JP2003331825A

JP2003331825A - 非水系二次電池

Info

Publication number: JP2003331825A
Application number: JP2002142147A
Authority: JP
Inventors: Gohei Suzuki; 剛平鈴木; Akira Kuroda; 明黒田; Masao Fukunaga; 政雄福永; Tsumoru Ohata; 積大畠
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP3983601B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高容量を維持しながら非水系二次電池のサイ
クル寿命特性および放電特性の改善を図る。【解決手段】リチウム含有遷移金属酸化物を含む正極
合剤層からなり、前記正極合剤層の空隙率Ｒ_pが、１
７．５体積％以上２０．５体積％以下である非水系二次
電池用正極であり、炭素材料を含む負極合剤層からな
り、前記負極合剤層の空隙率Ｒｐが、３３体積％以上４
１体積％以下であり、非水電解液が耐過充電添加剤を含
む事からなる非水系二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム含有遷移
金属酸化物からなる非水系二次電池用正極に関する。本
発明は、また、前記正極および炭素材料からなる負極を
有する非水系二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、民生用電子機器のポータブル化、
コードレス化が急激に進んでおり、これら電子機器の駆
動用電源を担う小型、軽量で高エネルギー密度を有する
電池への要望が高まっている。非水系二次電池、とりわ
けリチウムイオン二次電池は、高電圧、高エネルギー密
度を有する電池であることから、ノートパソコン、携帯
電話、ＡＶ機器などを中心に使用されている。

【０００３】非水系二次電池は、高容量を維持しつつ、
サイクル寿命が長く、かつ、良好な放電特性を示すこと
が求められる。そこで、電池性能のバランスを保ちなが
ら電池を高容量化するために、特開平５−７４４９４号
公報では、電極合剤層の見かけ密度、ならびに前記合剤
層を支持する集電体と前記合剤層に含まれる電極活物質
との重量比を最適化することが提案されている。また、
特開平９−２２６８９号公報では、電池内に電解液を適
切に分布させることにより充放電の繰り返しによる容量
劣化を防止するために、放電状態の電池における正極合
剤層の電解液保持能力（ａ）と負極合剤層の電解液保持
能力（ｂ）との間に０．９≦ａ／ｂ≦１．３の関係を満
足させることが提案されている。

【０００４】しかし、従来の非水系二次電池では、正極
合剤層の空隙率が適正範囲に設定されていないことか
ら、充放電サイクル全般を通して適切な電解液の分布を
確保することができず、サイクル寿命が不充分になった
り、放電特性が劣化したりする。例えば、特開平５−７
４４９４号公報や特開平９−２２６８９号公報で採用さ
れている正極合剤層の空隙率は、３４〜４１％と大きす
ぎるため、負極との間で電解液の分布バランスが崩れや
すい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するものであり、正極合剤層の空隙率を適正
範囲に設定することにより、非水系二次電池のサイクル
寿命特性および放電特性の改善を図ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム含有
遷移金属酸化物を含む正極合剤層からなり、前記正極合
剤層の空隙率Ｒ_pが、１７．５体積％以上２０．５体積
％以下である非水系二次電池用正極に関する。前記正極
合剤層は、さらに、ポリフッ化ビニリデン誘導体および
ポリテトラフルオロエチレン誘導体よりなる群から選ば
れた少なくとも１種のバインダーＡを含むことが好まし
い。また、前記正極合剤層は、さらに、架橋ゴム粒子か
らなるバインダーＢを含むことが好ましい。前記正極合
剤層は、バインダーＡとバインダーＢを両方含むことが
好ましい。

【０００７】本発明は、また、正極、負極および非水電
解液からなり、前記正極が、リチウム含有遷移金属酸化
物を含む正極合剤層からなり、前記負極が、炭素材料を
含む負極合剤層からなり、前記非水電解液が、リチウム
塩および前記リチウム塩を溶解した非水溶媒からなり、
前記正極合剤層の空隙率Ｒ_pが、１７．５体積％以上２
０．５体積％以下である非水系二次電池に関する。前記
負極合剤層の空隙率Ｒ_nは、３３体積％以上４１体積％
以下であることが好ましい。

