JP2002373660A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous secondary battery

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JP2002373660A
JP2002373660A JP2001182853A JP2001182853A JP2002373660A JP 2002373660 A JP2002373660 A JP 2002373660A JP 2001182853 A JP2001182853 A JP 2001182853A JP 2001182853 A JP2001182853 A JP 2001182853A JP 2002373660 A JP2002373660 A JP 2002373660A
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Japan
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negative electrode
positive electrode
film
battery
acrylic ester
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Withdrawn
Application number
JP2001182853A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Kawai
徹夫 川合
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery minimized in the deterioration of battery characteristics, accompanied by gas generation by suppressing the generation of gas in initial charging (forming). SOLUTION: In this nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, a film of a polymerization product of a multifunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on the surface of the positive electrode and the negative electrode. The thickness of the film is preferably set to 2-10 μm. As the multifunctional acrylic ester monomer or the oligomer, one having three or more polymerizable double bonds in one molecule is preferably used, and dipentaerythritol hexacrylate is particularly preferred.

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、非水二次電池に関
し、さらに詳しくは、特にラミネートフィルムで外装す
る場合に適した非水二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous secondary battery particularly suitable for packaging with a laminate film.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウムイオン二次電池などの非水二次
電池は、小型、高エネルギー密度であって携帯用機器の
電源として適した電池であり、筒形タイプ、角形タイプ
の電池がパソコンや携帯電話用などの電源として使用さ
れているが、最近では、さらなる軽量化、薄形化のため
に、外装材にラミネートフィルムを用いる電池が注目さ
れている。
2. Description of the Related Art Non-aqueous rechargeable batteries such as lithium ion rechargeable batteries are small and have high energy densities and are suitable as power sources for portable equipment. Although used as a power source for mobile phones and the like, recently, batteries using a laminate film as an exterior material have attracted attention in order to further reduce the weight and thickness.

【0003】このラミネートフィルムで外装する電池に
は、液状電解質である電解液をポリマーでゲル化したゲ
ル状ポリマー電解質を用いた電池や、電解液をゲル化す
ることなくそのまま用いた電池があるが、いずれも外装
材にアルミニウム箔を芯材とするラミネートフィルムを
用い、シート状の電極を積層または巻回して電極群に
し、それをラミネートフィルムで外装して電池にしてい
るので、可撓性があり、しかも大面積化が可能であるこ
とから、新しい用途が期待されている。
The battery packaged with this laminated film includes a battery using a gel polymer electrolyte obtained by gelling an electrolyte solution as a liquid electrolyte with a polymer, and a battery using the electrolyte solution without gelation. In each case, a laminated film using an aluminum foil as a core material is used as an exterior material, and a sheet-like electrode is laminated or wound into an electrode group, which is exteriorly covered with the laminated film to form a battery. Since it is possible and the area can be increased, new applications are expected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このラ
ミネートフィルムで外装する電池は、外装材がラミネー
トフィルムという強度の小さい材料で構成されているた
め、軽量化には有利であるものの、電池内部でガスが発
生した場合には、金属缶で外装している電池とは異な
り、少量のガス発生によっても電池が膨れ、電池厚さが
規格からずれたり、ガスによって電極がゆるみ内部抵抗
が増大するという問題があった。
However, the battery packaged with this laminated film is advantageous in reducing the weight because the package material is made of a material having a small strength called a laminate film. When a battery occurs, unlike a battery packaged with a metal can, the battery swells even with a small amount of gas generated, the battery thickness deviates from the standard, the electrode loosens due to gas, and the internal resistance increases. was there.

【0005】リチウムイオン二次電池の場合には、電池
を組み立て、化成(初回充電)を行うと、リチウムイオ
ンが負極炭素の層間に入るが、その際に、まず、電解液
の構成溶媒として用いられているエチレンカーボネート
やプロピレンカーボネートが炭素と反応して分解し、炭
素表面に安定な固体電解質層を形成することによって、
以後のリチウムイオンの層間への進入が容易になるとい
うことが一般に言われている。
[0005] In the case of a lithium ion secondary battery, when the battery is assembled and formed (initial charge), lithium ions enter between layers of the negative electrode carbon. Ethylene carbonate and propylene carbonate are decomposed by reacting with carbon to form a stable solid electrolyte layer on the carbon surface,
It is generally said that subsequent lithium ions can easily enter the interlayer.

【0006】しかしながら、上記のようにエチレンカー
ボネートやプロピレンカーボネートが反応して分解する
ときに、分解生成物としてエチレンやプロピレン、一酸
化炭素(CO)や二酸化炭素(CO2 )などが発生する
といわれており、それらがガスとして電池内部に蓄積さ
れる。
However, when ethylene carbonate or propylene carbonate reacts and decomposes as described above, it is said that decomposition products such as ethylene, propylene, carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ) are generated. And they accumulate as gas inside the battery.

【0007】このように電池内でガスが発生すると、電
池が膨れ、電極間に気泡が蓄積して反応を阻害して電池
容量の低下や特に重負荷放電特性などの低下を引き起こ
したり、膨れ自体で製品価値を損なうことになる。
When gas is generated in the battery as described above, the battery swells, and bubbles accumulate between the electrodes to inhibit the reaction, causing a decrease in battery capacity, particularly a decrease in heavy load discharge characteristics, and the swelling itself. In this case, the product value is impaired.

【0008】ガスの発生は上記のメカニズムにより初回
充電(1回目の充電)である化成工程において大量に起
こり、以後はほとんど無視できるので、化成(初回充
電)時に発生したガスを電池外に排出すればよい。
[0008] The generation of gas occurs in a large amount in the formation step, which is the first charge (first charge), due to the above mechanism, and can be almost ignored thereafter. Therefore, the gas generated during the formation (first charge) must be discharged out of the battery. I just need.

【0009】しかしながら、発生したガスを電池外に排
出するには、電池を封止しないで化成し、化成が終了し
た後に電池を封口するか、あるいは一旦封止した電池を
化成し、開封してガスを抜いてから封止し直すなど、非
常に煩雑な工程をとらなければならないという問題があ
った。
However, in order to discharge the generated gas to the outside of the battery, the battery is formed without sealing the battery, and after the formation is completed, the battery is sealed, or the once sealed battery is formed and opened. There is a problem that a very complicated process such as resealing after degassing has to be taken.

【0010】本発明は、上記のような従来技術における
問題点を解決し、化成時のガスの発生を抑制して、ガス
抜きのための煩雑な工程を廃止して生産性を高めるとと
もに、ガス発生に伴う電池特性の低下を抑制した非水二
次電池を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, suppresses generation of gas during chemical formation, eliminates complicated steps for degassing, increases productivity, An object of the present invention is to provide a non-aqueous secondary battery in which a decrease in battery characteristics due to occurrence is suppressed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、正極および負
極の表面に多官能アクリル系エステルモノマーまたはオ
リゴマーの重合生成物の被膜を形成することによって、
化成時の電池内でのガス発生を抑制し、ガス抜きを実質
的に行わなくてすむようにするとともに、ガス発生に伴
う電池特性の低下を抑制して、上記課題を解決したもの
である。
According to the present invention, a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on the surfaces of a positive electrode and a negative electrode.
An object of the present invention is to solve the above-described problem by suppressing gas generation in a battery during chemical formation, substantially eliminating gas degassing, and suppressing deterioration of battery characteristics due to gas generation.

