非水電解質を注入して非
水電解質電池を作製した。
Finally, the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer were pressure-bonded with a separator interposed therebetween to form a wound body. Then, the wound body was accommodated in a battery can, and a non-aqueous electrolyte was injected to produce a non-aqueous electrolyte battery.

【0064】実施例2 セパレータを作製するときに、重量平均分子量が100
0000であるポリプロピレンを31.1重量部と、重
量平均分子量が800000である高密度ポリエチレン
を31.1重量部とを混合した。次に、これに対してB
aTiO3を30重量部加えた。次に、上述したものと
は別に、重量平均分子量が1000000であるポリプ
ロピレンを7.8重量部用意した。それ以外は、実施例
1と同じ方法で非水電解質電池を作製した。
Example 2 When a separator was prepared, the weight average molecular weight was 100
31.1 parts by weight of 0000 polypropylene and 31.1 parts by weight of high density polyethylene having a weight average molecular weight of 800,000 were mixed. Then, for this, B
30 parts by weight of aTiO 3 was added. Next, separately from the above, 7.8 parts by weight of polypropylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 was prepared. Otherwise, a non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0065】実施例3 まず、正極活物質層、負極活物質層、及び非水電解質を
実施例1と同様の方法によって作製した。
Example 3 First, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a non-aqueous electrolyte were prepared in the same manner as in Example 1.

【0066】つぎに、セパレータを作製した。先ず、1
0重量部のポリビニリデンフルオライドを、エタノール
を20重量部と、イソプロパノールを20重量部と、1
−ブタノールを10重量部と、テトラヒドロフラン35
重量部との混合液に溶解した。なお、エタノール、イソ
プロパノール、1−ブタノール、及びテトラヒドロフラ
ンは揮発性層分離剤である。次に、ここにBaTiO3
を5重量部加えて塗工溶液を得た。次に、塗工溶液を離
型処理したPETフィルムに塗布した後、50℃で乾燥
させた。そして、塗工溶液によって形成されたフィルム
をPETフィルムから剥離し、ポリビニリデンフルオラ
イドを基材とするセパレータを作製した。
Next, a separator was prepared. First, 1
0 parts by weight of polyvinylidene fluoride, 20 parts by weight of ethanol, 20 parts by weight of isopropanol, 1 part by weight
10 parts by weight of butanol and 35 parts of tetrahydrofuran
Dissolved in the mixed solution with parts by weight. In addition, ethanol, isopropanol, 1-butanol, and tetrahydrofuran are volatile layer separation agents. Next, here BaTiO 3
Was added to obtain a coating solution. Next, the coating solution was applied to a PET film subjected to a release treatment, and then dried at 50 ° C. Then, the film formed by the coating solution was peeled off from the PET film to produce a separator having polyvinylidene fluoride as a base material.

【0067】最後に、正極活物質層と負極活物質層とを
セパレータを介して圧着し、巻層体を形成した。そし
て、巻層体を電池缶へ収容し、非水電解質を注入して非
水電解質電池を作製した。
Finally, the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer were press-bonded with a separator interposed therebetween, to form a wound body. Then, the wound body was accommodated in a battery can, and a non-aqueous electrolyte was injected to produce a non-aqueous electrolyte battery.

【0068】実施例4 セパレータに対してBaTiO3の代わりにTiO2を加
えた以外は、実施例1と同様の方法によって非水電解質
電池を作製した。
Example 4 A non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that TiO 2 was added instead of BaTiO 3 to the separator.

【0069】実施例5 セパレータに対してBaTiO3の代わりにBaOを加
えた以外は、実施例1と同様の方法によって非水電解質
電池を作製した。
Example 5 A non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that BaO was added to the separator instead of BaTiO 3 .

【0070】実施例6 まず、正極活物質層、負極活物質層、及びセパレータを
実施例1と同様の方法によって作製した。
Example 6 First, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a separator were manufactured in the same manner as in Example 1.

