JP2002280068A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2002280068A
JP2002280068A JP2001079931A JP2001079931A JP2002280068A JP 2002280068 A JP2002280068 A JP 2002280068A JP 2001079931 A JP2001079931 A JP 2001079931A JP 2001079931 A JP2001079931 A JP 2001079931A JP 2002280068 A JP2002280068 A JP 2002280068A
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separator
battery
carbonate
overcharge
electrolyte secondary
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Satoshi Kuranaka
聡 倉中
Kiyomi Kouzuki
きよみ 神月
Shozo Takahashi
庄三 高橋
Yasuhiko Mifuji
靖彦 美藤
Nobuo Eda
信夫 江田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having superior stability in high-temperature circumstances during overcharge. SOLUTION: A plate group having a positive electrode 2 and a negative electrode 3 rolled together with a separator 4 is sealed in a case 5 together with a nonaqueous electrolyte to which an overcharge resistant additive such as 2-biphenylmethyl carbonate is added. The separator 4 between plates has an air permeation reaistivity of 400-1500 sec/100 ml and a total pore volume of 0.3-1.5 cm<3> /g after held in the atmosphere for 15 minutes at 115 deg.C in the state of giving a tensile load of 25 kg/cm<2> to MD.

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、過充電時の高温環
境下での安全性の高い非水電解質二次電池であって、詳
しくは過充電時の安全性を向上させる添加剤及びセパレ
ータを用いた非水電解液二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery having high safety in a high-temperature environment at the time of overcharging, and more particularly to an additive and a separator for improving safety at the time of overcharging. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery used.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水電解質二次電池が、過充電時の高温
環境下で安全性を保つ方法としては、大きく分けて組み
込まれている安全装置を用いる方法と発電要素自体に耐
過充電特性を付与する方法がある。さらに後者の発電要
素自体に耐過充電特性を持たせる具体的な例として、セ
パレータの特性を改良する方法、電解液に耐過充電添加
剤を添加する方法等が提案されている。
2. Description of the Related Art Non-aqueous electrolyte secondary batteries can be maintained in a high-temperature environment during overcharge by using a safety device that is broadly incorporated into the battery or by using overcharge-resistant characteristics of the power generation element itself. Is provided. Further, as a specific example of providing the latter power generation element itself with overcharge resistance, a method of improving the characteristics of a separator, a method of adding an overcharge resistance additive to an electrolyte, and the like have been proposed.

【0003】従来、過充電時における安全性を向上させ
る構成として、非水電解質二次電池のセパレータに特有
の機能であるセパレータのシャットダウン機能を利用し
た構成が広く用いられている。通常時、セパレータは正
極、負極間の短絡防止の役割を担っているが、多孔質ポ
リオレフィン等を用いたセパレータは、外部短絡による
過剰電流等により電池温度が著しく上昇した場合に多孔
質セパレータが軟化することによって、実質的に無孔質
となり電流を流させなくする、いわゆるシャットダウン
機能を有している。
Conventionally, as a configuration for improving safety during overcharge, a configuration utilizing a separator shutdown function which is a function unique to a separator of a non-aqueous electrolyte secondary battery is widely used. Normally, the separator plays the role of preventing short circuit between the positive electrode and the negative electrode.However, the separator using porous polyolefin etc. softens when the battery temperature rises significantly due to excessive current etc. due to external short circuit. By doing so, it has a so-called shutdown function that becomes substantially non-porous and does not allow current to flow.

【0004】シャットダウンが機能した後も電池温度が
上昇した場合には、セパレータが溶融して大きく穴が開
き、正極、負極間の短絡が生じる虞がある(以下、この
現象をメルトダウンと称す)。このメルトダウンが生じ
る温度が高いほど、電池の安全性は高いと言える。しか
し、シャットダウン機能を強化するために、熱溶融性を
高めるとメルトダウン温度が低くなり、安全性は逆に下
がるという相反する特性を有しており、これらを両立す
るセパレータが要望されている。
[0004] If the battery temperature rises even after the shutdown function, the separator may melt and form a large hole, resulting in a short circuit between the positive electrode and the negative electrode (hereinafter, this phenomenon is referred to as meltdown). . It can be said that the higher the temperature at which the meltdown occurs, the higher the safety of the battery. However, in order to enhance the shutdown function, when the heat melting property is increased, the meltdown temperature is lowered, and the safety is reduced.

【0005】一方、電解液に耐過充電添加剤を加える構
成では、過充電時の安全性を向上させる様々な方法が提
案されている。例えば、過充電時に添加剤が重合するこ
とにより電池の内部抵抗を高くし、電池を過充電から保
護する方法(特許3061756号公報等)と、過充電
時にガスを発生し、所定内圧で作動する内部電気切断装
置を確実に作動させる方法(特許3061759号公報
等)および過充電酷使時に導電性ポリマーを生成して、
電池内部に短絡を発生させ自動放電する方法(特開平1
0−321258号公報等)等といった様々なものが提
案されているが、その中でもビフェニル基を有するカー
ボネート誘導体からなる添加剤が注目されている(特許
3080609号公報)。この誘導体からなる添加剤は
電池電圧が過充電状態の電圧に達すると、分解反応を開
始してガスを発生すると共に重合反応を開始して重合物
が生成される。重合物が抵抗体として作用することに加
え、電解液中で再溶解が起こりにくい物質であるため、
過充電に対しては有効に作用する。
On the other hand, in a configuration in which an overcharge-resistant additive is added to an electrolytic solution, various methods for improving safety during overcharge have been proposed. For example, a method of increasing the internal resistance of a battery by polymerizing an additive during overcharge and protecting the battery from overcharge (Japanese Patent No. 3061756, etc.), and a method of generating gas at overcharge and operating at a predetermined internal pressure A method of reliably operating the internal electric cutting device (Japanese Patent No. 3061759, etc.) and a method of producing a conductive polymer during overcharge abuse,
A method of generating a short circuit inside a battery and automatically discharging the battery
No. 0-32258), among others, an additive comprising a carbonate derivative having a biphenyl group has attracted attention (Japanese Patent No. 3080609). When the battery voltage reaches an overcharged state, the additive made of this derivative starts a decomposition reaction to generate gas and starts a polymerization reaction to produce a polymer. In addition to the polymer acting as a resistor, it is a substance that does not easily redissolve in the electrolyte,
It works effectively against overcharging.

【0006】近年の開発競争により、非水電解質二次電
池には高容量化が強く要望されている。高容量化は、電
極の活物質の改良により高性能化している面もあるが、
起電反応に寄与しない部材の容積を減少させ、限られた
電池容器内に充填される実質的な活物質の量を多くする
ことで、高容量化がなされている。このため、正負極の
集電体やセパレータの厚みは薄くなる傾向にある。セパ
レータが薄くなると、短絡などに対する安全性は悪くな
る方向であるが、実質的な活物質の量が多くなるため、
安全性に対する要求は逆に大きくなる。
[0006] Due to recent development competition, there is a strong demand for high capacity non-aqueous electrolyte secondary batteries. Higher capacity has a performance improvement by improving the active material of the electrode.
The capacity has been increased by reducing the volume of members that do not contribute to the electromotive reaction and increasing the substantial amount of the active material filled in a limited battery container. For this reason, the thicknesses of the current collectors and separators of the positive and negative electrodes tend to be thin. When the separator becomes thinner, the safety against short circuits and the like tends to worsen, but since the amount of the active material is substantially increased,
Conversely, the demands on security increase.