【0012】上記のように正極および負極の表面に多官
能アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマーの重合
生成物の被膜を形成にするには、液状電解質である電解
液中にラジカルを生じる二重結合を1分子中に2個以上
含む多官能アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマ
ーを添加し、その多官能アクリル系エステルモノマーま
たはオリゴマーを添加した電解液を用いて電池組立てを
行った後、化成を行うことによって、正極および負極の
表面に多官能アクリルエステルモノマーまたはオリゴマ
ーの重合生成物の被膜を形成させることによって行われ
る。そして、その被膜によって、例えば、電解液中の溶
媒分子が負極の炭素との間で直接分解反応を起こすのが
防止され、安定な化成、充放電が可能になる。
As described above, in order to form a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode, a double bond which generates a radical in an electrolyte solution which is a liquid electrolyte is formed by one bond. After adding a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer containing two or more molecules in the molecule, assembling the battery using an electrolytic solution to which the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is added, and then performing a chemical conversion, And forming a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer on the surface of the negative electrode. The coating prevents, for example, solvent molecules in the electrolytic solution from directly decomposing with the carbon of the negative electrode, and enables stable formation and charge / discharge.

【0013】その結果、化成時のガスの発生が低減され
るので、ガス抜きを実質的に行わなくても電池を製造で
き、電池製造時の生産性が向上し、また、ガスの発生に
より生じていた電池性能の低下も抑制される。
As a result, the generation of gas during chemical formation is reduced, so that a battery can be manufactured without substantially performing degassing, and the productivity during battery manufacturing is improved. The deterioration of the battery performance which has been performed is also suppressed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を正極、負
極、電解質、多官能アクリル系エステルモノマーまたは
オリゴマーの順に詳細に説明する。まず、正極活物質と
しては、特に限定されることなく種々のものを用い得る
が、リチウムを含む遷移金属酸化物はエネルギー密度が
高く、可逆性に優れていることから好適に用いられ、具
体的には、例えば、LiCoO2 などのリチウムコバル
ト酸化物、LiMn2 4 などのリチウムマンガン酸化
物、LiNiO2 などのリチウムニッケル酸化物、それ
らの混合物、さらにはLiNiO2 のNiの一部をCo
またはMnで置換したものなどが好適に用いられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail in the order of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer. First, as the positive electrode active material, various materials can be used without any particular limitation. However, transition metal oxides containing lithium are preferably used because of their high energy density and excellent reversibility. For example, lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 , lithium manganese oxides such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , mixtures thereof, and a part of Ni of LiNiO 2
Alternatively, those substituted with Mn are preferably used.

【0015】正極は、例えば、上記正極活物質に、必要
に応じて、例えば鱗片状黒鉛、アセチレンブラック、カ
ーボンブラックなどの導電助剤や、例えばポリフッ化ビ
ニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのバインダ
ーを加え、混合して正極合剤を調製し、それを溶剤に分
散させてぺーストにし(バインダーはあらかじめ溶剤に
溶解または分散させてから正極活物質などと混合しても
よい)、その正極合剤含有ぺーストをアルミニウム箔な
どからなる正極集電体に塗布し、乾燥して、正極集電体
の少なくとも一部に正極合剤層を形成し、必要に応じて
加圧成形する工程を経由することによって作製される。
ただし、正極の作製方法は、上記例示の方法に限られる
ことなく、他の方法によってもよい。また、導電助剤と
しては、上記例示のもの以外に、導電性ポリマーなどを
用いることができるし、バインダーとしては、上記例示
のもの以外に、スチレンブタジエン共重合体などを用い
ることができる。
For the positive electrode, for example, a conductive auxiliary such as flake graphite, acetylene black or carbon black, or a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene may be added to the above positive electrode active material, if necessary. , Mixing to prepare a positive electrode mixture, dispersing it in a solvent to form a paste (the binder may be previously dissolved or dispersed in a solvent and then mixed with the positive electrode active material, etc.), and the positive electrode mixture containing Applying paste to a positive electrode current collector made of aluminum foil or the like, drying, forming a positive electrode mixture layer on at least a part of the positive electrode current collector, and, if necessary, passing through a step of pressure molding. Produced by
However, the method for producing the positive electrode is not limited to the method described above, but may be another method. In addition, as the conductive auxiliary agent, a conductive polymer or the like can be used in addition to the above examples, and as the binder, in addition to the above examples, a styrene-butadiene copolymer or the like can be used.

【0016】また、負極活物質としては、リチウムイオ
ンをドープ・脱ドープできる炭素系材料が用いられ、具
体的には、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛系材
料、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機
高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、
炭素繊維、活性炭、グラファイトなどが好適に用いられ
る。それらの中でも、黒鉛系材料を負極活物質として用
いる場合には、本発明の効果がより顕著に発現する。
As the negative electrode active material, a carbon-based material capable of doping and undoping lithium ions is used. Specifically, for example, graphite-based materials such as natural graphite and artificial graphite, pyrolytic carbons, coke , Glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads,
Carbon fiber, activated carbon, graphite and the like are preferably used. Among them, when a graphite-based material is used as the negative electrode active material, the effects of the present invention are more remarkably exhibited.

【0017】負極は、例えば、上記負極活物質に、必要
に応じ、正極の場合と同様の導電助剤やバインダーなど
を加え、混合して負極合剤を調製し、それを溶剤に分散
させてぺーストにし(バインダーはあらかじめ溶剤に溶
解または分散させておいてから負極活物質などと混合し
てもよい)、その負極合剤含有ぺーストを銅箔やニッケ
ル箔などからなる負極集電体に塗布し、乾燥して負極集
電体の少なくとも一部に負極合剤層を形成し、必要に応
じて加圧成形する工程を経由することによって作製され
る。ただし、負極の作製方法は、上記例示の方法に限ら
れることなく、他の方法によってもよい。
The negative electrode is prepared, for example, by adding the same conductive aid and binder as in the case of the positive electrode to the negative electrode active material, if necessary, mixing to prepare a negative electrode mixture, and dispersing it in a solvent. A paste (the binder may be dissolved or dispersed in a solvent in advance and then mixed with the negative electrode active material, etc.), and the paste containing the negative electrode mixture is converted to a negative electrode current collector made of copper foil, nickel foil, or the like. It is prepared by applying and drying to form a negative electrode mixture layer on at least a part of the negative electrode current collector, and then, if necessary, through a step of pressure molding. However, the method for manufacturing the negative electrode is not limited to the method described above, and may be another method.