【0071】つぎに、ゲル状電解質を作製した。先ず、
炭酸エチレン(EC)を12重量部と、炭酸プロピレン
(PC)を12重量部と、電解質塩であるLiPF6
6重量部とを混合して可塑剤を調整した。次に、この可
塑剤に対して分子量が600000であるブロック共重
合ポリ(ビニリデンフルオライド−co−ヘキサフルオ
ロプロピレン)を10重量部と、炭酸ジエチルを60重
量部とを混合して溶解させた。次に、これを負極活物質
層と正極活物質層との片面に均一に塗布して含浸させ
た。そして、常温で8時間放置することによって炭酸ジ
エチルを気化させて除去し、ゲル状電解質を作製した。
Next, a gel electrolyte was prepared. First,
A plasticizer was prepared by mixing 12 parts by weight of ethylene carbonate (EC), 12 parts by weight of propylene carbonate (PC), and 6 parts by weight of LiPF 6 as an electrolyte salt. Next, 10 parts by weight of block copolymer poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) having a molecular weight of 600,000 and 60 parts by weight of diethyl carbonate were mixed and dissolved in the plasticizer. Next, this was uniformly applied and impregnated on one side of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. Then, the mixture was allowed to stand at room temperature for 8 hours to vaporize and remove diethyl carbonate, thereby producing a gel electrolyte.

【0072】最後に、上述したようにゲル状電解質が塗
布された正極活物質層と負極活物質層とを、ゲル状電解
質が塗布された面を合わせて圧着し、電池素子を形成し
た。そして、この電池素子を外装フィルムへ収容し、
2.5cm×4.0cm×0.3mmのサイズである非
水電解質電池を作製した。
Finally, the positive electrode active material layer coated with the gel electrolyte and the negative electrode active material layer were pressed together with the surfaces coated with the gel electrolyte to form a battery element. Then, this battery element is housed in an exterior film,
A non-aqueous electrolyte battery having a size of 2.5 cm × 4.0 cm × 0.3 mm was produced.

【0073】比較例1 セパレータを作製するときに、重量平均分子量が100
0000であるポリプロピレンを44.4重量部と、重
量平均分子量が800000である高密度ポリエチレン
を44.4重量部とを混合した。なお、ここにBaTi
3は加えなかった。次に、上述したものとは別に、重
量平均分子量が1000000であるポリプロピレンを
11.2重量部用意した。それ以外は、実施例1と同じ
方法で非水電解質電池を作製した。
Comparative Example 1 When a separator was prepared, the weight average molecular weight was 100
44.4 parts by weight of 0000 polypropylene and 44.4 parts by weight of high density polyethylene having a weight average molecular weight of 800,000 were mixed. Here, BaTi
O 3 was not added. Next, separately from the above, 11.2 parts by weight of polypropylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 was prepared. Otherwise, a non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0074】比較例2 セパレータを作製するときに、ポリビニリデンフルオラ
イドを15重量部とし、BaTiO3は加えなかった。
それ以外は、実施例3と同様の方法によって非水電解質
電池を作製した。
Comparative Example 2 When preparing a separator, polyvinylidene fluoride was used at 15 parts by weight, and BaTiO 3 was not added.
Otherwise, a nonaqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 3.

【0075】比較例3 セパレータを作製するときに、BaTiO3の代わりに
Al23を加えた以外は、実施例1と同様の方法によっ
て非水電解質電池を作製した。
Comparative Example 3 A non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that Al 2 O 3 was added instead of BaTiO 3 when manufacturing a separator.

【0076】比較例4 セパレータを作製するときに、重量平均分子量が100
0000であるポリプロピレンを45重量部と、重量平
均分子量が800000である高密度ポリエチレンを4
5重量部とを混合した。なお、ここにBaTiO3は加
えなかった。次に、上述したものとは別に、重量平均分
子量が1000000であるポリプロピレンを10重量
部用意した。それ以外は、実施例1と同じ方法で非水電
解質電池を作製した。
Comparative Example 4 When a separator was prepared, the weight average molecular weight was 100
0000 of polypropylene and 45 parts by weight of high-density polyethylene having a weight average molecular weight of 800000
And 5 parts by weight. Here, BaTiO 3 was not added. Next, separately from the above, 10 parts by weight of a polypropylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 was prepared. Otherwise, a non-aqueous electrolyte battery was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0077】実施例1〜実施例6、及び比較例1〜比較
例4で作製された非水電解質電池について、以下に示す
方法によってサイクル寿命、負荷特性、及び低温特性を
測定した。
The cycle life, load characteristics, and low temperature characteristics of the nonaqueous electrolyte batteries prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were measured by the following methods.