【0007】したがって、厚みの薄いセパレータを使用
した電池が過充電状態に陥り、発熱により高温状態にな
った場合には、過充電状態を電気的に回避させる方法を
採用するよりも、過充電状態を解消する方法を採用する
のが効果的である。具体的には、前述した方法の中で、
セパレータのシャットダウンや添加剤の過充電時に添加
剤が重合することにより電池の内部抵抗を高くし、電池
を過充電から保護する方法、及び過充電時にガスを発生
し、所定内圧で作動する内部電気切断装置を確実に作動
させる方法は、電池に印可される電流を制限、或いは遮
断することで過充電状態が継続するのを回避している。
これに対して、電池内部に短絡を発生させ自動放電する
方法は電池内部で強制的に放電を行っており、電池内部
の発電要素を過充電状態から脱却させる点から過充電状
態を停止させる前述の方法に比べて好ましい。特に、角
型電池などで所定内圧で作動する内部電気切断装置が設
けられていない構成に過充電時にガス発生を生ずる添加
剤を添加した場合には、電池容器の内圧上昇を招いてし
まい、安全性の面で好ましくない。
Therefore, when a battery using a thin separator falls into an overcharged state and becomes a high temperature state due to heat generation, the overcharged state is reduced rather than a method of electrically avoiding the overcharged state. It is effective to adopt a method for solving the problem. Specifically, in the method described above,
A method to increase the internal resistance of the battery by polymerizing the additive when the separator is shut down or when the additive is overcharged, to protect the battery from overcharge, and to generate a gas at the time of overcharge and operate at a predetermined internal pressure. The method of reliably operating the cutting device avoids the continuation of the overcharge state by limiting or cutting off the current applied to the battery.
On the other hand, in the method of causing a short circuit inside the battery and automatically discharging, the battery is forcibly discharged inside the battery, and the overcharging state is stopped from the point that the power generating element inside the battery is released from the overcharge state. This method is preferable to the method described above. In particular, when an additive that generates gas at the time of overcharging is added to a configuration in which an internal electric disconnecting device that operates at a predetermined internal pressure is not provided in a rectangular battery or the like, the internal pressure of the battery container increases, and the safety is increased. It is not preferable in terms of sex.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、添加剤にビフ
ェニリル基を有するカーボネート誘導体からなる添加剤
を使用した場合、その添加量、電解質塩、非水溶媒及び
他の構成要素との関係、さらにはこれらの劣化状態等と
いった種々の要因による影響を受け、上記従来の過充電
状態を回避する作用が混在することになる。このため、
過充電時に導電性ポリマーが生じ、内部短絡で安全性を
確保する作用に優先して、ガス発生もしくは電池の内部
抵抗を高める作用が生じる虞があり、導電性ポリマーに
よる強制的な放電による過充電保護が確実に生ずるとい
う信頼性の面で問題を有している。
However, when an additive comprising a carbonate derivative having a biphenylyl group is used as the additive, the amount of the additive, the relationship with the electrolyte salt, the non-aqueous solvent, and other components, and Under the influence of various factors such as the deterioration state, the function of avoiding the above-described conventional overcharge state is mixed. For this reason,
Conductive polymer is generated at the time of overcharging, and there is a possibility that gas may be generated or the internal resistance of the battery may be increased in preference to the function of ensuring safety by internal short circuit. There is a problem in terms of reliability that protection is ensured.

【0009】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、好適な添加剤とセパレータを組み合わせて使
用することにより、高温環境下での安全性に優れた高容
量非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems. By using a combination of a suitable additive and a separator, a high-capacity non-aqueous electrolyte secondary having excellent safety in a high-temperature environment is provided. It is intended to provide a battery.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の非水電解質二次電池は、非水電解質に2−ビ
フェニリルメチルカーボネート、4−ビフェニリルメチ
ルカーボネート、4−ビフェニリルブチルカーボネー
ト、3−ビフェニルメチルカーボネートから選択される
耐過充電添加剤を添加してなり、更に過充電時にセパレ
ータに曝されると想定される高温及び応力を付加した直
後において、透気抵抗度が400から1500秒/10
0mlにあり、全細孔容積が0.3から1.5cm3
gにあることを特徴とする。尚、前記透気抵抗度は、日
本工業規格(JIS P8117−1998 以下、J
ISと呼ぶ)に規定された測定法を準用したものであ
り、23℃±1℃で面積642mm2のセパレータを空
気100mlが通過する時間(秒/100ml)で表
す。一般に、この値はガーレー数とも呼ばれ、値が小さ
ければ空気が良く通る、つまり透気抵抗度が小さいとい
うことになる。
In order to achieve the above object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises a non-aqueous electrolyte comprising 2-biphenylylmethyl carbonate, 4-biphenylylmethyl carbonate, 4-biphenylylbutyl. An overcharge-resistant additive selected from carbonate and 3-biphenylmethyl carbonate is added, and immediately after applying a high temperature and a stress expected to be exposed to the separator at the time of overcharging, the air permeability resistance becomes 400. From 1500 seconds / 10
0 ml and a total pore volume of 0.3 to 1.5 cm 3 /
g. In addition, the said air resistance is based on Japanese Industrial Standard (JISP8117-1998 or less, J
The measurement method specified in IS is applied mutatis mutandis, and is expressed by the time (seconds / 100 ml) at which 100 ml of air passes through a separator having an area of 642 mm 2 at 23 ° C. ± 1 ° C. Generally, this value is also called a Gurley number, and a smaller value indicates that air passes better, that is, a lower air resistance.