【0018】上記正極や負極とともに発電要素を構成す
る電解質としては、通常、有機溶媒にリチウム塩などの
電解質塩を溶解させた非水系の液状電解質(以下、「電
解液」という)や上記電解液をポリマーでゲル化したゲ
ル状ポリマー電解質が用いられる。まず、電解液につい
て説明すると、上記電解液の溶媒としては、例えば、ジ
エチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメ
チルカーボネートなどの鎖状カーボネート、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネートなどの環状カーボネート、酢酸エチル、プロピオ
ン酸メチル、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール
サルファイト、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジ
オキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチル−テトラ
ヒドロフラン、ジエチルエーテルなどを用いることがで
きる。そのほか、アミン系またはイミド系有機溶媒や、
含イオウ系または含フッ素系有機溶媒なども用いること
ができる。そして、これらの溶媒はそれぞれ単独でまた
は2種以上混合して用いることができるが、その中で
も、鎖状カーボネートと環状カーボネートとの混合溶媒
を電解液の構成溶媒として用いる場合に、本発明の効果
がより顕著に発現する。
The electrolyte constituting the power generating element together with the positive electrode and the negative electrode is usually a non-aqueous liquid electrolyte (hereinafter referred to as "electrolyte") in which an electrolyte salt such as lithium salt is dissolved in an organic solvent, or the above-mentioned electrolyte. A gel polymer electrolyte obtained by gelling with a polymer is used. First, the electrolytic solution will be described. Examples of the solvent for the electrolytic solution include chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate, ethyl acetate, and propion. Methyl acid, γ-butyrolactone, ethylene glycol sulfite, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dioxolan, tetrahydrofuran, 2-methyl-tetrahydrofuran, diethyl ether, and the like can be used. In addition, amine-based or imide-based organic solvents,
Sulfur-containing or fluorine-containing organic solvents can also be used. These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. Among them, when a mixed solvent of a chain carbonate and a cyclic carbonate is used as a constituent solvent of the electrolytic solution, the effect of the present invention is obtained. Are more remarkably expressed.

【0019】電解液の調製にあたって上記溶媒に溶解さ
せる電解質塩としては、例えば、LiClO4 、LiP
6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、Li
CF 3 SO3 、LiC4 9 SO3 、LiCF3
2 、Li2 2 4 (SO3 2 、LiN(CF3
2 2 、LiC(CF3 SO2 3 、LiCn 2n+1
SO3 (n≧2)などが単独でまたは2種以上混合して
用いられる。特にLiPF 6 やLiC4 9 SO3 など
は充放電特性が良好なことから好ましい。電解液中にお
けるリチウム塩の濃度は、特に限定されるものではない
が、0.3mol/l以上、特に0.4mol/l以上
が好ましく、また、1.7mol/l以下、特に1.5
mol/l以下が好ましい。
When preparing the electrolytic solution, the
The electrolyte salt to be used is, for example, LiClOFour, LiP
F6, LiBFFour, LiAsF6, LiSbF6, Li
CF ThreeSOThree, LiCFourF9SOThree, LiCFThreeC
OTwo, LiTwoCTwoFFour(SOThree) Two, LiN (CFThreeS
OTwo)Two, LiC (CFThreeSOTwo)Three, LiCnF2n + 1
SOThree(N ≧ 2) alone or in combination of two or more
Used. Especially LiPF 6And LiCFourF9SOThreeSuch
Is preferable because of good charge / discharge characteristics. In the electrolyte
Is not particularly limited.
Is at least 0.3 mol / l, especially at least 0.4 mol / l
Is preferable, and 1.7 mol / l or less, especially 1.5 mol / l
mol / l or less is preferred.

【0020】ゲル状ポリマー電解質は、上記電解液をゲ
ル化剤によってゲル化したものに相当するが、そのゲル
化にあたっては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
エチレンオキサイド、ポリアクリロニトリルなどの直鎖
状ポリマーまたはそれらのコポリマー、紫外線、電子
線、可視光線、遠赤外線などの活性光線の照射によりポ
リマー化する多官能モノマー(例えば、ペンタエリスリ
トールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパン
テトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトール
テトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキ
シペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
アクリレートなどの四官能以上のアクリレートおよび上
記アクリレートと同様の四官能以上のメタクリレートな
ど)などをポリマー化したポリマーがゲル化剤として用
いられる。
The gel polymer electrolyte corresponds to a gel obtained by gelling the above-mentioned electrolytic solution with a gelling agent. For the gelation, for example, a linear polymer such as polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile or the like is used. These copolymers, polyfunctional monomers polymerized by irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays, electron beams, visible rays, and far infrared rays (for example, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, dipentane) Tetra- or higher-functional acrylates such as erythritol hydroxypentaacrylate or dipentaerythritol hexa-acrylate and the same tetra- or higher-functional methacrylates as the above acrylates) Polymer is used as a gelling agent.

【0021】上記のように多官能モノマーを用いる場
合、必要であれば、重合開始剤として、例えば、ベンゾ
イル類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンゾフェノ
ン類、ベンゾイルフェニルフォスフィンオキサイド類、
アセトフェノン類、チオキサントン類、アントラキノン
類などを使用することができ、さらに重合開始剤の増感
剤としてアルキルアミン類、アミノエステルなども使用
することもできる。
When a polyfunctional monomer is used as described above, if necessary, as a polymerization initiator, for example, benzoyls, benzoin alkyl ethers, benzophenones, benzoylphenylphosphine oxides,
Acetophenones, thioxanthones, anthraquinones, and the like can be used, and alkylamines, amino esters, and the like can also be used as sensitizers for the polymerization initiator.

【0022】本発明においては、ガス発生の抑制手段と
して正極および負極の表面に多官能アクリル系エステル
モノマーまたはオリゴマーの重合生成物の被膜を形成す
るが、その多官能アクリル系エステルモノマーまたはオ
リゴマーとしては、1分子中に重合可能な二重結合を2
個以上(すなわち、二官能以上の架橋性)を有するもの
で、紫外線、電子線、可視光線、遠赤外線などの活性光
線や熱で重合可能なものであればよい。
In the present invention, a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode as a means for suppressing gas generation. Two polymerizable double bonds in one molecule
Any material having at least two (that is, bifunctional or more crosslinkable) and polymerizable by actinic rays such as ultraviolet rays, electron beams, visible rays, and far-infrared rays or heat can be used.

【0023】それらの具体例を例示すると、1分子中に
重合可能な二重結合を2個有するアクリル系エステルモ
ノマー(二官能架橋性アクリル系エステルモノマー)と
して、例えば、1,3−ブタンジオールアクリレート、
1,4−ブタンジオールアクリレート、1,6−ブタン
ジオールアクリレート、エチレングリコールジアクリレ
ート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリ
エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコ
ールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリ
レート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エ
トキシ化ビスフェノールAジアクリレート、ノボラック
ジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコール
ジアクリレートなどの二官能アクリレートおよび上記ア
クリレートと同様の二官能メタクリレートなどが挙げら
れる。
Specific examples thereof include acrylic ester monomers having two polymerizable double bonds in one molecule (bifunctional crosslinkable acrylic ester monomers) such as 1,3-butanediol acrylate. ,
1,4-butanediol acrylate, 1,6-butanediol acrylate, ethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, ethoxy Bifunctional acrylates such as functionalized bisphenol A diacrylate, novolak diacrylate, and propoxylated neopentyl glycol diacrylate, and the same bifunctional methacrylate as the above acrylate.