【0078】<サイクル寿命>理論容量の2時間率放電
(1/2C)において500回の充放電サイクル試験を
行い、次のように評価した。先ず、各電池に対して23
℃で定電流定電圧充電を上限4.2Vまで10時間行っ
た。次に、2時間率放電(1/2C)を終始電圧3.2
Vまで行った。放電容量はこのように決定し、更に、こ
れから求められる平均電圧から時間率放電での出力を、
サイクル初期の5時間率放電(1/5C)に対する10
0分率として計算した。
<Cycle Life> A charge / discharge cycle test was performed 500 times in a 2 hour rate discharge (1/2 C) of the theoretical capacity, and the following evaluation was made. First, 23 for each battery
C. and constant-current constant-voltage charging was performed for 10 hours up to an upper limit of 4.2 V. Next, a 2-hour rate discharge (1 / 2C) was performed at a voltage of 3.2 throughout.
V. The discharge capacity is determined in this way, and the output at the time-rate discharge is calculated from the average voltage obtained from this.
10 for 5 hour rate discharge (1 / 5C) at the beginning of cycle
Calculated as 0 fraction.

【0079】<負荷特性>理論容量の1/3時間率放電
(3C)を行い、次のように評価した。先ず、各電池に
対して23℃で定電流定電圧充電を上限4.2Vまで1
0時間行った。次に、1/3時間率放電(3C)を終始
電圧3.2Vまで行った。放電容量はこのように決定
し、更に、これから求められる平均電圧から各時間率放
電での出力を、5時間率放電(1/5C)に対する10
0分率として計算した。
<Load Characteristics> 1/3 hour rate discharge (3C) of the theoretical capacity was performed and evaluated as follows. First, constant-current constant-voltage charging at 23 ° C. was performed for each battery up to an upper limit of 4.2 V.
Performed for 0 hours. Next, 1/3 hour rate discharge (3C) was performed to a voltage of 3.2 V throughout. The discharge capacity was determined in this manner, and the output at each rate discharge was calculated from the average voltage obtained from this to 10% of the rate discharge for 5 hour rate discharge (1 / C).
Calculated as 0 fraction.

【0080】<低温特性>理論容量の2時間率放電(1
/2C)を低温下で行い、次のように評価した。先ず、
各電池に対して23℃で定電流定電圧充電を上限4.2
Vまで10時間行った。次に、2時間率放電(1/2
C)を終始電圧3.2Vまで、−20℃にて行った。更
に、これから求められる平均電圧から時間率放電での出
力を、常温(23℃)での5時間率放電(1/5C)に
対する100分率として算出した。
<Low-Temperature Characteristics> A two-hour rate discharge of theoretical capacity (1
/ 2C) at a low temperature and evaluated as follows. First,
The upper limit of constant current and constant voltage charging at 23 ° C. for each battery is 4.2.
V to 10 hours. Next, a 2-hour rate discharge (1/2
C) was performed at −20 ° C. until a voltage of 3.2 V throughout. Further, the output at the time rate discharge was calculated from the average voltage obtained as a percentage of 5 hour rate discharge (1 / C) at normal temperature (23 ° C.).

【0081】上述した実施例1〜実施例6及び比較例1
〜比較例4について、サイクル寿命、負荷特性、及び低
温特性を測定した結果を、表1に示す。
Examples 1 to 6 and Comparative Example 1
Table 1 shows the results of measuring the cycle life, load characteristics, and low-temperature characteristics of Comparative Example 4 to Comparative Example 4.

【0082】[0082]

【表1】 [Table 1]

【0083】表1から、ポリオレフィンを基材とするセ
パレータ中に、BaTiO3が10重量部〜30重量部
含まれている実施例1及び実施例2は、BaTiO3
含まれていない比較例1と比較して、サイクル寿命、負
荷特性、及び低温特性が向上していることが判明した。
[0083] From Table 1, in the separator of polyolefin as a base material, BaTiO 3 10 parts by weight to 30 carried contains parts Example 1 and Example 2, Comparative Example 1 does not contain BaTiO 3 It was found that the cycle life, the load characteristics, and the low-temperature characteristics were improved as compared with those of Example 1.