【0011】そして、本発明の構成によれば、過充電添
加剤として2−ビフェニリルメチルカーボネート、4−
ビフェニリルメチルカーボネート、4−ビフェニリルブ
チルカーボネート、3−ビフェニルメチルカーボネート
および4−ビフェニリルフェニルカーボネートから選択
される少なくとも1種を用い、さらに前述の特性パラメ
ータを持つセパレータを組み合わせることによって、電
池が過充電状態に陥った際に導電性ポリマーがセパレー
タを貫通させ、内部短絡を生じさせることで、過充電状
態を解消する。これにより高容量で信頼性に優れた非水
電解質二次電池を提供することが可能になる。
According to the constitution of the present invention, 2-biphenylylmethyl carbonate and 4-biphenylyl carbonate are used as overcharge additives.
By using at least one selected from biphenylyl methyl carbonate, 4-biphenylyl butyl carbonate, 3-biphenylmethyl carbonate and 4-biphenylyl phenyl carbonate, and further combining a separator having the above-mentioned characteristic parameters, the battery is overheated. When the charged polymer enters the charged state, the conductive polymer penetrates the separator to cause an internal short circuit, thereby eliminating the overcharged state. This makes it possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery with high capacity and excellent reliability.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0013】本発明に係る非水電解質二次電池は、正極
と負極と非水溶媒に電解質塩を溶解した非水電解質とセ
パレータを備えた非水電解質二次電池であって、非水電
解質に、2−ビフェニリルメチルカーボネート、4−ビ
フェニリルメチルカーボネート、4−ビフェニリルブチ
ルカーボネート、3−ビフェニルメチルカーボネートか
ら選択された少なくとも1種の耐過充電添加剤を混合し
ており、セパレータとして、機械延伸された長手方向
(以下、この方向をMDとする)に25kg/cm2
引っ張り荷重を与えた状態において大気中115℃の温
度で15分間保持した後において、透気抵抗度が600
から2000秒/100mlにあり、全細孔容積が0.
3から1.5cm3/gにあるものを用いる。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, and a separator. , 2-biphenylylmethylcarbonate, 4-biphenylylmethylcarbonate, 4-biphenylylbutylcarbonate, 3-biphenylmethylcarbonate, and at least one overcharge-resistant additive. After holding at a temperature of 115 ° C. in the atmosphere for 15 minutes in a state where a tensile load of 25 kg / cm 2 was applied in a stretched longitudinal direction (hereinafter, this direction is referred to as MD), the air permeability resistance was 600.
From 2000 seconds / 100 ml, with a total pore volume of 0,1 s.
The one at 3 to 1.5 cm 3 / g is used.

【0014】本発明に係るセパレータとしては、大きな
イオン透過度を持ち、適度な機械的強度がある電子絶縁
性の微多孔性薄膜が用いられる。材質としては、耐有機
溶剤性と疎水性の観点とシャットダウン機能を持つ点か
ら、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂の単独また
はこれらを積層したものや混合・複合したものなどの多
孔質ポリオレフィンを用いることが好ましい。
As the separator according to the present invention, an electronically insulating microporous thin film having high ion permeability and appropriate mechanical strength is used. As the material, it is preferable to use a porous polyolefin such as a polypropylene resin, a polyethylene resin alone or a laminate or a mixture or composite of these, from the viewpoints of organic solvent resistance and hydrophobicity and having a shutdown function. .

【0015】本発明における正極は、従来公知の構成で
あるが、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マ
ンガンスピネルなどのリチウム含有複合酸化物を活物質
とし、導電剤と結着剤を混合した合剤が集電体に塗工さ
れて作製されている。
The positive electrode of the present invention has a conventionally known structure, but is a mixture comprising a lithium-containing composite oxide such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and manganese spinel as an active material, and a mixture of a conductive agent and a binder. Is applied to the current collector.

【0016】本発明における負極は、主な活物質には天
然黒鉛や人造黒鉛などの炭素が使われるが、その他に、
アルミニウムやアルミニウムを主体とする種々の合金
や、酸化スズなどを初めとする種々の金属酸化物、金属
窒化物など従来公知のものがあり、正極と同様に、導電
剤と結着剤を混合した合剤が集電体に塗工されて作製さ
れている。
In the negative electrode of the present invention, carbon such as natural graphite or artificial graphite is used as a main active material.
Various alloys mainly composed of aluminum and aluminum, various metal oxides including tin oxide and the like, conventionally known ones such as metal nitrides, and like the positive electrode, mixed with a conductive agent and a binder The mixture is produced by coating the current collector.

【0017】また本発明における非水電解質(以下、電
解液という)には、非水溶媒としては、エチレンカーボ
ネート(EC)やプロピレンカーボネート(PC)等の
環状カーボネート類やジメチルカーボネート(DM
C)、ジエチルカーボネート(DEC)およびエチルメ
チルカーボネート(EMC)などの鎖状カーボネート類
の2種以上を混合したものが好ましい。また、電解質塩
は、LiPF6やLiBF4など従来公知のリチウム塩が
使える。
In the non-aqueous electrolyte (hereinafter referred to as an electrolytic solution) in the present invention, non-aqueous solvents include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) and dimethyl carbonate (DM).
C), a mixture of two or more kinds of chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC) is preferable. As the electrolyte salt, a conventionally known lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 can be used.

【0018】本発明の電池は、過充電時の高温環境下に
おいて耐過充電添加剤及びセパレータによって内部短絡
を生じせしめるものであり、この内部短絡のメカニズム
は以下の通りである。
In the battery of the present invention, an internal short circuit is caused by the overcharge-resistant additive and the separator in a high temperature environment at the time of overcharge, and the mechanism of the internal short circuit is as follows.

【0019】過充電時に電池の電圧が最大動作電圧以上
になると、耐過充電添加剤が正極の表面で重合・成長
し、抵抗値の高いポリマー層を形成する。さらに電圧が
上昇すると前記ポリマー層は導電性高分子となる。過充
電状態が継続すると、この導電性高分子はセパレータ細
孔内部で生長し、ついには、貫通して負極に達し、内部
短絡が起こる。この結果、本発明に係るセパレータ及び
耐過充電添加剤を用いた電池では、過充電過程の比較的
早い段階から導電性高分子が形成され、正極と負極の充
電深度が必要以上に過度な状態に到達しないことから、
過充電時の危険性を抑制できる。
When the voltage of the battery exceeds the maximum operating voltage during overcharge, the overcharge-resistant additive polymerizes and grows on the surface of the positive electrode to form a polymer layer having a high resistance value. When the voltage further increases, the polymer layer becomes a conductive polymer. If the overcharge state continues, the conductive polymer grows inside the pores of the separator, and eventually penetrates to the negative electrode, causing an internal short circuit. As a result, in the battery using the separator and the overcharge-resistant additive according to the present invention, the conductive polymer is formed from a relatively early stage of the overcharge process, and the charge depth of the positive electrode and the negative electrode is excessively excessive. Does not reach
The risk of overcharging can be reduced.

【0020】尚、上述したメカニズムにおいて、耐過充
電添加剤が添加されていないか、添加量が0.1重量%
未満の場合は、導電性高分子が十分成長しないうちに過
充電状態が深刻な状態にまで進行してしまう。また、前
記添加剤の添加量が多い場合、例えば10重量%より大
きい場合は、過充電状態の抑制効果は、発揮できるが、
通常の電池特性、特に高温保存時の特性が劣化するため
不適合である。
In the mechanism described above, the overcharge resistant additive is not added, or the additive amount is 0.1% by weight.
If it is less than 1, the overcharge state will progress to a serious state before the conductive polymer grows sufficiently. When the amount of the additive is large, for example, when it is more than 10% by weight, the effect of suppressing the overcharged state can be exerted.
This is unsuitable because normal battery characteristics, especially during high-temperature storage, deteriorate.