【0024】また、1分子中に重合可能な二重結合を3
個有するアクリル系エステルモノマー(三官能架橋性ア
クリル系エステルモノマー)としては、例えば、トリス
(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリ
レート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エ
トキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシ化ト
リメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化
グリセリルトリアクリレート、カプロラクトン変性トリ
メチロールプロパンアクリレートなどの三官能アクリレ
ートおよび上記アクリレートと同様の三官能メタクリレ
ートなどが挙げられる。
In addition, a polymerizable double bond is contained in one molecule.
Examples of the acrylic ester monomer (trifunctional crosslinkable acrylic ester monomer) include tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, and pentaerythritol triacrylate. Examples include trifunctional acrylates such as acrylate, propoxylated trimethylolpropane triacrylate, propoxylated glyceryl triacrylate, and caprolactone-modified trimethylolpropane acrylate, and trifunctional methacrylates similar to the above acrylates.

【0025】そして、1分子中に重合可能な二重結合を
4個以上有するアクリル系エステルモノマー(四官能以
上の架橋性アクリル系エステルモノマー)としては、例
えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジト
リメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエ
リスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレートなどの四官能以上の
アクリレートおよび上記アクリレートと同様の四官能以
上のメタクリレートなどが挙げられる。
Examples of acrylic ester monomers having four or more polymerizable double bonds in one molecule (tetrafunctional or more crosslinkable acrylic ester monomers) include, for example, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetra Examples thereof include tetrafunctional or higher acrylates such as acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate, and tetrafunctional or higher methacrylate similar to the above acrylate.

【0026】これらの多官能アクリル系エステルモノマ
ーでは、多官能であるほど、すなわち、1分子中に重合
可能な二重結合を多く有するほど効果が大きくなると考
えられることから、1分子中に重合可能な二重結合を3
個以上含むもの(すなわち、3官能以上のもの)、特に
重合可能な二重結合を4つ以上含むもの(すなわち、四
官能以上のもの)が好適に用いられ、特にジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレートやジペンタエリスリトー
ルヘキサメタクリレートなどの6官能のアクリレートや
メタクリレートなどが好適に用いられる。また、電解液
への溶解性などを考慮すると、多官能アクリル系エステ
ルモノマーとしては、分子量が2000以下のものが好
ましく、1000以下のものがより好ましい。そして、
上記例示からも明らかなように、本発明において、アク
リル系エステルモノマーとは、アクリレートだけでな
く、メタクリレートも含まれる。そして、多官能アクリ
ル系エステルオリゴマーとしては、例えば、上記例示の
多官能アクリル系エステルモノマーのオリゴマーが用い
られる。
With these polyfunctional acrylic ester monomers, it is considered that the more polyfunctional, that is, the more polymerizable double bonds are in one molecule, the greater the effect is. Therefore, it is possible to polymerize in one molecule. Three double bonds
Those containing more than two (i.e., those having three or more functional groups), particularly those containing four or more polymerizable double bonds (i.e., those having four or more functional groups) are preferably used, and in particular, dipentaerythritol hexaacrylate or dipentaerythritol. Hexafunctional acrylates and methacrylates such as pentaerythritol hexamethacrylate are preferably used. In consideration of the solubility in the electrolytic solution and the like, the polyfunctional acrylic ester monomer preferably has a molecular weight of 2000 or less, more preferably 1000 or less. And
As is clear from the above examples, in the present invention, the acrylic ester monomer includes not only acrylate but also methacrylate. As the polyfunctional acrylic ester oligomer, for example, an oligomer of the polyfunctional acrylic ester monomer exemplified above is used.

【0027】これらの多官能アクリル系エステルモノマ
ーまたはオリゴマーは、電解液(液状電解質)に対して
0.1〜2重量%(すなわち、電解液100重量部に対
して多官能アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマ
ーを0.1〜2重量部)含有させることが好ましく、
0.5〜1.5重量%含有させることがより好ましく、
0.7〜1.5重量%含有させることがさらに好まし
い。ただし、この電解液に含有させた多官能アクリル系
エステルモノマーまたはオリゴマーは、電池組立後に
は、正極および負極の表面にその重合生成物の被膜を形
成するので、その含有量が低下するため、上記のような
含有量は電池組立時にそうなっておればよい。
These polyfunctional acrylic ester monomers or oligomers are used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the electrolytic solution (liquid electrolyte) (ie, based on 100 parts by weight of the electrolytic solution). 0.1 to 2 parts by weight),
It is more preferable to contain 0.5 to 1.5% by weight,
More preferably, the content is 0.7 to 1.5% by weight. However, since the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer contained in the electrolytic solution forms a film of the polymerization product on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode after assembling the battery, the content is reduced. It is sufficient that such a content as described above is satisfied when the battery is assembled.

【0028】これらの多官能アクリル系エステルモノマ
ーまたはオリゴマーは、上記範囲の含有量では、電解液
をゲル化させることなく、正極および負極の表面にその
重合生成物の被膜を形成することによって化成(初回充
電)時の負極活物質の炭素系材料と電解液の構成溶媒で
あるエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートと
の反応を抑制する。
When the content of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is in the above-mentioned range, formation of a film of the polymerization product on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode without gelling the electrolytic solution is performed. The reaction between the carbon-based material of the negative electrode active material and ethylene carbonate or propylene carbonate, which is a constituent solvent of the electrolytic solution, during the first charge) is suppressed.

【0029】そして、多官能アクリル系エステルモノマ
ーまたはオリゴマーの含有量を電解液に対して0.1重
量%以上にすることによって、前記のような効果を充分
に発現させることができ、また、多官能アクリル系エス
テルモノマーまたはオリゴマーの含有量を電解液に対し
て2重量%以下にすることによって、多官能アクリル系
エステルモノマーまたはオリゴマーの多すぎによる負荷
特性などの低下を抑制することができる。また、電池の
構成にあたってゲル状ポリマー電解質を用いる場合も、
そのベースとなる電解液に対して多官能アクリル系エス
テルモノマーまたはオリゴマーを0.1〜2重量%含有
させればよい。
By setting the content of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer to 0.1% by weight or more with respect to the electrolytic solution, the above-mentioned effects can be sufficiently exhibited. By setting the content of the functional acrylic ester monomer or oligomer to 2% by weight or less based on the electrolytic solution, it is possible to suppress a decrease in load characteristics and the like due to too much polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer. Also, when a gel polymer electrolyte is used in the construction of the battery,
The polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer may be contained in an amount of 0.1 to 2% by weight with respect to the base electrolyte solution.

【0030】上記多官能アクリル系エステルモノマーま
たはオリゴマーの多くは、電解液をゲル化する材料とし
て公知のものであり、ジペンタエリスリトールヘキサア
クリレートも、ゲル化剤として用いられ、紫外線硬化方
式により電解液をゲル化し、そのゲル状ポリマー電解質
がポリマー電池の電解質として用いられている。しかし
ながら、電解液をゲル化するには、ゲル化剤がある程度
の量以上必要であり、2官能のものでは、少なくても電
解液に対して10重量%程度、3官能にすると量を減ら
すことができるが、4官能のジペンタエリスリトールヘ
キサアクリレートでも電解液に対して3重量%以上用い
なければ、ゲル化は困難である。
Many of the above-mentioned polyfunctional acrylic ester monomers or oligomers are known as a material for gelling an electrolytic solution, and dipentaerythritol hexaacrylate is also used as a gelling agent, and the electrolytic solution is cured by an ultraviolet curing method. Is gelled, and the gelled polymer electrolyte is used as an electrolyte of a polymer battery. However, in order to gel the electrolytic solution, a certain amount of gelling agent is required. However, gelation is difficult unless tetrafunctional dipentaerythritol hexaacrylate is used in an amount of 3% by weight or more with respect to the electrolytic solution.