【０００８】前記負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する前記
正極合剤層の空隙率Ｒ_pの割合：（Ｒ _p／Ｒ_n）×１００
（％）は、４２％以上６１％以下であることが好まし
い。前記負極合剤層の空隙体積Ｖ_nに対する前記正極合剤層
の空隙体積Ｖ_pの割合：（Ｖ_p／Ｖ_n）×１００（％）
は、３０％以上５０％以下、さらには３３％以上４２％
以下であることが好ましい。

【０００９】前記非水電解液は、さらに、耐過充電添加
剤を含むことが好ましい。前記耐過充電添加剤は、フェ
ニル基および前記フェニル基に隣接する環状化合物基か
らなるベンゼン誘導体であることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の非水系二次電池用正極
は、リチウム含有遷移金属酸化物を活物質として含む正
極合剤層からなる。リチウム含有遷移金属酸化物には、
一般式ＬｉＭＯ ₂（ＭはＣｏ、ＮｉおよびＭｎよりなる
群から選ばれる少なくとも１種）またはＬｉ〔Ｌｉ_xＭ
ｎ_2-x 〕Ｏ₄(ただし、０≦ｘ≦０．１８）で示される酸
化物を用いることが好ましい。

【００１１】前記正極合剤層は、さらに、ポリフッ化ビ
ニリデン誘導体およびポリテトラフルオロエチレン誘導
体よりなる群から選ばれた少なくとも１種のバインダー
Ａを含むことが好ましい。前記ポリフッ化ビニリデン誘
導体には、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂が全
て含まれる。具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）、ＰＶＤＦの変性体などを用いることができる。
前記ＰＶＤＦの変性体としては、モノクロロトリフルオ
ロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、マレ
イン酸単位などを導入したＰＶＤＦの変性体を挙げるこ
とができる。

【００１２】前記ポリテトラフルオロエチレン誘導体に
は、テトラフルオロエチレン単位を含むフッ素樹脂が全
て含まれるが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）を用いることが好ましい。

【００１３】また、バインダーＡとして、水素化ニトリ
ルゴム、極性の余り高くない基を側鎖に有するポリオレ
フィン、ポリアクリロニトリルなどを用いることもでき
る。バインダーＡには、いずれかを単独で用いてもよ
く、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１４】前記正極合剤層は、また、架橋ゴム粒子か
らなるバインダーＢを含むことが好ましい。バインダー
Ｂは、粒子状であるため、極少量で結着性を発現するこ
とが可能であり、これを用いることでバインダーＡの必
要量を大幅に低減でき、電池の高容量化に大きく貢献す
る。

【００１５】バインダーＢの具体例としては、アクリロ
ニトリル単位を含有した変性アクリルゴム微粒子などが
挙げられる。また、前記変性アクリルゴム微粒子の好ま
しい具体例として、日本ゼオン(株)製のＢＭ−５００Ｂ
（商品名）を挙げることができる。

【００１６】バインダーＢの平均粒径は、特に限定され
るものではないが、０．０５〜０．５μｍの範囲である
ことが好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、活
物質表面の多くが粒子状バインダーで被覆されてしまう
ため、電池反応が阻害され易くなり、０．５μｍをこえ
ると、活物質粒子間の距離を広げてしまうため、正極の
電子伝導性が低下する。

【００１７】前記正極合剤層には、さらに、導電材を含
ませることができる。導電材には、カーボンブラックを
用いることが好ましい。カーボンブラックとしては、例
えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチ
ェンブラックなどが挙げられる。これらのうちでは、ア
セチレンブラックとファーネスブラックが好ましい。導
電材の平均粒径は、特に限定されるものではないが、１
次粒子の平均粒径が０．０１〜０．１μｍであることが
好ましい。

【００１８】正極の芯材には、アルミニウムなどからな
る金属箔、穿孔板（ラスメタル）などを用いることがで
きる。電池の小型軽量化の観点から、芯材の厚さは、金
属箔であれば１０〜２５μｍ、穿孔板であれば見かけ厚
さで１０〜５０μｍとするのが一般的である。