【0021】さらに本発明者らが鋭意検討の結果、セパ
レータの透気抵抗度、空孔率に関しても好適な値が存在
することを見出した。セパレータの貫通孔が多い場合、
つまり透気抵抗度が小さい場合は、導電性高分子が多量
に貫通して負極に達するため、短絡電流が多くなり、危
険な状況になる。逆にセパレータの貫通孔が少ない場合
は、つまり透気抵抗度が大きい場合は、導電性高分子が
貫通して負極に達しないうちに、過充電状態がさらに進
行してしまう。
Further, as a result of diligent studies, the present inventors have found that there are suitable values for the air resistance and the porosity of the separator. If there are many through holes in the separator,
That is, when the air permeability is low, a large amount of the conductive polymer penetrates to reach the negative electrode, so that a short-circuit current increases and a dangerous situation occurs. Conversely, when the separator has few through-holes, that is, when the degree of air permeability is high, the overcharge state further progresses before the conductive polymer penetrates and reaches the negative electrode.

【0022】さらに透気抵抗度が同程度であっても、セ
パレータの細孔が多い場合、つまり全細孔容積が大きい
場合は、生成した導電性高分子がセパレータに留まる割
合が多くなり、導電性高分子が貫通して負極に達しない
うちに、過充電状態がさらに進行してしまう。逆にセパ
レータの細孔が少ない場合は、つまり全細孔容積が小さ
い場合は、生成した導電性高分子がセパレータの貫通孔
に効率的に充填され、多量に負極に達するため、短絡電
流が多くなり、過充電状態が助長されることになる。ま
た、いずれのセパレータを用いた場合も、耐過充電添加
剤の重合量と電解液不足による内部抵抗の増大、あるい
は添加剤のガス発生が正常に機能し、過充電抑止効果あ
るいは内部電気切断装置は確実に作動する。しかし、セ
パレータ厚みが薄いためにシャットダウン機能が十分に
機能しない場合、あるいは内部電気切断装置を具備して
いない場合には、過充電添加剤が機能せず、電池の過充
電状態が継続する虞があることから、好適な透気抵抗度
と空孔率が存在する。
Furthermore, even if the air permeability resistance is almost the same, when the separator has a large number of pores, that is, when the total pore volume is large, the rate at which the generated conductive polymer stays in the separator increases, and the conductivity increases. The overcharge state further progresses before the conductive polymer penetrates and reaches the negative electrode. Conversely, when the separator has a small number of pores, that is, when the total pore volume is small, the generated conductive polymer is efficiently filled in the through-holes of the separator and reaches the negative electrode in a large amount. That is, an overcharged state is promoted. In addition, when either separator is used, the amount of polymerization of the overcharge-resistant additive and the increase in internal resistance due to the lack of electrolyte, or the gas generation of the additive functions normally, and the overcharge suppression effect or the internal electric disconnection device Works reliably. However, when the shutdown function does not function sufficiently because the separator thickness is thin, or when the internal electric disconnection device is not provided, the overcharge additive does not function and the overcharge state of the battery may be continued. As such, there is a suitable degree of air resistance and porosity.

【0023】上述した本発明に係るセパレータは、MD
に25kg/cm2の引っ張り荷重を与えた状態にて大
気中115℃の温度で15分間保持した直後に、前記J
ISに準拠した測定方法に基づいて測定したものであ
り、透気抵抗度が400から1500秒/100mlに
あり、全細孔容積が0.3から1.5cm3/gにあ
る。
The separator according to the present invention described above has an MD
Immediately after being held at a temperature of 115 ° C. in the atmosphere for 15 minutes while applying a tensile load of 25 kg / cm 2 to the
It is measured based on a measurement method based on IS, and has an air resistance of 400 to 1500 seconds / 100 ml and a total pore volume of 0.3 to 1.5 cm 3 / g.

【0024】特に、耐過充電添加剤として2−ビフェニ
リルメチルカーボネートを使用した場合には、透気抵抗
度が450から900秒/100mlにあり、全細孔容
積が0.5から1.0cm3/gにあるものが非常に優
れた効果を示す。
In particular, when 2-biphenylylmethyl carbonate is used as the overcharge-resistant additive, the air resistance is 450 to 900 seconds / 100 ml, and the total pore volume is 0.5 to 1.0 cm. Those at 3 / g show a very good effect.

【0025】上述したセパレータの透気抵抗度及び全細
孔容積は、公知のセパレータの常温域における値に比べ
て大きな値となっている。通常の使用状態で透気抵抗度
が大きくなると、高率放電特性などに悪影響を与えてし
まう。本発明のセパレータは前記悪影響を鑑み、常温で
は透気抵抗度が小さく、高温になると透気抵抗度が大き
くなる多孔質ポリオレフィンが好ましい。この時、当然
空孔率も透気抵抗度につれて変化する。
The air permeability resistance and the total pore volume of the above-mentioned separator are larger than those of the known separator in a normal temperature range. If the degree of air permeability increases in a normal use state, it adversely affects high-rate discharge characteristics and the like. In view of the above-mentioned adverse effects, the separator of the present invention is preferably a porous polyolefin having a small air resistance at normal temperature and a large air resistance at a high temperature. At this time, the porosity naturally changes with the air resistance.

【0026】従来、透気抵抗度及び空孔率に関して常温
域において検討がなされており、様々提案がなされてき
た。しかし、電池が過充電状態に陥った場合には電池自
身の発熱により各構成要素は高温環境下に曝されるため
に常温域とは違った特性がセパレータに要求される。こ
のような背景のもと、本発明者らは、高温環境下に想定
される熱的及び物理的な付加した状態での評価が必要で
あるとの知見を得、予め定められた条件に保持した直後
において前述した特性を有するセパレータが本発明の電
池に好適であるとの結論に至った。以下、セパレータに
予め施す処理条件について説明する。
Hitherto, the air resistance and the porosity have been studied in a normal temperature range, and various proposals have been made. However, when the battery falls into an overcharged state, each component is exposed to a high-temperature environment due to the heat generated by the battery itself, and thus the separator is required to have characteristics different from those in a normal temperature range. Against this background, the present inventors have obtained the knowledge that it is necessary to evaluate in a thermally and physically added state assumed in a high-temperature environment, and keep the evaluation under predetermined conditions. Immediately after that, it was concluded that the separator having the above-mentioned characteristics was suitable for the battery of the present invention. Hereinafter, the processing conditions applied to the separator in advance will be described.