【0031】本発明は、正極および負極の表面に多官能
アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマーの重合生
成物の被膜を形成するものであり、その被膜の形成手段
として、多官能アクリル系エステルモノマーまたはオリ
ゴマーを添加した電解液を用いるが、その添加量は電解
液のゲル化を起こさせる濃度以下のごく少量である。
According to the present invention, a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on the surfaces of a positive electrode and a negative electrode. As a means for forming the film, a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is used. The added electrolytic solution is used, and the amount of the added electrolytic solution is very small, not more than a concentration that causes gelation of the electrolytic solution.

【0032】本発明において、上記多官能アクリル系エ
ステルモノマーまたはオリゴマーの重合生成物の被膜を
形成する部位は正極および負極の表面であるが、その表
面とは、もちろん反応面である。
In the present invention, the site where the film of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed is the surface of the positive electrode and the negative electrode, and the surface is, of course, the reaction surface.

【0033】本発明において、多官能アクリル系エステ
ルモノマーまたはオリゴマーの重合生成物の被膜は、正
極および負極の両方の表面に形成されるが、その際に正
極の表面に形成される被膜の方が負極の表面に形成され
る被膜よりも厚みが大きいときに特にその効果が顕著に
発現する。
In the present invention, the film of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on both the surface of the positive electrode and the surface of the negative electrode. The effect is particularly remarkable when the thickness is larger than the film formed on the surface of the negative electrode.

【0034】上記の正極および負極の表面に形成する多
官能アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマーの重
合生成物の被膜の厚さとしては、2〜10μmが好まし
い。すなわち、多官能アクリル系エステルモノマーまた
はオリゴマーの重合生成物の被膜の厚さを2μm以上に
することによって、ガスの発生を抑制する作用を充分に
発揮させることができ、また、多官能アクリル系エステ
ルモノマーまたはオリゴマーの重合生成物の被膜の厚さ
を10μm以下にすることによって、上記被膜による負
荷特性などの電池特性の低下を抑制して、電池特性を良
好に保ち得る。なお、本発明において、上記多官能アク
リル系エステルモノマーまたはオリゴマーの重合生成物
の被膜の厚さは、多官能アクリル系エステルモノマーま
たはオリゴマーだけで形成したフィルム(つまり、電池
内でなく、多官能アクリル系エステルモノマーまたはオ
リゴマーだけで例えばアルミニウム箔上などに形成した
多官能アクリル系エステルモノマーまたはオリゴマーの
重合生成物のフィルムをいう)と電池分解後の正極や負
極のFT−IR(フーリエ変換赤外分光装置)の強度値
から求められる。
The thickness of the film of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer formed on the surfaces of the above-mentioned positive electrode and negative electrode is preferably 2 to 10 μm. That is, by setting the thickness of the film of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer to 2 μm or more, the effect of suppressing the generation of gas can be sufficiently exerted. By setting the thickness of the film of the polymerization product of the monomer or oligomer to 10 μm or less, it is possible to suppress deterioration of battery characteristics such as load characteristics due to the film and maintain good battery characteristics. In the present invention, the thickness of the film of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer may be a film formed of only the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer (that is, not a battery but a polyfunctional acrylic ester). FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) of the positive electrode and negative electrode after battery disassembly, and a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer polymerization product film formed on aluminum foil or the like using only the ester monomer or oligomer. Device).

【0035】本発明において、セパレータとしては、例
えば、微孔性樹脂フィルム、不織布などが好適に用いら
れる。上記微孔性樹脂フィルムとしては、例えば、微孔
性ポリエチレンフィルム、微孔性ポリプロピレンフィル
ム、微孔性エチレン−プロピレンコポリマーフィルムな
どが挙げられる。また、上記不織布としては、例えば、
ポリプロピレン不織布、ポリエチレン不織布、ポリエチ
レンテレフタレート不織布、ポリブチレンテレフタレー
ト不織布などが挙げられる。
In the present invention, as the separator, for example, a microporous resin film, a nonwoven fabric or the like is suitably used. Examples of the microporous resin film include a microporous polyethylene film, a microporous polypropylene film, and a microporous ethylene-propylene copolymer film. Further, as the nonwoven fabric, for example,
Examples include a polypropylene nonwoven fabric, a polyethylene nonwoven fabric, a polyethylene terephthalate nonwoven fabric, and a polybutylene terephthalate nonwoven fabric.

【0036】そして、外装材としては、例えば、ナイロ
ンフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオレフィンフィ
ルムからなる三層構造のラミネートフィルムやポリエス
テルフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオレフィンフ
ィルムからなる三層構造のラミネートフィルムなどが用
いられる。
As the exterior material, for example, a three-layer laminated film composed of a nylon film-aluminum foil-modified polyolefin film or a three-layer laminated film composed of a polyester film-aluminum foil-modified polyolefin film is used. Can be

【0037】[0037]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to only these examples.

【0038】実施例1〜5 まず、この実施例1〜5で用いる正極および負極の作製
ならびに電解液の調製について説明する。なお、正極や
負極は、その表面に形成する多官能アクリル系エステル
モノマーまたはオリゴマーの重合生成物の被膜の厚さは
各実施例間でそれぞれ異なるが、そのベースとなる部分
は実施例1〜5のいずれにおいても共通している。
Examples 1 to 5 First, the production of the positive electrode and the negative electrode used in Examples 1 to 5 and the preparation of the electrolyte will be described. The thickness of the coating of the polymerization product of the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer formed on the surface of the positive electrode or the negative electrode is different between each of the examples, but the base portions are the same as those of the examples 1 to 5. Are common to both.

【0039】正極の作製:正極活物質であるLiCoO
2 90重量部と、導電助剤であるカーボンブラック5重
量部と、バインダーであるポリフッ化ビニリデン5重量
部とを均一に混合し、さらにN−メチル−2−ピロリド
ンを希釈剤として加えて混合し、正極合剤含有ペースト
を調製した。得られた正極合剤含有ペーストをアルミニ
ウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、乾燥して正
極合剤層を形成した後、カレンダー処理して圧縮するこ
とにより、正極集電体の両面に正極合剤層を有する正極
を4枚作製した。ただし、正極の作製時、正極集電体の
一部に正極合剤含有ペーストを塗布せず、一部に露出部
を残し、その露出部をリード部とし、4枚の正極のう
ち、1枚の正極のリード部を他のものより長くし、それ
を外部端子としての正極端子との接続部分とした。
Preparation of positive electrode: LiCoO as positive electrode active material
And 2 90 parts by weight, and 5 parts by weight of carbon black as a conductive auxiliary agent were uniformly mixed and polyvinylidene fluoride 5 parts by weight of the binder, added to and mixed with further N- methyl-2-pyrrolidone as a diluent Then, a positive electrode mixture-containing paste was prepared. The obtained positive electrode mixture-containing paste is applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of aluminum foil, dried to form a positive electrode mixture layer, and then calendered and compressed to form both surfaces of the positive electrode current collector. In this example, four positive electrodes having a positive electrode mixture layer were produced. However, during the production of the positive electrode, the positive electrode mixture-containing paste was not applied to a part of the positive electrode current collector, and an exposed part was left, and the exposed part was used as a lead part. The lead portion of the positive electrode was made longer than that of the others, and was used as a connection portion with the positive terminal as an external terminal.