【0084】また、ポリビニリデンフルオライドを基材
とするセパレータ中に、BaTiO3が5重量部含まれ
ている実施例3は、BaTiO3が含まれていない比較
例2と比較して、サイクル寿命、負荷特性、及び低温特
性が向上していることが判明した。
Further, in Example 3 in which 5 parts by weight of BaTiO 3 was contained in the separator based on polyvinylidene fluoride, the cycle life was longer than that in Comparative Example 2 in which BaTiO 3 was not contained. , Load characteristics, and low-temperature characteristics were found to be improved.

【0085】また、ポリオレフィンを基材とするセパレ
ータ中にTiO2が10重量部含まれている実施例4に
おいても、TiO2が含まれていない比較例1と比較し
て、サイクル寿命、負荷特性、及び低温特性が向上して
いることが判明した。
Also, in Example 4 in which 10 parts by weight of TiO 2 was contained in the polyolefin-based separator, cycle life and load characteristics were higher than those in Comparative Example 1 in which TiO 2 was not contained. And low-temperature characteristics were found to be improved.

【0086】また、ポリオレフィンを基材とするセパレ
ータ中にBaOが10重量部含まれている実施例5にお
いても、BaOが含まれていない比較例1と比較して、
サイクル寿命、負荷特性、及び低温特性が向上している
ことが判明した。
Also, in Example 5 in which BaO was contained in a separator containing polyolefin as a base material in an amount of 10 parts by weight, compared to Comparative Example 1 in which BaO was not contained,
It was found that the cycle life, load characteristics, and low-temperature characteristics were improved.

【0087】また、ポリオレフィンを基材とするセパレ
ータ中にBaTiO3が10重量部含まれており、非水
電解質としてゲル状電解質が使用されている実施例6に
おいても、BaTiO3が含まれていない比較例4と比
較して、サイクル寿命、負荷特性、及び低温特性が向上
していることが判明した。
Also, in Example 6 in which the separator based on polyolefin contained 10 parts by weight of BaTiO 3 and the gel electrolyte was used as the non-aqueous electrolyte, BaTiO 3 was not contained. Compared with Comparative Example 4, it was found that the cycle life, load characteristics, and low-temperature characteristics were improved.

【0088】また、ポリオレフィンを基材とするセパレ
ータ中に比誘電率が12未満であるAl23が10重量
部含まれている比較例3においては、BaTiO3が1
0重量部含まれている実施例1と比較して、サイクル寿
命、負荷特性、及び低温特性が低下していることが判明
した。
In Comparative Example 3 in which a polyolefin-based separator contained 10 parts by weight of Al 2 O 3 having a relative dielectric constant of less than 12, BaTiO 3 was 1%.
It was found that the cycle life, load characteristics, and low-temperature characteristics were lower than those in Example 1 in which 0 parts by weight were contained.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るセパレータにおいては、比誘電率が12以上で
ある無機化合物が含まれているため、空孔内及び周囲に
存在する非水電解質に含まれる電解質塩であるリチウム
化合物の解離度が向上する。このため、本発明に係るセ
パレータは、イオン伝導性が高いものとなる。
As is clear from the above description, since the separator according to the present invention contains an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more, non-aqueous water existing in and around the pores is contained. The degree of dissociation of a lithium compound as an electrolyte salt contained in the electrolyte is improved. For this reason, the separator according to the present invention has high ion conductivity.

【0090】このとき、本発明に係るセパレータは、空
孔率を増大したり薄くする必要がないために、隔膜とし
ての機能が十分に確保されるとともに、十分な機械強度
や熱的強度を有するものとなる。
At this time, since the separator according to the present invention does not need to increase or reduce the porosity, the function as a diaphragm is sufficiently secured, and the separator has sufficient mechanical strength and thermal strength. It will be.

【0091】また、上記セパレータを用いた非水電解質
電池では、正極、負極間のリチウムイオンの移動が円滑
に行われ、内部インピーダンスが低減されて、優れた負
荷特性、低温特性が実現される。同時に、高容量化やサ
イクル特性の向上を図ることができる。
In a non-aqueous electrolyte battery using the above separator, lithium ions move smoothly between the positive electrode and the negative electrode, the internal impedance is reduced, and excellent load characteristics and low-temperature characteristics are realized. At the same time, higher capacity and improved cycle characteristics can be achieved.

