JP2003346765A - Compound sheet and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Compound sheet and non-aqueous electrolyte secondary battery

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JP2003346765A
JP2003346765A JP2002157725A JP2002157725A JP2003346765A JP 2003346765 A JP2003346765 A JP 2003346765A JP 2002157725 A JP2002157725 A JP 2002157725A JP 2002157725 A JP2002157725 A JP 2002157725A JP 2003346765 A JP2003346765 A JP 2003346765A
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JP
Japan
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glass fiber
aqueous electrolyte
composite sheet
secondary battery
electrolyte secondary
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JP2002157725A
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Japanese (ja)
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Shinsuke Yoshitake
伸介 吉竹
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator that can improve output characteristics of a battery while preventing short circuit between the electrodes in the non- aqueous electrolyte secondary battery. <P>SOLUTION: In the non-aqueous electrolyte secondary battery which comprises a positive electrode 20 and a negative electrode 30 as well as a non-aqueous electrolyte, the separator 40 that is provided between the positive electrode 20 and the negative electrode 30 is made a compound sheet having glass fiber unwoven cloth 42 on both sides of a fine porous membrane 41. With this structure, the glass fiber unwoven cloth 42 which can hold much amount of the electrolyte when the battery is assembled contacts the positive electrode 20 and the negative electrode 30, thereby, the output characteristics of the non- aqueous electrolyte secondary battery is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、非水電解質二次電
池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウムイオン電池などの非水電解質二
次電池には、安全性を向上させるべく、セパレータとし
てシャットダウン機能を有する熱可塑性樹脂製の微多孔
膜が用いられている。ところが、この非水電解質二次電
池では、電池の温度上昇によりセパレータが熱収縮して
しまい、その結果、正極と負極とが短絡してしまうとい
う問題点があった。そこで、特開平9−161757号
公報には、ガラス繊維クロスの両面にポリプロピレン等
の微多孔膜を設けた複合セパレータを用いた非水電質二
次電池が開示されている。この非水電解質二次電池で
は、電池の温度が大きく上昇し微多孔膜が熱収縮して
も、ガラス繊維クロスは収縮しないため、熱による短絡
を防止することができる。
2. Description of the Related Art In a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery, a microporous film made of a thermoplastic resin having a shutdown function is used as a separator in order to improve safety. However, this non-aqueous electrolyte secondary battery has a problem that the separator thermally shrinks due to a rise in battery temperature, and as a result, the positive electrode and the negative electrode are short-circuited. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-161775 discloses a non-aqueous electrolyte secondary battery using a composite separator in which a microporous film such as polypropylene is provided on both sides of a glass fiber cloth. In this non-aqueous electrolyte secondary battery, even if the battery temperature rises significantly and the microporous membrane thermally contracts, the glass fiber cloth does not contract, so that short circuit due to heat can be prevented.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造の非水電解質二次電池では、出力特性が不十分である
という問題点があった。本発明は上記のような事情に基
づいて完成されたものであって、安全性を高めつつ、出
力特性の良好な非水電解質二次電池を提供しうる非水電
解質二次電池セパレータ用複合シート及びその複合シー
トを用いた非水電解質二次電池を提供することを目的と
する。
However, the non-aqueous electrolyte secondary battery of this structure has a problem that the output characteristics are insufficient. The present invention has been completed on the basis of the above-described circumstances, and a composite sheet for a non-aqueous electrolyte secondary battery separator capable of providing a non-aqueous electrolyte secondary battery having good output characteristics while improving safety. And a non-aqueous electrolyte secondary battery using the composite sheet.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項1の発明に係る複合シートは、非水電解質二
次電池のセパレータとして用いられる複合シートであっ
て、熱可塑性樹脂の微多孔膜の両面にガラス繊維層が設
けられていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a composite sheet used as a separator of a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the composite sheet is made of a thermoplastic resin. A glass fiber layer is provided on both sides of the porous membrane.

【0005】請求項2の発明は、請求項1に記載の複合
シートであって、前記熱可塑性樹脂の微多孔膜の厚さと
前記ガラス繊維層の厚さとの和が50μm以下であるこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the composite sheet according to claim 1, wherein the sum of the thickness of the microporous film of the thermoplastic resin and the thickness of the glass fiber layer is 50 μm or less. And

【0006】請求項3の発明に係る非水電解質二次電池
は、正極板と負極板との間に、請求項1または請求項2
記載の複合シートからなるセパレータを備えるととも
に、非水電解質には界面活性効果を有する化合物を含む
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte secondary battery between a positive electrode plate and a negative electrode plate.
A separator comprising the above-described composite sheet is provided, and the non-aqueous electrolyte contains a compound having a surfactant effect.