【0040】負極の作製:負極活物質である天然黒鉛9
4重量部と、ポリフッ化ビニリデン6重量部と、N−メ
チル−2−ピロリドンとを混合して、負極合剤含有ペー
ストを調製した。得られた負極合剤含有ペーストを銅箔
からなる負極集電体に塗布し、乾燥して負極合剤層を形
成した後、カレンダー処理して圧縮することにより負極
を作製した。ただし、負極の作製時、負極集電体の一部
に負極合剤含有ペーストを塗布せず、一部に露出部を残
し、その露出部をリード部とした。なお、この負極の作
製においては、負極合剤層を負極集電体の両面に形成し
たいわゆる両面塗布負極を3枚と、負極合剤層を負極集
電体の片面に形成したいわゆる片面塗布負極を2枚作製
した。また、上記負極の作製時に1枚の負極のリード部
を他のものより長くし、それを外部端子としての負極端
子との接続部分とした。
Preparation of negative electrode: Natural graphite 9 as negative electrode active material
4 parts by weight, 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and N-methyl-2-pyrrolidone were mixed to prepare a negative electrode mixture-containing paste. The obtained negative electrode mixture-containing paste was applied to a negative electrode current collector made of copper foil, dried to form a negative electrode mixture layer, calendered, and compressed to produce a negative electrode. However, when producing the negative electrode, the paste containing the negative electrode mixture was not applied to a part of the negative electrode current collector, an exposed part was left in part, and the exposed part was used as a lead part. In the production of this negative electrode, three negative electrode mixture layers were formed on both sides of the negative electrode current collector, so-called double-sided negative electrodes, and a negative electrode mixture layer was formed on one surface of the negative electrode current collector, a so-called single-sided negative electrode. Were produced. Further, at the time of producing the above-mentioned negative electrode, the lead portion of one negative electrode was made longer than the others, and was used as a connection portion with the negative electrode terminal as an external terminal.

【0041】電解液の調製:エチレンカーボネートとプ
ロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積
比1:1:1の混合溶媒にLiPF6 を1.2mol/
l溶解させることによって調製した。そして、この電解
液に対してジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
を0.3〜2.0重量%(電解液100重量部に対して
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート0.3〜
2.0重量部)の範囲で添加して電解液中にジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレートを含有させた。
Preparation of electrolytic solution: LiPF 6 was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1: 1 at a ratio of 1.2 mol / L.
1 prepared by dissolution. Then, 0.3 to 2.0% by weight of dipentaerythritol hexaacrylate to this electrolyte (0.3 to 2.0% by weight of dipentaerythritol hexaacrylate to 100 parts by weight of electrolyte).
2.0 parts by weight) to make the electrolyte contain dipentaerythritol hexaacrylate.

【0042】セパレータとしては微孔性ポリエチレンフ
ィルムを用い、電池組立にあたっては、前記の正極合剤
層を正極集電体の両面に形成した両面塗布正極を4枚
と、前記の両面塗布負極3枚と、片面塗布負極2枚と、
上記セパレータを8枚用い、これらの正極、負極、セパ
レータを、負極(この負極は片面塗布負極である)、セ
パレータ、正極、…負極、セパレータ、正極、セパレー
タ、負極(この負極も片面塗布負極であるが、中間の3
枚の負極はいずれも両面塗布負極である)の順に、正極
4枚、負極5枚、セパレータ8枚を積層し、積層電極群
を作製した。
As a separator, a microporous polyethylene film was used, and in assembling the battery, four positive electrode-coated positive electrodes each having the positive electrode mixture layer formed on both surfaces of the positive electrode current collector and three double-coated negative electrodes described above were used. And two single-sided coated negative electrodes,
Using the above eight separators, these positive electrodes, negative electrodes, and separators are referred to as negative electrodes (the negative electrodes are single-side coated negative electrodes), separators, positive electrodes,... Negative electrodes, separators, positive electrodes, separators, and negative electrodes (the negative electrodes are also single-side coated negative electrodes). There is a middle 3
Each of the negative electrodes was a double-sided coated negative electrode), in which order, four positive electrodes, five negative electrodes, and eight separators were laminated to form a laminated electrode group.

【0043】そして、上記4枚の正極のリード部を溶接
し、そのうちの1番長いリード部の自由端側を外部端子
としての正極端子との接続に使用するようにした。ま
た、上記5枚の負極のリード部を溶接し、そのうちの1
番長いリード部の自由端側を外部端子としての負極端子
との接続に使用するようにした。
Then, the lead portions of the four positive electrodes were welded, and the free end side of the longest lead portion was used for connection to the positive terminal as an external terminal. Further, the lead portions of the five negative electrodes were welded, and one of them was welded.
The free end side of the longest lead portion is used for connection to a negative terminal as an external terminal.

【0044】上記積層電極群を外装する外装材としてナ
イロンフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオレフィン
フィルムからなる三層構造のラミネートフィルムを2枚
準備(そのうちの1枚は、平板状のままで、他の1枚は
鍔付きの容器状にしておく)し、正極端子としてはニッ
ケルリボンを用い、上記積層電極群を外装材で外装する
際に該外装材のシール部分になる位置で、正極のアルミ
ニウム箔からなるリード部の中で最も長いものと上記ニ
ッケルリボンからなる正極端子とを超音波溶接した。ま
た、負極端子としてニッケルリボンを用い、上記積層電
極群を外装体で外装する際に該外装材のシール部分にな
る位置で、負極の銅箔からなるリード部の中で最も長い
ものと上記ニッケルリボンからなる負極端子とを超音波
溶接し、その後、外装体で積層電極群を外装して密閉し
た。この外装材による外装は、上記積層電極群を2枚の
外装材の間に配置し、周辺部の重ね合わせ部分を加熱し
て、最内層の変性ポリオレフィンフィルムを溶融させて
熱融着させることによって行うが、この熱融着に際して
は、あらかじめ、4辺の周辺部のうちの3辺の周辺部を
熱融着し、残った一辺の周辺部から、前記の電解液を所
定量注入し、電池内を減圧状態にした後、残った一辺の
周辺部を熱融着することによって行った。また、前記の
理由から、2枚の外装材はその変性ポリオレフィンフィ
ルムが対向するように配置した。
Two sheets of a three-layer laminated film composed of a nylon film, an aluminum foil, and a modified polyolefin film were prepared as an exterior material for exteriorly covering the above-mentioned laminated electrode group. The sheet is kept in the shape of a container with a flange), a nickel ribbon is used as the positive electrode terminal, and the aluminum foil of the positive electrode is removed from the aluminum foil of the positive electrode at a position where the laminated electrode group is sealed with the outer material. The longest of the lead portions and the positive electrode terminal made of the nickel ribbon were ultrasonically welded. Further, when a nickel ribbon is used as a negative electrode terminal and the above-mentioned laminated electrode group is packaged with a package, the longest one of the lead portions made of copper foil of the negative electrode and the nickel The negative electrode terminal made of a ribbon was ultrasonically welded, and then, the laminated electrode group was packaged with a package and sealed. The exterior by this exterior material, by arranging the laminated electrode group between two exterior materials, heating the overlapping portion of the peripheral portion, melting the innermost modified polyolefin film and heat-sealing the same. In this heat fusion, the peripheral parts of three sides of the four sides are thermally fused in advance, and a predetermined amount of the above-mentioned electrolyte is injected from the peripheral part of the remaining one side. After the inside was reduced in pressure, the periphery of the remaining one side was heat-sealed. For the above-mentioned reason, the two exterior materials were arranged so that their modified polyolefin films faced each other.