【００１９】本発明にかかる正極合剤層の空隙率Ｒ
_pは、１７．５体積％以上２０．５体積％以下と、従来
に比べて小さく設定されている。従来は、正極合剤層の
空隙率が小さくなると、電解液の正極内への移動が妨げ
られ、放電特性が低下するものと考えられていたが、正
極の空隙率が２０．５体積％より大きくなると、負極で
の液枯れが起こりやすくなるため、却って放電特性が低
下したり、充放電サイクル特性が劣化したりする。ただ
し、正極の空隙率Ｒ_pが１７．５体積％未満では、正極
内への電解液の移動が妨げられてしまう。従って、電池
性能のバランスを改善するためには、正極合剤層の空隙
率Ｒ_pを１７．５体積％以上２０．５体積％以下に設定
することが有効である。

【００２０】次に、本発明の正極およびそれを用いた非
水系二次電池の製造法の一例について説明する。（ｉ）第１工程第１工程では、リチウム含有遷移金属酸化物からなる活
物質と、バインダーＡおよびバインダーＢから選ばれる
少なくとも１種と、導電材と、分散媒とを含むペースト
を調製する。前記分散媒には、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）を用いることが好ましいが、アセトンな
どのケトン類を用いることもできる。ケトン類はＮＭＰ
と混合して用いることが好ましい。

【００２１】ペーストに含ませるバインダーの量は、リ
チウム含有遷移金属酸化物１００重量部あたり、０．５
重量部以上３．５重量部以下、さらには０．５重量部以
上２重量部以下であることが好ましい。バインダーの量
が０．５重量部未満では少なすぎるため、ペーストから
得られる正極合剤層が芯材から剥がれやすくなり、正極
の生産が困難になる。また、バインダーの量が３．５重
量部をこえる場合、正極の電子伝導性が低下し、電池の
サイクル寿命が短くなる上、正極容量が小さくなる。電
池のサイクル寿命特性および正極容量を向上させるため
には、バインダーの量が２重量部以下であることが、さ
らに好ましい。

【００２２】バインダーの量をリチウム含有遷移金属酸
化物１００重量部あたり、２重量部以下にするには、ペ
ーストにバインダーＡとバインダーＢの両方を含ませる
ことが有効である。この場合、バインダーＡとバインダ
ーＢとの割合は、重量比で３：１〜１：３であることが
好ましい。

【００２３】ペーストに含まれる導電材の量は、リチウ
ム含有遷移金属酸化物１００重量部あたり、１重量部以
上３重量部以下であることが好ましい。導電材の量が１
重量部未満では、正極の電子伝導性が低下し、電池のサ
イクル寿命が短くなる。また、導電材の量が３重量部を
こえると、正極容量が小さくなる。

【００２４】（ii）第２工程第２工程では、ペーストを正極の芯材に、塗布し、乾燥
し、圧延して、正極合剤層を形成することにより、正極
を作製する。ペーストは芯材の両面に塗布することが好
ましい。芯材と両面の正極合剤層とを合わせた正極の厚
さは、一般に８０〜２００μｍである。

【００２５】（iii）第３工程第３工程では、前記正極、負極、および非水電解液を用
いて、電池を組み立てる。この工程は、従来通りに行え
ばよい。負極は、例えばリチウムイオンを吸蔵・放出で
きる炭素材料とバインダーとを含むペーストを調製し、
これを用いて負極合剤層を芯材の両面に形成することに
より、作製することができる。負極用のペーストに含ま
せるバインダーの量は、炭素材料１００重量部あたり、
１．５重量部以上４重量部以下であることが好ましい。
負極の芯材には、銅箔などからなる金属箔、穿孔板（ラ
スメタル）などを用いることができる。電池の小型軽量
化の観点から、負極の芯材の厚さは、金属箔であれば８
〜２０μｍ、穿孔板であれば見かけ厚さで１０〜５０μ
ｍとするのが一般的である。また、芯材と両面の負極合
剤層とを合わせた負極の厚さは、一般に８０〜２００μ
ｍである。