【0007】[0007]

【発明の作用およびその効果】請求項1の発明によれ
ば、セパレータ用複合シートを熱可塑性樹脂の微多孔膜
の両面にガラス繊維層を配置したものとしている。この
複合シートをセパレータとして用いて正極及び負極の電
極板とともに発電要素を構成した場合、ガラス繊維層が
電極板に接することとなる。ガラス繊維層は、熱可塑性
樹脂の微多孔膜と比較して孔が大きく空隙率も大きくな
っているので、ガラス繊維層に保持される電解液の割合
は、熱可塑性樹脂の微多孔膜に保持される電解液の割合
より大きくなる。このため、この複合シートを用いた非
水電解質二次電池は、電極板が熱可塑性樹脂の微多孔膜
と接する場合と比較して、電極板表面でより多くの電解
液と接することができる。これにより、ガラス繊維層に
含まれる電解液と電極板との間で、より多くのリチウム
イオンの授受ができるから、非水電解質二次電池の出力
特性が向上する。
According to the first aspect of the present invention, the composite sheet for separator has a glass fiber layer disposed on both surfaces of a microporous thermoplastic resin film. When the composite sheet is used as a separator to form a power generating element together with the positive and negative electrode plates, the glass fiber layer comes into contact with the electrode plate. Since the glass fiber layer has larger pores and a higher porosity than the microporous thermoplastic resin film, the proportion of the electrolyte retained in the glass fiber layer is maintained in the microporous thermoplastic resin film. Larger than the ratio of the electrolyte solution to be used. For this reason, the nonaqueous electrolyte secondary battery using this composite sheet can be in contact with more electrolyte on the surface of the electrode plate than in the case where the electrode plate is in contact with the microporous thermoplastic resin film. Thereby, more lithium ions can be exchanged between the electrolyte contained in the glass fiber layer and the electrode plate, and the output characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are improved.

【0008】さらに、この複合シートに備えられている
熱可塑性樹脂の微多孔膜は、一定温度以上でその微多孔
が閉塞してリチウムイオンの移動を停止させるシャット
ダウン機能を備えている。そのうえ、耐熱性の高いガラ
ス繊維層を備えているから、熱可塑性樹脂が融解する温
度であっても電極の短絡を防止することができる。従っ
て、この複合シートを用いた非水電解質二次電池は安全
性と出力特性の両立を図ることが可能である。
Further, the microporous thermoplastic resin film provided in the composite sheet has a shutdown function of stopping the movement of lithium ions by closing the microporous film at a certain temperature or higher. In addition, since the glass fiber layer having a high heat resistance is provided, short-circuiting of the electrodes can be prevented even at a temperature at which the thermoplastic resin melts. Therefore, a non-aqueous electrolyte secondary battery using this composite sheet can achieve both safety and output characteristics.

【0009】請求項2の発明によれば、複合シート全体
の厚さを50μm以下としている。これにより、非水電
解質二次電池の体積をコンパクトにできるから、非水電
解質二次電池の出力密度をさらに向上させることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the thickness of the entire composite sheet is set to 50 μm or less. As a result, the volume of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be made compact, so that the output density of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be further improved.

【0010】請求項3の発明によれば、非水電解質二次
電池の非水電解質には界面活性効果を有する化合物が含
まれている。このため、ガラス繊維に対する電解液の濡
れ性が向上するから、セパレータの電解液保持性がさら
に向上し、非水電解質二次電池の出力特性がさらに向上
する。
According to the third aspect of the present invention, the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte secondary battery contains a compound having a surface active effect. For this reason, the wettability of the electrolyte with respect to the glass fibers is improved, so that the electrolyte retention of the separator is further improved, and the output characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are further improved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】<第1実施形態>以下、本発明に
かかる複合シート及びそれを用いた非水電解質二次電池
を具体化した第1実施形態について、図1及び図2を参
照しつつ説明する。本発明の非水電解質二次電池は、略
直方体状の発電要素10が、図示しない非水電解液と共
に図示しない金属などにより形成された角型容器に収納
されてなる。発電要素10は、図1に示すような、平板
状の負極板30と、同じく平板状の正極板20とを、複
合シートからなるセパレータ40を介して積層すること
により構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> A first embodiment of a composite sheet according to the present invention and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the same will be described with reference to FIGS. I will explain it. In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a substantially rectangular parallelepiped power generating element 10 is housed in a rectangular container formed of a metal (not shown) together with a non-aqueous electrolyte (not shown). The power generating element 10 is configured by laminating a flat negative electrode plate 30 and a flat positive electrode plate 20 via a separator 40 made of a composite sheet as shown in FIG.