【0045】上記正極のリード部と正極端子との溶接幅
は2mmであり、外装材のシール部分の幅は4mmであ
った。また、負極のリード部と負極端子との溶接幅は2
mmであり、外装材のシール部分の幅は前記同様に4m
mであった。そして、電池全体の厚さは3.0mmであ
った。そして、これらの電池を、25℃、0.05Cで
1時間充電して予備化成した後、0.2Cで8時間、
4.2Vの定電流一定電圧の条件下で充電を行って化成
した。
The welding width between the lead portion of the positive electrode and the positive electrode terminal was 2 mm, and the width of the sealing portion of the exterior material was 4 mm. The welding width between the negative electrode lead and the negative electrode terminal is 2 mm.
mm, and the width of the sealing portion of the exterior material is 4 m as described above.
m. And the thickness of the whole battery was 3.0 mm. These batteries were preliminarily formed by charging them at 25 ° C. and 0.05 C for 1 hour, and then at 0.2 C for 8 hours.
It was formed by charging under the condition of a constant current of 4.2 V and a constant voltage.

【0046】ここで、これらの実施例1〜5の積層形非
水二次電池のうち、実施例1の積層形非水二次電池の構
造を図1を参照しつつ説明する。ただし、先にも説明し
たように、これら実施例1〜5の積層形非水二次電池は
その正極および負極の表面に形成されているジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレートの重合生成物の被膜の
厚さが異なっているだけで基本的構造は同じであり、ま
た、上記化成により正極および負極の表面にはジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレートの重合生成物の被膜
が形成されているが、この図1は実施例1の積層形非水
二次電池を模式的に示すものであり、ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレートの重合生成物の被膜は他の部
材に比べて非常に厚みが薄いので、図1では、その被膜
の図示を省略している。
Here, the structure of the stacked non-aqueous secondary battery of Embodiment 1 among the stacked non-aqueous secondary batteries of Embodiments 1 to 5 will be described with reference to FIG. However, as described above, the laminated nonaqueous secondary batteries of Examples 1 to 5 had a thickness of the coating film of the polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode. Are different from each other in the basic structure, and a film of a polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate is formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode by the above-mentioned chemical conversion. 1 schematically shows a laminated nonaqueous secondary battery of No. 1; since a coating film of a polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate is much thinner than other members, FIG. Illustration is omitted.

【0047】図1に示すように、実施例1の積層形非水
二次電池は、上記の正極1を4枚、負極2を5枚、セパ
レータ3を8枚用いて積層電極群を構成し、その積層電
極群をナイロンフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオ
レフィンフィルムの3層ラミネートフィルムからなる外
装材4で外装して密閉することにより電池が構成されて
いる。ただし、前記したように、正極1や負極2の表面
に形成されているジペンタエリスリトールヘキサアクリ
レートの重合生成物の被膜は、この図1では図示を省略
している。そして、1aは正極1のリード部であり、こ
れらのリード部1aのうち1番長いものの自由端側を正
極端子5の一方の端部と溶接によって接続され、その接
続部分は外装材4のシール部分4a内に配置されてい
る。また、2aは負極2のリード部であり、これらのリ
ード部2aのうち1番長いものの自由端側を負極端子6
の一方の端部と溶接によって接続され、その接続部分は
外装材4のシール部分4a内に配置されている。ここで
積層電極群をさらに詳しく説明すると、まず、最下層に
負極2(この負極2は片面塗布負極である)が配置し、
その上にセパレータ3、正極1、セパレータ3、負極
2、セパレータ3、正極1、セパレータ3、負極2、セ
パレータ3、正極1、セパレータ3、負極2、セパレー
タ3、正極1、セパレータ3が配置し、さらにその上に
負極2(この負極2は片面塗布負極である)が配置して
いる。そして、中間の3枚の負極2はいずれも両面塗布
負極であり、両側の片面塗布負極はそれぞれその負極合
剤層がセパレータ3に対向するように配置されている。
As shown in FIG. 1, the laminated nonaqueous secondary battery of Example 1 comprises a laminated electrode group using four positive electrodes 1, five negative electrodes 2, and eight separators 3. A battery is formed by externally sealing the laminated electrode group with a packaging material 4 composed of a three-layer laminated film of a nylon film-aluminum foil-modified polyolefin film. However, as described above, the coating film of the polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate formed on the surfaces of the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is not shown in FIG. Reference numeral 1a denotes a lead portion of the positive electrode 1. The free end side of the longest one of these lead portions 1a is connected to one end of the positive electrode terminal 5 by welding. It is arranged in the part 4a. Reference numeral 2a denotes a lead portion of the negative electrode 2, and the free end side of the longest one of the lead portions 2a is connected to the negative electrode terminal 6.
Is connected by welding to the other end, and the connection portion is disposed in the sealing portion 4 a of the exterior material 4. Here, the stacked electrode group will be described in further detail. First, a negative electrode 2 (this negative electrode 2 is a single-sided coated negative electrode) is arranged in the lowermost layer,
Separator 3, positive electrode 1, separator 3, negative electrode 2, separator 3, positive electrode 1, separator 3, negative electrode 2, separator 3, positive electrode 1, separator 3, negative electrode 2, separator 3, positive electrode 1, and separator 3 are disposed thereon. Further, a negative electrode 2 (the negative electrode 2 is a single-sided coated negative electrode) is disposed thereon. Each of the three intermediate negative electrodes 2 is a double-sided coated negative electrode, and the single-sided coated negative electrodes on both sides are arranged such that their negative electrode mixture layers face the separator 3.

【0048】比較例1 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを電解液に
添加せず、正極や負極の表面にジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレートの重合生成物の被膜を形成しなかっ
た以外は、実施例1と同様に積層形非水二次電池を作製
し、かつ実施例1と同様に化成した。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that dipentaerythritol hexaacrylate was not added to the electrolytic solution, and a film of a polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate was not formed on the surface of the positive electrode or the negative electrode. A stacked non-aqueous secondary battery was produced and was formed in the same manner as in Example 1.

【0049】上記実施例1〜5および比較例1の電池の
化成(初回充電)後のガス発生量と負荷特性を測定し
た。その結果を表1に示す。
The amounts of gas generated and the load characteristics of the batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 after formation (initial charge) were measured. Table 1 shows the results.