【００２６】前記負極合剤層の空隙率Ｒ_nは、３３体積
％以上４１体積％以下であることが好ましい。負極合剤
層の空隙率Ｒ_nが３３体積％未満になると、負極での液
枯れが起こりやすくなり、良好な放電特性を得にくくな
り、サイクル寿命特性も短くなる傾向がある。一方、空
隙率Ｒ_nが４１体積％をこえると、正極合剤層の空隙率
とのバランスが崩れたり、放電特性が低下したりするこ
とがある。

【００２７】負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する正極合剤
層の空隙率Ｒ_pの割合：（Ｒ_p／Ｒ_n）×１００（％）
は、４２％以上６１％以下であることが好ましい。この
割合が４２％未満では、正極合剤層と負極合剤層との間
で空隙率のバランスが崩れたり、放電特性が低下したり
する傾向がある。一方、この割合が６１％をこえると、
正極の電解液に対する親和性が過剰となって負極の液枯
れを促進する傾向がある。電池性能のバランスを、さら
に改善するためには、負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する
正極合剤層の空隙率Ｒ_pの割合が、４４％以上５４％以
下であることが好ましい。

【００２８】上記と同様の観点から、負極合剤層の空隙
体積Ｖ_nに対する正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割合：（Ｖ
_p／Ｖ_n）×１００（％）は、３０％以上５０％以下であ
ることが好ましい。この割合が３０％未満では、正極と
負極の間で空隙率のバランスが崩れたり、放電特性が低
下したりすることがある。一方、この割合が５０％をこ
えると、上記同様に負極の液枯れを促進する傾向があ
る。電池性能のバランスを、さらに改善するためには、
負極合剤層の空隙体積Ｖ_nに対する正極合剤層の空隙体
積Ｖ_pの割合が、３３％以上４２％以下であることが好
ましい。

【００２９】電池の組立は、以下の要領で行う。まず、
正極および負極の間にセパレータを介在させ、必要に応
じて捲回すれば、極板群が得られる。この際、極板とセ
パレータを円筒状に捲回すれば、円筒形電池用の極板群
が得られ、断面が略楕円形になるように扁平に捲回すれ
ば、角形電池用の極板群が得られる。得られた極板群
は、所定形状の電池ケースに収容される。

【００３０】セパレータとしては、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィン製微多孔膜などが好ま
しく用いられる。セパレータの厚さは、一般的に１０〜
４０μｍである。

【００３１】非水電解液には、従来から非水系二次電池
に用いられているものを特に制限なく用いることができ
るが、リチウム塩を溶解した非水溶媒が好ましく用いら
れる。リチウム塩としては、例えばＬｉＰＦ₆、ＬｉＢ
Ｆ₄などが用いられる。これらは単独で用いてもよく、
２種以上を組合せて用いてもよい。非水溶媒としては、
エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピレ
ンカーボネートなどが用いられる。これらは単独で用い
てもよく、２種以上を組合せて用いてもよい。非水電解
液を極板群が挿入された電池ケースに注液し、電池ケー
スを封口することにより、本発明の非水系二次電池が完
成する。

【００３２】非水電解液には、さらに、耐過充電添加剤
を含ませることが好ましい。前記耐過充電添加剤には、
フェニル基および前記フェニル基に隣接する環状化合物
基からなるベンゼン誘導体を用いることが好ましい。前
記ベンゼン誘導体としては、ビフェニル、シクロヘキシ
ルベンゼン、ジフェニルエーテル、フェニルラクトンな
どを用いることができる。

【００３３】本発明の非水系二次電池の一例である扁平
角形電池の横断図面を図１に示す。図１中、角形の電池
ケース１の内部には、捲回された極板群が挿入されてい
る。極板群は、正極２と負極３とを、セパレータ４を介
在させて断面が略楕円形になるように捲回したものであ
る。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。尚、本発明は、これらの実施例に限定されるも
のではない。