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

【図1】本発明を適用した非水電解質電池の実施の一形
態を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a nonaqueous electrolyte battery to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した非水電解質電池の他の実施の
形態を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the nonaqueous electrolyte battery to which the present invention is applied.

【図3】同非水電解質電池の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the nonaqueous electrolyte battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0 非水電解質電池、2 正極、3 負極、4 セパレ
ータ、5 電池缶、6絶縁板、7 負極リード、8 正
極リード、9 電流遮断用薄板、10 電池蓋、11
絶縁封口ガスケット
0 Non-aqueous electrolyte battery, 2 positive electrode, 3 negative electrode, 4 separator, 5 battery can, 6 insulating plate, 7 negative electrode lead, 8 positive electrode lead, 9 thin plate for current interruption, 10 battery cover, 11
Insulation sealing gasket

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 富太郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5H021 CC02 EE04 EE10 EE31 HH00 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AJ06 AK03 AL07 AL08 AL12 AM00 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 DJ04 EJ05 EJ12 HJ20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Futaro Hara 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5H021 CC02 EE04 EE10 EE31 HH00 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AJ06 AK03 AL07 AL08 AL12 AM00 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 DJ04 EJ05 EJ12 HJ20

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比誘電率が12以上である無機化合物を
含有することを特徴とするセパレータ。
1. A separator comprising an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more.
【請求項2】 上記無機化合物は、強誘電性を有するこ
とを特徴とする請求項1記載のセパレータ。
2. The separator according to claim 1, wherein the inorganic compound has ferroelectricity.
【請求項3】 上記無機化合物は、BaTiO3 及び/
又はTiO2 であることを特徴とする請求項2記載のセ
パレータ。
3. The method according to claim 1, wherein the inorganic compound is BaTiO 3 and / or BaTiO 3.
Or separator according to claim 2, characterized in that the TiO 2.
【請求項4】 上記無機化合物は、常誘電性を有するこ
とを特徴とする請求項1記載のセパレータ。
4. The separator according to claim 1, wherein the inorganic compound has a paraelectric property.
【請求項5】 オレフィン及び/又はビニリデンフルオ
ライドを繰り返し単位として含む高分子材料により形成
されていることを特徴とする請求項1記載のセパレー
タ。
5. The separator according to claim 1, wherein the separator is formed of a polymer material containing olefin and / or vinylidene fluoride as a repeating unit.
【請求項6】 負極及び正極と、非水電解質と、セパレ
ータとを備え、 上記セパレータは、比誘電率が12以上である無機化合
物を含有することを特徴とする非水電解質電池。
6. A non-aqueous electrolyte battery comprising a negative electrode and a positive electrode, a non-aqueous electrolyte, and a separator, wherein the separator contains an inorganic compound having a relative dielectric constant of 12 or more.
【請求項7】 上記無機化合物は、強誘電性を有するこ
とを特徴とする請求項6記載の非水電解質電池。
7. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein the inorganic compound has ferroelectricity.
【請求項8】 上記無機化合物は、BaTiO3 及び/
又はTiO2 であることを特徴とする請求項7記載の非
水電解質電池。
8. The method according to claim 1, wherein the inorganic compound is BaTiO 3 and / or BaTiO 3.
8. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 7, wherein the battery is TiO 2 .
【請求項9】 上記無機化合物は、常誘電性を有するこ
とを特徴とする請求項6記載の非水電解質電池。
9. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein said inorganic compound has paraelectricity.
【請求項10】 上記負極は、リチウムをドープ・脱ド
ープし得る物質を活物質として含み、 上記正極は、リチウム複合酸化物を活物質として含むこ
とを特徴とする請求項6記載の非水電解質電池。
10. The non-aqueous electrolyte according to claim 6, wherein the negative electrode contains a material capable of doping / dedoping lithium as an active material, and the positive electrode contains a lithium composite oxide as an active material. battery.
【請求項11】 上記非水電解質は、LiPF6、Li
BF4、LiN(C25SO22、LiN(CF3
22及びLiCF3SO3から選ばれる少なくとも1種
を電解質塩として含むことを特徴とする請求項6記載の
非水電解質電池。
11. The non-aqueous electrolyte comprises LiPF 6 , LiPF
BF 4 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 S
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein at least one selected from O 2 ) 2 and LiCF 3 SO 3 is contained as an electrolyte salt.
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