【0027】電池の過充電状態における昇温機構は複雑
であり、極板群内のセパレータにかかる応力の状態を正
確にシミュレーションするのは困難である。特に、セパ
レータは同じ高温環境温度でもその時のセパレータにか
かる応力により熱収縮の状況が変化する点も考慮するこ
とが肝要である。そこで、本発明者らは、再現性の高い
処理条件としてセパレータの状態として、セパレータを
MDに25kg/cm 2の引っ張り荷重を与えた状態が
好ましいことを見出した。通常、渦巻き状に捲回された
極板群を作製する場合に、セパレータはある程度の張力
を加えられて巻き取られている。つまり、MDに引っ張
り荷重がかけられた状態で、捲回された極板群内に配置
されている。
The heating mechanism in the overcharged state of the battery is complicated
The state of the stress applied to the separator in the electrode group
It is difficult to reliably simulate. In particular, Sepa
The separator can be used as a separator even at the same high environmental temperature.
Consider the fact that the heat shrinkage condition changes due to the stress.
Is important. Therefore, the present inventors have found that the reproducibility is high.
Separator as processing condition
25kg / cm for MD TwoThe state where the tensile load is given
It has been found favorable. Usually wound in a spiral
When manufacturing electrode plates, the separator must have some tension.
Has been added and wound up. In other words, pull to MD
Placed in a wound electrode plate group with a load applied
Have been.

【0028】一方、温度条件に関しては過充電時におけ
る電池の到達温度及び過充電状態に陥ってから導電性高
分子によって過充電状態が解消するまでに要する時間を
考慮する必要があり、本実施の形態では大気中115℃
の温度で15分間保持するのが好適であるとの知見を得
た。ここで、15分という時間は、セパレータがその温
度での透気抵抗度及び空孔率の変化が無くなる、つまり
飽和に達するのに十分な時間という意味であり、これ以
上の時間でもかまわないし、機械延伸された幅手方向
(以下、この方向をTDとする)の収縮が飽和に達して
いればこれ以下の時間でも良いが、再現性の高い保持時
間としては15分が好適である。
On the other hand, regarding the temperature condition, it is necessary to consider the ultimate temperature of the battery at the time of overcharging and the time required from when the battery is overcharged to when the overcharged state is eliminated by the conductive polymer. 115 ° C in air in form
It has been found that it is preferable to hold at a temperature of 15 minutes for 15 minutes. Here, the time of 15 minutes means that the separator has no change in the air permeability and the porosity at that temperature, that is, a time sufficient to reach saturation, and a longer time may be used, If the contraction in the machine-stretched width direction (hereinafter, this direction is referred to as TD) has reached saturation, the time may be shorter than this, but 15 minutes is preferable as the retention time with high reproducibility.

【0029】また、上述した本発明の電池においてセパ
レータの厚みは8μm以上から18μm以下が好まし
い。厚みが18μmを越えると、電池の高容量化や高率
放電などの電池特性という点で不利になる上、内部短絡
が確実に起こりにくくなる。また、厚みが8μm未満で
は、過充電時の高温環境下で内部短絡が発生しても、過
充電保護機能が正常に作動しない虞がある。
In the above-described battery of the present invention, the thickness of the separator is preferably from 8 μm to 18 μm. When the thickness exceeds 18 μm, it is disadvantageous in terms of battery characteristics such as high capacity and high rate discharge of the battery, and internal short circuit is unlikely to occur. If the thickness is less than 8 μm, the overcharge protection function may not operate normally even if an internal short circuit occurs in a high temperature environment during overcharge.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本発明の具体例について説明する。ま
ず、セパレータに関して、条件を変えて以下に述べる各
種の特性を持つセパレータを製造した。
Next, specific examples of the present invention will be described. First, separators having various characteristics described below were manufactured under different conditions.

【0031】(セパレータの製造)本実施例では、ポリ
エチレン(PE)膜からなるセパレータを以下に述べる
方法で製造した。
(Production of Separator) In this example, a separator composed of a polyethylene (PE) film was produced by the method described below.

【0032】高密度ポリエチレン(平均分子量28万)
20重量部と高密度ポリエチレン(平均分子量36万)
20重量部と流動パラフィン60重部とを二軸押出機内
で溶融混練した。コートハンガーダイから冷却ロール上
に押出キャストすることにより高分子ゲルシートを作製
した。厚みはこの時点で、1.8mmであった。この高
分子ゲルシートを同時二軸延伸機を用いて122℃で7
×7倍に抽出前延伸をした。その後、塩化メチレン中に
浸漬して流動パラフィンを抽出除去した。さらに、テン
ターを用いて、125℃でTDに2倍に延伸した後、T
Dの延伸を17%緩和させつつ熱処理した。以上述べた
工程で、厚さ16μmのPE膜を作製し、セパレータA
とした。
High density polyethylene (average molecular weight 280,000)
20 parts by weight and high density polyethylene (average molecular weight 360,000)
20 parts by weight and 60 parts by weight of liquid paraffin were melt-kneaded in a twin-screw extruder. A polymer gel sheet was prepared by extrusion casting from a coat hanger die onto a cooling roll. The thickness was 1.8 mm at this point. This polymer gel sheet was cured at 122 ° C. for 7 using a simultaneous biaxial stretching machine.
It was stretched by a factor of 7 before extraction. Then, it was immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin. Further, after stretching to TD twice at 125 ° C. using a tenter,
Heat treatment was performed while relaxing the stretching of D by 17%. Through the steps described above, a PE film having a thickness of 16 μm was prepared, and the separator A
And

【0033】以下、このセパレータAの各種特性を測定
した。
Hereinafter, various characteristics of the separator A were measured.

【0034】まず、このセパレータAの常温での透気抵
抗度を測定した。23℃に調温された実験室内でJIS
に準拠したA型測定装置を用いて透気抵抗度を測定し
た。測定値は、150秒/100mlであった。次に、
このセパレータAの熱処理後の透気抵抗度を測定した。
セパレータAを、MDに120mm、TDに50mmの
長方形に切り取り、大気中115℃の温度にセットされ
た恒温層内に、MDに200gの錘で、25kg/cm
2の引っ張り荷重を与えた状態でセットし、15分間保
持した。(以下、MD前処理という。) MD前処理し
た後は、23℃に調温された実験室内でJISに準拠し
たA型測定装置を用いて透気抵抗度を測定した。測定値
は、600秒/100mlであった。
First, the air resistance of the separator A at normal temperature was measured. JIS in a laboratory controlled at 23 ° C
The air resistance was measured using an A-type measuring device conforming to the standard. The measured value was 150 seconds / 100 ml. next,
The air resistance of the separator A after the heat treatment was measured.
Separator A was cut into a rectangle of 120 mm in MD and 50 mm in TD, and placed in a constant temperature layer set at a temperature of 115 ° C. in the air with a weight of 200 g in the MD at 25 kg / cm.
It was set with a tensile load of 2 applied and held for 15 minutes. (Hereinafter referred to as MD pretreatment.) After the MD pretreatment, the air permeability was measured using a type A measuring device conforming to JIS in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 600 seconds / 100 ml.