【００３５】《実施例１》（ｉ）正極の作製活物質としてメディアン径６．５μｍのＬｉＣｏＯ₂を
用いた。バインダーＡには、ＰＶＤＦ（商品名：呉羽化
学(株)製、ＫＦポリマー、Ｌ＃１３２０）および水素化
ニトリルゴム（商品名：日本ゼオン（株）製、ＢＭ７２
０Ｈ）を併用した。バインダーＢには、変性アクリルゴ
ム微粒子（商品名：日本ゼオン（株）製、ＢＭ５００
Ｂ、平均粒径０．２μｍ）を用いた。導電材には、１次
粒子の平均粒径０．０３μｍのアセチレンブラック（Ａ
Ｂ）を用いた。

【００３６】まず、適量のＮＭＰに、ＬｉＣｏＯ₂を１
００重量部、ＰＶＤＦを０．５重量部、水素化ニトリル
ゴムを０．５重量部、変性アクリルゴム微粒子を０．５
重量部、アセチレンブラックを２．２重量部混合し、正
極用のペーストを調製した。なお、分散媒や溶剤を含む
バインダー製品については、上記重量を固形分（樹脂
分）重量で計算した。

【００３７】正極用のペーストを、厚さ１５μｍのアル
ミニウム箔の両面に塗布し、乾燥し、正極合剤層中の空
隙体積Ｖ_pが０．２９３ｍｌ、空隙率Ｒ_pが１７．７体積
％となるように圧延し、幅４３ｍｍ×長さ４００ｍｍに
切断して、正極を得た。

【００３８】（ii）負極の作製適量のＮＭＰに、球状天然黒鉛粉末を１００重量部、バ
インダーとしてスチレンとブタジエンとメタクリル酸と
の共重合体（商品名：日本ゼオン（株）製、ＢＭ４００
Ｂ）を１．２重量部、カルボキシメチルセルロース（Ｃ
ＭＣ）を１．２重量部混合し、負極用のペーストを調製
した。負極用のペーストを、厚さ１０μｍの銅箔の両面
に塗布し、乾燥し、負極合剤層中の空隙体積Ｖ_nが０．
９５３ｍｌ、空隙率Ｒ_nが４０．７体積％となるように
圧延し、幅４５ｍｍ×長さ３８０ｍｍに切断して、負極
を得た。

【００３９】（iii）電池の組み立て得られた正極と負極とを、厚さ２０μｍのポリプロピレ
ン製セパレータを介在させて、断面が略楕円形になるよ
うに捲回し、極板群を得た。一方、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）とジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）との体積比１：２：１の
混合溶媒に、０．９５ｍｏｌ／Ｌの濃度でＬｉＰＦ₆を
溶解して、非水電解液を調製した。非水電解液には、混
合溶媒１００重量部あたり、１．４重量部のビニレンカ
ーボネート（ＶＣ）と、耐過充電添加剤として１．４重
量部のシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）とを添加し
た。

【００４０】前記極板群は、絶縁リングをその上部およ
び底部に配して、所定のアルミニウム製ケース内に２．
６ｇの非水電解液とともに収容した。そして、負極リー
ドと正極リードを、それぞれ所定の箇所に接続した後、
ケースの開口部を封口板で封口し、本発明の非水系二次
電池を完成した。この電池は、幅３４ｍｍ、高さ５０ｍ
ｍ、厚さ５．４ｍｍの角形であり、公称容量は８５０ｍ
Ａｈである。

【００４１】《実施例２〜４》正極合剤層中の空隙体積
Ｖ_pと空隙率Ｒ_pならびに負極合剤層中の空隙体積Ｖ_nと
空隙率Ｒ_nを、表１に示すように変化させたこと以外、
実施例１と同様の正極および非水系二次電池を作製し
た。

【００４２】《実施例５〜８》正極用のペーストに含ま
せるバインダーおよびアセチレンブラック（ＡＢ）の量
を、表１に示すように変化させ、正極合剤層中の空隙体
積Ｖ_pと空隙率Ｒ_pならびに負極合剤層中の空隙体積Ｖ_n
と空隙率Ｒ_nを、表１に示すように変化させたこと以
外、実施例１と同様の正極および非水系二次電池を作製
した。