【0050】ガス発生量は電池の膨れで評価した。つま
り、化成前の電池の厚さ(3.0mm)から化成後に何
mm厚くなっているかで評価した。また、負荷特性は、
25℃において電流密度0.2Cで3.0Vまで放電さ
せた時の放電容量に対して電流密度2Cで3.0Vまで
放電させた時の放電容量の比率(%)〔(2Cでの放電
容量÷0.2Cでの放電容量)×100〕で評価した。
The amount of gas generated was evaluated based on the swelling of the battery. In other words, the evaluation was made based on the thickness (3.0 mm) of the battery before formation and the thickness of the battery after formation. The load characteristics are
Ratio (%) of discharge capacity when discharging to 3.0 V at a current density of 2 C to discharge capacity when discharging to 3.0 V at a current density of 0.2 C at 25 ° C. [(discharge capacity at 2 C) {Discharge capacity at 0.2 C) × 100].

【0051】また、表1には、それらの負荷特性、電池
膨れとともに、正極および負極の表面に形成されたジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレートの重合生成物の
被膜の厚さを示すが、表1にはその正極の表面に形成さ
れたジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの重合
生成物の被膜の厚さを簡略化して「正極被膜厚」と表示
し、また、負極の表面に形成されたジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレートの重合生成物の被膜の厚さを簡
略化して「負極被膜厚」と表示する。なお、これらのジ
ペンタエリスリトールヘキサアクリレートの重合生成物
の被膜厚さは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレ
ートだけで別途アルミニウム箔上で重合させて形成した
フィルムと電池分解後に正極や負極をFT−IR分析し
たときの強度値から求めた。
Table 1 shows the load characteristics, the battery swelling, and the thickness of the coating film of the polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode. The thickness of the coating of the polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate formed on the surface of the positive electrode is simplified and indicated as “positive electrode film thickness”, and the thickness of the dipentaerythritol hexaacrylate formed on the surface of the negative electrode is also indicated. The thickness of the film of the polymerization product is simplified and indicated as “negative electrode coating thickness”. The film thickness of the polymerized product of these dipentaerythritol hexaacrylates was determined by FT-IR analysis of a film formed by polymerizing separately on an aluminum foil using only dipentaerythritol hexaacrylate and a positive electrode or a negative electrode after battery decomposition. It was determined from the strength value at the time.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】表1に示すように、実施例1〜3は電池膨
れがまったくなく、また、実施例4〜5では電池膨れが
若干あったが、比較例1に比べて膨れが少なく、実用
上、さしつかえない範囲にとどまっていた。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, there was no battery swelling, and in Examples 4 and 5, battery swelling was slight. , Stayed in a range that could not be determined.

【0054】このような実施例1〜5と比較例1との対
比から明らかなように、正極および負極の表面にジペン
タエリスリトールヘキサアクリレートの重合生成物の被
膜を形成することによって、化成によるガスの発生が抑
制されることが明らかであった。
As is apparent from the comparison between Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the formation of a film of a polymerization product of dipentaerythritol hexaacrylate on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode makes it possible to form a gas by chemical conversion. It was evident that the occurrence of odor was suppressed.

【0055】なお、前記のように、実施例4や実施例5
の電池膨れも実用上さしつかえないものの、ラミネート
タイプの電池では、わずかな膨れでも電池の外観を低下
させることにつながるので、膨れがない方が好ましく、
したがって、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
トの被膜の厚さとしては2μm以上が好ましく、3μm
以上がより好ましい。
As described above, in the fourth and fifth embodiments.
Although the battery swelling of the battery may be practically acceptable, in the case of a laminate type battery, even a slight swelling may reduce the appearance of the battery.
Therefore, the thickness of the dipentaerythritol hexaacrylate film is preferably 2 μm or more, and 3 μm or more.
The above is more preferable.

【0056】一方、負荷特性を見ると、ジペンタエリス
リトールヘキサアクリレートの重合生成物の被膜は負荷
特性を低下させるので、被膜の厚さが厚くなると、重負
荷での使用が難しくなるため、被膜の厚さとしては、1
0μm以下が好ましく、8μm以下がより好ましい。
On the other hand, when looking at the load characteristics, the coating film of the polymerized product of dipentaerythritol hexaacrylate lowers the load characteristics. Therefore, when the thickness of the coating film is large, it is difficult to use it under heavy load. The thickness is 1
0 μm or less is preferable, and 8 μm or less is more preferable.

【0057】上記の実施例などでは、外装材としてラミ
ネートフィルムを用いる場合について説明したが、本発
明は、その場合のみに限られることなく、外装材として
例えば金属缶などラミネートフィルム以外のものを用い
てもよい。
In the above embodiments and the like, a case where a laminate film is used as an exterior material has been described. However, the present invention is not limited to this case, and a material other than a laminate film such as a metal can is used as an exterior material. You may.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、化成
時のガスの発生を抑制し、かつガス発生による電池特性
の低下が少ない非水二次電池を提供することができた。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery in which the generation of gas during chemical formation is suppressed, and the deterioration of battery characteristics due to gas generation is small.

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

【図1】実施例1の積層形非水二次電池を模式的に示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a stacked nonaqueous secondary battery of Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 1a リード部 2 負極 2a リード部 3 セパレータ 4 外装材 4a シール部分 5 正極端子 6 負極端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 1a Lead part 2 Negative electrode 2a Lead part 3 Separator 4 Exterior material 4a Seal part 5 Positive terminal 6 Negative terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ07 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ12 CJ14 CJ28 DJ10 EJ01 EJ04 EJ11 EJ12 HJ04 5H050 AA13 BA15 CA08 CB07 CB08 CB09 DA09 EA09 EA10 EA22 EA24 GA15 HA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極、負極および電解質を有する非水二
次電池であって、前記正極および負極の表面に多官能ア
クリル系エステルモノマーまたはオリゴマーの重合生成
物の被膜が形成されていることを特徴とする非水二次電
池。
1. A non-aqueous secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein a film of a polymerization product of a polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is formed on surfaces of the positive electrode and the negative electrode. Non-aqueous secondary battery.
【請求項2】 正極および負極の表面に形成された被膜
の厚さが2〜10μmであることを特徴とする請求項1
記載の非水二次電池。
2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the coating formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode is 2 to 10 μm.
The non-aqueous secondary battery according to the above.
【請求項3】 正極の表面に形成された被膜が、負極の
表面に形成された被膜よりも厚いことを特徴とする請求
項1記載の非水二次電池。
3. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein a film formed on the surface of the positive electrode is thicker than a film formed on the surface of the negative electrode.
【請求項4】 多官能アクリル系エステルモノマーまた
はオリゴマーが、1分子中に重合可能な二重結合を3個
以上有することを特徴とする請求項1記載の非水二次電
池。
4. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer has three or more polymerizable double bonds in one molecule.
【請求項5】 多官能アクリル系エステルモノマーが、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートであること
を特徴とする請求項1記載の非水二次電池。
5. The polyfunctional acrylic ester monomer,
The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the battery is dipentaerythritol hexaacrylate.
【請求項6】 多官能アクリル系エステルモノマーまた
はオリゴマーが、電池組立時は液状電解質中に含まれて
いて、初回充電時に重合して正極および負極の表面に重
合生成物の被膜を形成したことを特徴とする請求項1記
載の非水二次電池。
6. The method according to claim 1, wherein the polyfunctional acrylic ester monomer or oligomer is contained in the liquid electrolyte at the time of assembling the battery and is polymerized at the time of the first charge to form a film of a polymerization product on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein:
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