【0035】さらに、このセパレータAの常温での全細
孔容積を測定した。23℃に調温された実験室内で水銀
ポロシメータ装置を用いて全細孔容積を測定した。測定
値は、1.6cm3/gであった。次に、このセパレー
タAの熱処理後の全細孔容積を測定した。セパレータA
を、通気抵抗度を測定した時と同じ条件でMD前処理し
た。MD前処理した後は、23℃に調温された実験室内
で水銀ポロシメータ装置を用いて全細孔容積を測定し
た。測定値は、0.6cm3/gであった。
Further, the total pore volume of the separator A at normal temperature was measured. The total pore volume was measured using a mercury porosimeter in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 1.6 cm 3 / g. Next, the total pore volume of the separator A after the heat treatment was measured. Separator A
Was subjected to MD pretreatment under the same conditions as when the airflow resistance was measured. After the MD pretreatment, the total pore volume was measured using a mercury porosimeter in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 0.6 cm 3 / g.

【0036】また、セパレータAと同じ厚さで、違う透
気抵抗度および全細孔容積を持つセパレータBを製造し
た。
A separator B having the same thickness as the separator A but having a different air resistance and a total pore volume was produced.

【0037】高密度ポリエチレン(平均分子量28万)
20重量部と高密度ポリエチレン(平均分子量52万)
20重量部と流動パラフィン60重部とを二軸押出機内
で溶融混練した。コートハンガーダイから冷却ロール上
に押出キャストすることにより高分子ゲルシートを作製
した。厚みはこの時点で、1.8mmであった。この高
分子ゲルシートを同時二軸延伸機を用いて130℃で7
×4倍に抽出前延伸をした。その後、塩化メチレン中に
浸漬して流動パラフィンを抽出除去した。さらに、テン
ターを用いて、130℃でTDに3倍に延伸した後、T
Dの延伸を17%緩和させつつ熱処理した。以上述べた
工程で、厚さ16μmのPE膜を作製し、セパレータB
とした。
High density polyethylene (average molecular weight 280,000)
20 parts by weight and high density polyethylene (average molecular weight 520,000)
20 parts by weight and 60 parts by weight of liquid paraffin were melt-kneaded in a twin-screw extruder. A polymer gel sheet was prepared by extrusion casting from a coat hanger die onto a cooling roll. The thickness was 1.8 mm at this point. This polymer gel sheet was treated at 130 ° C. for 7 times using a simultaneous biaxial stretching machine.
It was stretched × 4 times before extraction. Then, it was immersed in methylene chloride to extract and remove liquid paraffin. Further, after stretching to TD three times at 130 ° C. using a tenter,
Heat treatment was performed while relaxing the stretching of D by 17%. Through the steps described above, a PE film having a thickness of 16 μm was formed, and the separator B was formed.
And

【0038】まず、このセパレータBの常温での透気抵
抗度を測定した。
First, the air resistance of the separator B at normal temperature was measured.

【0039】23℃に調温された実験室内でJISに準
拠したA型測定装置を用いて透気抵抗度を測定した。測
定値は、150秒/100mlであった。次に、このセ
パレータBの熱処理後の透気抵抗度を測定した。セパレ
ータBを、セパレータAと同様に切り取り、MD前処理
した。前処理した後は、23℃に調温された実験室内で
JISに準拠したA型測定装置を用いて透気抵抗度を測
定した。測定値は、450秒/100mlであった。
The air resistance was measured using a type A measuring device conforming to JIS in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 150 seconds / 100 ml. Next, the air resistance of the separator B after the heat treatment was measured. Separator B was cut out in the same manner as separator A and subjected to MD pretreatment. After the pre-treatment, the air permeability was measured using a type A measuring device conforming to JIS in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 450 seconds / 100 ml.

【0040】次に、このセパレータBの常温での全細孔
容積を測定した。23℃に調温された実験室内で水銀ポ
ロシメータ装置を用いて全細孔容積を測定した。測定値
は1.6cm3/gであった。そして、このセパレータ
Bの熱処理後の全細孔容積を測定した。セパレータB
を、セパレータAと同様に、MDに120mm、TDに
50mmの長方形に切り取り、MD前処理した。MD前
処理した後は、23℃に調温された実験室内で水銀ポロ
シメータ装置を用いて全細孔容積を測定した。測定値は
1.0cm3/gであった。
Next, the total pore volume of the separator B at normal temperature was measured. The total pore volume was measured using a mercury porosimeter in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 1.6 cm 3 / g. Then, the total pore volume of the separator B after the heat treatment was measured. Separator B
Was cut into a rectangle of 120 mm in MD and 50 mm in TD in the same manner as in the case of the separator A, and subjected to MD pretreatment. After the MD pretreatment, the total pore volume was measured using a mercury porosimeter in a laboratory adjusted to 23 ° C. The measured value was 1.0 cm 3 / g.

【0041】以下、セパレータAまたはセパレータBと
同様の方法で、ポリエチレンの分子量や延伸条件を変え
ることにより、常温での透気抵抗度、全細孔容積は、全
て同じであり、(表1)に示すような前処理後の透気抵
抗度、全細孔容積および厚さからなるセパレータAから
Mの13種のセパレータを作製した。
Hereinafter, by changing the molecular weight and stretching conditions of polyethylene in the same manner as in the case of the separator A or the separator B, the air permeability resistance and the total pore volume at room temperature are all the same. 13 types of separators A to M having the air resistance, the total pore volume, and the thickness after the pre-treatment as shown in FIG.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】(電池の作製)本実施例における電池の過
充電時の温度変化を評価するため、以下に説明する円筒
形電池を作製した。図1に本実施例にて作製した円筒形
電池の構造図(一部断面図)を示す。
(Production of Battery) In order to evaluate the temperature change during overcharging of the battery in this example, a cylindrical battery described below was produced. FIG. 1 shows a structural view (a partial cross-sectional view) of a cylindrical battery manufactured in this example.

【0044】図1において、非水電解質二次電池1は、
正極2と負極3とセパレータ4が、捲回されて、ケース
5内に非水溶媒に電解質塩を溶解した電解液(図示せ
ず)、とともに内蔵されており、封口板6で密閉されて
いる。
In FIG. 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery 1
The positive electrode 2, the negative electrode 3, and the separator 4 are wound and housed in a case 5 together with an electrolytic solution (not shown) in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent, and are sealed with a sealing plate 6. .

【0045】封口板には、一般の市販電池においては、
安全弁やPTC素子などの安全素子が組み込まれている
が、実施例の電池においては安全性試験のために、封口
板6には一切の安全機構は組み込まれていない。
In the sealing plate, in a general commercial battery,
Although safety elements such as a safety valve and a PTC element are incorporated, no safety mechanism is incorporated in the sealing plate 6 in the battery of the embodiment for a safety test.