【００４３】《比較例１〜２》正極合剤層中の空隙体積
Ｖ_pと空隙率Ｒ_pならびに負極合剤層中の空隙体積Ｖ_nと
空隙率Ｒ_nを、表１に示すように変化させたこと以外、
実施例１と同様の正極および非水系二次電池を作製し
た。

【００４４】《比較例３〜４》正極用のペーストに含ま
せるバインダーおよびアセチレンブラック（ＡＢ）の量
を、表１に示すように変化させ、正極合剤層中の空隙体
積Ｖ_pと空隙率Ｒ_pならびに負極合剤層中の空隙体積Ｖ_n
と空隙率Ｒ_nを、表１に示すように変化させたこと以
外、実施例１と同様の正極および非水系二次電池を作製
した。

【００４５】

【表１】

【００４６】上記実施例および比較例で得られた負極の
空隙率Ｒ_nに対する正極の空隙率Ｒ_pの割合：（Ｒ_p／
Ｒ_n）×１００（％）、ならびに負極の空隙体積Ｖ_nに対
する正極の空隙体積Ｖ_pの割合：（Ｖ_p／Ｖ_n）×１００
（％）を、電池の理論容量とともに表２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】次に、上記実施例および比較例で得られた
電池を評価した。（ｉ）寿命特性２０℃雰囲気中で、電池を８５０ｍＡで電池電圧が４．
２Ｖになるまで充電し、次いで、定電圧で電流値が４２
ｍＡになるまで充電を続け、次いで、８５０ｍＡで電池
電圧が３Ｖになるまで放電する操作を２００回繰り返し
た。そして、１回目の放電容量に対する２００回目の放
電容量の割合（Ｍ_R）を百分率で求めた。結果を表３に
示す。

【００４９】（ii）放電特性２０℃雰囲気中で、電池を８５０ｍＡで電池電圧が４．
２Ｖになるまで充電し、次いで、定電圧で電流値が４２
ｍＡになるまで充電を続け、次いで、１７０ｍＡまたは
１７００ｍＡで電池電圧が３Ｖになるまで放電した。そ
して、１７０ｍＡ放電時の容量に対する１７００ｍＡ放
電時の容量の割合（Ｃ_R）を百分率で求めた。結果を表
３に示す。

【００５０】（iii）過充電安定性２０℃雰囲気中で、電池を８５０ｍＡで充電し続け、電
池の温度が１００℃に到達したときに、充電を停止し、
その後、電池の温度が自然に到達した最高温度を求め
た。結果を表３に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】次に、評価結果について考察する。（ｉ）実施例１〜４と実施例５〜８との対比から、正極
合剤層に含まれる導電材とバインダーの組成が異なる場
合であっても、正極合剤層の空隙率を適正範囲（１７．
７〜２０．４体積％）に設定することにより、サイクル
寿命特性および放電特性のバランスのよい非水系二次電
池が得られることが分かる。

【００５３】（ii）実施例１〜４と比較例１〜２との対
比から、正極合剤層の空隙率を適正範囲外（１７．０体
積％または２１．１体積％）に設定すると、正極の空隙
率を適正範囲内（１７．７〜２０．４体積％）に設定す
る場合に比べて、サイクル寿命特性、放電特性および過
充電安定性のバランスのよい非水系二次電池を得ること
が困難となることが分かる。

【００５４】（iii）実施例５〜８と比較例３〜４との
対比から、正極合剤層に含まれる導電材とバインダーの
組成が異なる場合であっても、正極合剤層の空隙率を適
正範囲外（１７．２体積％または２０．６体積％）に設
定すると、正極合剤層の空隙率を適正範囲内（１７．５
〜１９．９体積％）に設定する場合に比べて、サイクル
寿命特性、放電特性および過充電安定性のバランスのよ
い非水系二次電池を得ることが困難となることが分か
る。