【0046】正極2は、コバルト酸リチウム粉末85重
量%に対し、導電剤の炭素粉末10重量%と結着剤のポ
リ弗化ビニリデン樹脂(PVdF樹脂)5重量%を混合
し、これらを脱水NMPに分散させてスラリーを作製
し、アルミ箔からなる正極集電体上に塗布し、乾燥後、
圧延して作製した。
The positive electrode 2 was prepared by mixing 10% by weight of carbon powder as a conductive agent and 5% by weight of polyvinylidene fluoride resin (PVdF resin) as a binder with respect to 85% by weight of lithium cobalt oxide powder, and dehydrated NMP. To prepare a slurry, applied on a positive electrode current collector made of aluminum foil, dried,
It was produced by rolling.

【0047】負極3は、負極活物質として人造黒鉛粉末
を用い、これの95重量%に対して、結着剤のPVdF
樹脂を5重量%を混合し、これらを脱水NMPに分散さ
せてスラリーを作製し、銅箔からなる負極集電体上に塗
布し、乾燥後、圧延して作製した。セパレータ4には、
前述の表1に示すセパレータAからMの13種のセパレ
ータを使用した。
For the negative electrode 3, artificial graphite powder was used as the negative electrode active material, and the PVdF
A resin was mixed at 5% by weight, and these were dispersed in dehydrated NMP to prepare a slurry. The slurry was applied on a negative electrode current collector made of copper foil, dried, and then rolled. In the separator 4,
Thirteen types of separators A to M shown in Table 1 were used.

【0048】また、電解液には、エチレンカーボネート
(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)の体積
比1:1の混合溶媒にLiPF6を1モル/リットル溶
解したものを使用した。電解液量は、約3.8mlであ
る。
The electrolyte used was one obtained by dissolving 1 mol / l of LiPF 6 in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 1. The amount of the electrolyte is about 3.8 ml.

【0049】なお、この作製した円筒形電池は直径18
mm、高さ65mmである。本サイズで、通常市販され
ているものの設計容量は1800mAhであり、セパレ
ータ4の厚みも、25から27μmのものが一般的であ
る。本実施例の電池は、それよりも高容量の2000m
Ahを設計容量とした。このため、セパレータ4の厚み
は、25μmより大きくなると、捲回した極板群が、ケ
ースに確実に挿入できなかった。
The manufactured cylindrical battery had a diameter of 18
mm and a height of 65 mm. This size, which is usually commercially available, has a design capacity of 1800 mAh, and the thickness of the separator 4 is generally 25 to 27 μm. The battery of this embodiment has a higher capacity of 2000 m.
Ah was set as the design capacity. For this reason, when the thickness of the separator 4 was more than 25 μm, the wound electrode plate group could not be reliably inserted into the case.

【0050】(実施例1〜42)セパレータAを、ビフ
ェニルを5重量%添加した電解液3.8mlとともに電
池に組み立てた。この電池を実施例1の電池とする。以
下、前述の表1に示すセパレータAからMの13種のセ
パレータと、耐過充電添加剤および添加量を(表2)お
よび(表3)に示すよう組み合わせ、実施例2から42
の電池を作製した。
(Examples 1 to 42) A separator A was assembled into a battery together with 3.8 ml of an electrolytic solution containing 5% by weight of biphenyl. This battery is referred to as the battery of Example 1. Hereinafter, the 13 types of separators A to M shown in Table 1 described above, the overcharge-resistant additives and the amounts added were combined as shown in (Table 2) and (Table 3), and Examples 2 to 42 were used.
Was prepared.

【0051】(比較例1〜9)実施例1と同様の方法で
セパレータAを用い、耐過充電添加剤を一切添加してい
ない電解液とともに電池に組み立てた。更に実施例と同
様に(表1)に示すセパレータAからMの13種のセパ
レータと、耐過充電添加剤および添加量を(表2)およ
び(表3)に示すよう組み合わせ、実比較例2から9の
電池を作製した。
(Comparative Examples 1 to 9) A battery was assembled in the same manner as in Example 1 using a separator A together with an electrolytic solution to which no overcharge-resistant additive was added. Further, in the same manner as in the example, 13 kinds of separators A to M shown in (Table 1) were combined with the overcharge-resistant additive and the addition amount as shown in (Table 2) and (Table 3), and the actual comparison example 2 From 9 were produced.

【0052】(電池の評価)これら作製した電池、計5
1個を以下に述べる方法で評価した。
(Evaluation of Batteries) A total of 5
One was evaluated by the method described below.

【0053】電池の設計容量は、2000mAである。
まず、1000mAの定電流で、4.2Vになるまで充
電した後、1000mAの定電流で3.0Vになるまで
放電する充放電サイクルを10サイクル繰り返した。こ
の10サイクル目の放電容量を各電池の初期容量とし
た。51個の全ての電池で、初期容量が設計容量を満足
していた。また、充放電は20℃の恒温槽の中で行っ
た。その後、各電池を4.2Vまで1000mAの定電
流で充電し、さらに、2000mAの定電流で3時間の
過充電試験を行った。また、過充電試験の過程において
電池の表面温度を測定し、電池の最高到達温度を評価し
た。これらの結果も、(表2)および(表3)に示す。
The design capacity of the battery is 2000 mA.
First, a charge / discharge cycle of charging at a constant current of 1000 mA until reaching 4.2 V and then discharging at a constant current of 1000 mA until reaching 3.0 V was repeated 10 times. The discharge capacity at the 10th cycle was defined as the initial capacity of each battery. The initial capacity of all 51 batteries satisfied the design capacity. The charge and discharge were performed in a thermostat at 20 ° C. Thereafter, each battery was charged to 4.2 V at a constant current of 1000 mA, and further overcharged for 3 hours at a constant current of 2000 mA. In the course of the overcharge test, the surface temperature of the battery was measured, and the maximum temperature of the battery was evaluated. These results are also shown in (Table 2) and (Table 3).

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】(表2)からわかる通り、実施例の電池で
はセパレータが薄くなっているのもかかわらず、異常昇
温が抑えられた。すべての実施例の電池で、電圧がかか
った状態で電流が流れており、セパレータ内で微小な内
部短絡が起こっていた。それに対し、比較例の電池は、
全て異常昇温が起こった。
As can be seen from Table 2, in the batteries of Examples, abnormal temperature rise was suppressed despite the thinner separator. In all of the batteries of Examples, current was flowing while voltage was applied, and a minute internal short circuit occurred in the separator. In contrast, the battery of the comparative example
Abnormal heating occurred in all cases.

【0057】使用した全てのセパレータで、常温の透気
抵抗度や全細孔容積は同じであるのに、実施例と比較例
の電池のように異常昇温の起こる電池と起こらない電池
があったのは、前述のとおり、高温時の透気抵抗度や全
細孔容積が違うためである。
Although all the separators used had the same air permeability and normal pore volume at room temperature, there were some batteries that had an abnormal temperature rise and those that did not, as in the batteries of Examples and Comparative Examples. This is because, as described above, the air permeability at high temperatures and the total pore volume are different.

【0058】実施例の全ての添加剤(2−ビフェニリル
メチルカーボネート、4−ビフェニリルメチルカーボネ
ート、4−ビフェニリルブチルカーボネート、3−ビフ
ェニルメチルカーボネートおよび4−ビフェニリルフェ
ニルカーボネート)で、添加量が2.5重量%のものと
5重量%のもので、効果に違いが無かった。
In all the additives of the examples (2-biphenylylmethyl carbonate, 4-biphenylylmethyl carbonate, 4-biphenylylbutyl carbonate, 3-biphenylmethyl carbonate and 4-biphenylylphenyl carbonate), the amount added was There was no difference in effect between the 2.5% by weight and the 5% by weight.

【0059】電池の到達温度の高かった12個の電池
(実施例8、9、17、18、23、24、29、3
0、35、36、41、42)は、すべて、セパレータ
Jか、セパレータKのものであった。セパレータJは、
高温時の透気抵抗度が小さくて、高温時の全細孔容積も
大きい上に厚みが小さいため、内部短絡が多く発生し、
その短絡電流による温度上昇が大きかったと思われる。
また逆に、セパレータKは、高温時の透気抵抗度が大き
くて、高温時の全細孔容積も小さい上に厚みが厚いた
め、内部短絡の発生が少なく、過充電状態が進んだため
温度上昇が大きかったと思われる。
The twelve batteries (Examples 8, 9, 17, 18, 23, 24, 29, 3) with the highest temperature reached by the batteries
0, 35, 36, 41, and 42) all belonged to the separator J or the separator K. The separator J is
Because of low air permeability at high temperature, large total pore volume at high temperature and small thickness, many internal short circuits occur,
It is considered that the temperature rise due to the short-circuit current was large.
On the other hand, the separator K has a high air permeability at high temperatures, a small total pore volume at high temperatures, and a large thickness. The rise seems to have been significant.

【0060】セパレータJより内部短絡が起こりやすい
と思われる、セパレータGや、セパレータMを使用した
比較例の電池(比較例3、5、7、9)は、内部短絡が
あまりにも多く発生し、その短絡電流による温度上昇が
大きいため、異常昇温が起こったと考えられる。また逆
に、セパレータKより内部短絡が起こりにくいと思われ
る、セパレータFや、セパレータLを使用した比較例の
電池(比較例2、4、6、8)は、内部短絡の発生があ
まりにも少なく、過充電状態が危険な状態まで進んだた
め異常昇温が起こったと考えられる。
The batteries of the comparative examples (Comparative Examples 3, 5, 7, and 9) using the separator G and the separator M, which seem to cause the internal short circuit more easily than the separator J, have too many internal short circuits, Since the temperature rise due to the short-circuit current was large, it is considered that abnormal temperature rise occurred. On the contrary, the batteries of the comparative examples (Comparative Examples 2, 4, 6, and 8) using the separator F and the separator L, which are considered to be less likely to cause an internal short circuit than the separator K, have too few internal short circuits. It is considered that abnormal temperature rise occurred because the overcharged state advanced to a dangerous state.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、薄い
セパレータを用いたにもかかわらず非水電解質二次電池
の高温状況下での安全性を高めることができる。
As described above, according to the present invention, the safety of a non-aqueous electrolyte secondary battery under high-temperature conditions can be improved despite the use of a thin separator.

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

【図1】本発明の実施例で用いた円筒形電池の概略図
(一部断面図)
FIG. 1 is a schematic diagram (partially sectional view) of a cylindrical battery used in an example of the present invention.

【符号の説明】 1 非水電解質二次電池 2 正極 3 負極 4 セパレータ 5 ケース 6 封口板[Description of Signs] 1 Non-aqueous electrolyte secondary battery 2 Positive electrode 3 Negative electrode 4 Separator 5 Case 6 Sealing plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 31:34 B29L 31:34 (72)発明者 高橋 庄三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 美藤 靖彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 江田 信夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4F210 AA03 AA05 AB19 AG01 AG20 AH33 QC14 QG01 QG18 QW12 5H021 BB01 BB05 CC08 CC17 EE04 EE31 HH00 HH03 HH04 HH06 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL01 AL02 AL07 AL11 AM01 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ01 CJ02 CJ28 DJ04 DJ08 DJ13 DJ16 EJ01 EJ04 EJ12 HJ00 HJ04 HJ07 HJ14 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) B29L 31:34 B29L 31:34 (72) inventor Shozo Takahashi Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita Electric industrial Inside (72) Inventor Yasuhiko Mitou 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Nobuo Eda 1006 Odaka, Kazuma, Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. ) 4F210 AA03 AA05 AB19 AG01 AG20 AH33 QC14 QG01 QG18 QW12 5H021 BB01 BB05 CC08 CC17 EE04 EE31 HH00 HH03 HH04 HH06 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL01 AL02 AL07 AL11 AM01 AM03 DJ02J14 DJ02J14 DJ02J14 HJ14

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極、負極、非水溶媒に電解質塩を溶解
した非水電解質、セパレータを備えた非水電解質二次電
池であって、前記非水電解質は、2−ビフェニリルメチ
ルカーボネート、4−ビフェニリルメチルカーボネー
ト、4−ビフェニリルブチルカーボネート、3−ビフェ
ニルメチルカーボネートおよび4−ビフェニリルフェニ
ルカーボネートから選択される少なくとも1種を耐過充
電添加剤として混合しており、前記セパレータは多孔質
ポリオレフィンからなり、さらにその機械延伸された長
手方向に25kg/cm2の引っ張り荷重を与えた状態
にて大気中115℃の温度で15分間保持した後におい
て、透気抵抗度が400から1500秒/100mlに
あり、全細孔容積が0.3から1.5cm3/gにある
ことを特徴とする非水電解質二次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, and a separator, wherein the non-aqueous electrolyte is 2-biphenylylmethyl carbonate, At least one selected from biphenylylmethyl carbonate, 4-biphenylylbutyl carbonate, 3-biphenylmethyl carbonate and 4-biphenylylphenyl carbonate as an overcharge-resistant additive, wherein the separator is a porous polyolefin; After holding at a temperature of 115 ° C. in the atmosphere for 15 minutes in a state where a tensile load of 25 kg / cm 2 is applied in the machine-stretched longitudinal direction, the air resistance is 400 to 1500 seconds / 100 ml. to have a non-aqueous to the total pore volume, characterized in that from 0.3 to 1.5 cm 3 / g Solution electrolyte secondary battery.
【請求項2】 過充電添加剤が2−ビフェニリルメチル
カーボネートであり、前記透気抵抗度が450から90
0秒/100mlにあり、全細孔容積が0.5から1.
0cm3/gにある請求項1記載の非水電解質二次電
池。
2. The overcharge additive is 2-biphenylylmethyl carbonate, and the air permeation resistance is from 450 to 90.
0 sec / 100 ml with a total pore volume of 0.5 to 1.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein in the 0 cm 3 / g.
【請求項3】 セパレータの厚みが8から18μmにあ
る請求項1記載の非水電解質二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the separator is from 8 to 18 μm.
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