【００５５】（iv）実施例２、３と実施例１、４との対
比から、正極合剤層の空隙率が１８．１〜１９．５体積
％であり、負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する正極合剤層
の空隙率Ｒ_pの割合が４５．７〜５３．６％（負極合剤
層の空隙体積Ｖ_nに対する正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割
合が３３．５〜４１．６％）の場合には、さらにサイク
ル寿命特性および放電特性のバランスのよい非水系二次
電池が得られることが分かる。

【００５６】（ｖ）実施例６、７と実施例５、８との対
比から、正極合剤層の空隙率が１８．０〜１９．３体積
％であり、負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する正極合剤層
の空隙率Ｒ_pの割合が４４．３〜５１．９％（負極合剤
層の空隙体積Ｖ_nに対する正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割
合が３３．４〜４１．７％）の場合には、さらにサイク
ル寿命特性および放電特性のバランスのよい非水系二次
電池が得られることが分かる。

【００５７】

【発明の効果】以上より、本発明によれば、正極合剤層
の空隙率を適正範囲に設定することにより、非水系二次
電池のサイクル寿命特性および放電特性の改善を図るこ
とができる。また、負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する正
極合剤層の空隙率Ｒ_pの割合または負極合剤層の空隙体
積Ｖ_nに対する正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割合を適正範
囲に設定することにより、非水系二次電池のサイクル寿
命特性および放電特性の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる非水系二次電池の一例の横断面
図である。

【符号の説明】

１電池ケース２正極３負極４セパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福永政雄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)発明者大畠積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） 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AL07 AM00 AM03 AM07 BJ14 CJ02 DJ08 EJ12 HJ09 5H050 AA03 AA07 BA17 CA08 CA09 CB08 DA02 DA03 DA11 EA23 EA24 GA02 HA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウム含有遷移金属酸化物を含む正極
合剤層からなり、前記正極合剤層の空隙率Ｒ_pが、１
７．５体積％以上２０．５体積％以下である非水系二次
電池用正極。
【請求項２】さらに、ポリフッ化ビニリデン誘導体お
よびポリテトラフルオロエチレン誘導体よりなる群から
選ばれた少なくとも１種のバインダーＡを含む請求項１
記載の非水系二次電池用正極。
【請求項３】さらに、架橋ゴム粒子からなるバインダ
ーＢを含む請求項１記載の非水系二次電池用正極。
【請求項４】正極、負極および非水電解液からなり、前記正極が、リチウム含有遷移金属酸化物を含む正極合
剤層からなり、前記負極が、炭素材料を含む負極合剤層からなり、前記非水電解液が、リチウム塩および前記リチウム塩を
溶解した非水溶媒からなり、前記正極合剤層の空隙率Ｒ_pが、１７．５体積％以上２
０．５体積％以下である非水系二次電池。
【請求項５】前記負極合剤層の空隙率Ｒ_nが、３３体
積％以上４１体積％以下である請求項４記載の非水系二
次電池。
【請求項６】前記負極合剤層の空隙率Ｒ_nに対する前
記正極合剤層の空隙率Ｒ_pの割合：（Ｒ_p／Ｒ_n）×１０
０（％）が、４２％以上６１％以下である請求項４記載
の非水系二次電池。
【請求項７】前記負極合剤層の空隙体積Ｖ_nに対する
前記正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割合：（Ｖ_p／Ｖ_n）×
１００（％）が、３０％以上５０％以下である請求項４
記載の非水系二次電池。
【請求項８】前記負極合剤層の空隙体積Ｖ_nに対する
前記正極合剤層の空隙体積Ｖ_pの割合が、３３％以上４
２％以下である請求項７記載の非水系二次電池。
【請求項９】前記非水電解液が、さらに、耐過充電添
加剤を含む請求項４記載の非水系二次電池。
【請求項１０】前記耐過充電添加剤が、フェニル基お
よび前記フェニル基に隣接する環状化合物基からなるベ
ンゼン誘導体である請求項９記載の非水系二次電池。