【0012】図2に、発電要素10の断面図を示す。正
極板20は、アルミなどの金属箔からなる正極集電体2
1の両面に、リチウムイオンを吸蔵・放出する物質を構
成要素とする正極合剤層22が形成されてなる。一方、
負極板30は、銅などの金属箔からなる負極集電体31
の両面に、リチウムイオンを吸蔵・放出する物質を構成
要素とする負極合剤層32が形成されてなる。正極板2
0及び負極板30の一端にはそれぞれ、ニッケルなどの
金属片からなる正極リード端子23及び負極リード端子
33が溶接されている。セパレータ40は複合シートか
らなっており、このセパレータ40は、正極板20及び
負極板30より、わずかに大きく形成されている。
FIG. 2 is a sectional view of the power generating element 10. The positive electrode plate 20 is made of a positive electrode current collector 2 made of a metal foil such as aluminum.
A positive electrode mixture layer 22 is formed on both surfaces of the positive electrode material 1 with a substance that absorbs and releases lithium ions as a constituent element. on the other hand,
The negative electrode plate 30 includes a negative electrode current collector 31 made of a metal foil such as copper.
A negative electrode mixture layer 32 composed of a material that absorbs and releases lithium ions as a constituent element is formed on both surfaces of the negative electrode mixture layer. Positive electrode plate 2
The positive electrode lead terminal 23 and the negative electrode lead terminal 33 made of metal pieces such as nickel are welded to one end of the negative electrode plate 30 and the negative electrode plate 30, respectively. The separator 40 is made of a composite sheet, and the separator 40 is formed slightly larger than the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30.

【0013】次に複合シートについて詳細に説明する。
複合シートは、熱可塑性樹脂からなる微多孔膜41の両
面にガラス繊維層としてのガラス繊維不織布42が設け
られて構成されている。複合シートの厚さ、すなわち微
多孔膜41の厚さとガラス繊維不織布42の厚さとの和
は、50μm以下が好ましい。これにより、発電要素1
0がコンパクトになって、出力密度が向上するからであ
る。ここで、ガラス繊維不織布42の厚さとは、微多孔
膜41の両面に設けられた二つのガラス繊維不織布42
の一方のみの厚さではなく、双方の厚さの和を意味す
る。また、複合シートの合計厚さに対する、ガラス繊維
不織布42の厚さの割合は、できるだけ大きい方が好ま
しいが、現在の技術水準では熱可塑性樹脂からなる微多
孔膜及びガラス繊維不織布とも、10μm未満の厚さの
ものは製造が困難である。従って、複合シートの合計厚
さを50μmとした場合、ガラス繊維不織布42の厚さ
の割合は40〜80%となる。そして、複合シートの合
計厚さに対するガラス繊維の厚さの割合を上記の範囲と
することにより、微多孔膜41のシャットダウン特性
と、ガラス繊維不織布42の電解液の保持特性との両立
が可能となる。
Next, the composite sheet will be described in detail.
The composite sheet is configured by providing a glass fiber nonwoven fabric 42 as a glass fiber layer on both surfaces of a microporous film 41 made of a thermoplastic resin. The thickness of the composite sheet, that is, the sum of the thickness of the microporous membrane 41 and the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 is preferably 50 μm or less. Thereby, the power generation element 1
This is because 0 is compact and the output density is improved. Here, the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 refers to the two glass fiber nonwoven fabrics 42 provided on both sides of the microporous membrane 41.
Means the sum of both thicknesses, not just one. Further, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is preferably as large as possible. However, in the current state of the art, both the microporous film made of thermoplastic resin and the glass fiber nonwoven fabric have a thickness of less than 10 μm. Thick ones are difficult to manufacture. Therefore, when the total thickness of the composite sheet is 50 μm, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 is 40 to 80%. By setting the ratio of the thickness of the glass fiber to the total thickness of the composite sheet in the above range, it is possible to achieve both the shutdown characteristics of the microporous membrane 41 and the retention characteristics of the electrolyte of the glass fiber nonwoven fabric 42. Become.

【0014】微多孔膜41は、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、またはポリエチレンオキサイドなどの微多孔膜
41を用いることができる。また、微多孔膜41の空孔
率は、その電解液保持特性と、シャットダウン特性との
バランスから、30%以上、60%以下のものが好まし
く、さらに、35%以上、55%以下が好ましい。その
中でも特に40%以上、50%以下の空孔率の微多孔膜
41が好適である。微多孔膜41は、その空孔率が30
%以上において電解液保持特性が良好となり、空孔率6
0%以下でその強度がセパレータとして十分な強度を備
えるためである。
As the microporous film 41, a microporous film 41 of polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide or the like can be used. The porosity of the microporous film 41 is preferably 30% or more and 60% or less, and more preferably 35% or more and 55% or less, from the balance between the electrolyte retention characteristics and the shutdown characteristics. Among them, the microporous film 41 having a porosity of 40% or more and 50% or less is particularly preferable. The microporous film 41 has a porosity of 30.
% Or more, the electrolyte retention characteristics are good and the porosity is 6%.
This is because the strength is sufficient for a separator at 0% or less.

【0015】ここで、微多孔膜41の空孔率は次の計算
式から求めることができる。 空孔率(%)=(空孔容積/微多孔膜の体積)×100 微多孔膜41の体積はその大きさと厚さから得ることが
でき、微多孔膜の空孔容積は、微多孔膜の含水重量から
乾燥重量を引くことによって求めることができる。
Here, the porosity of the microporous film 41 can be obtained from the following equation. Porosity (%) = (pore volume / volume of microporous membrane) × 100 The volume of the microporous membrane 41 can be obtained from its size and thickness, and the pore volume of the microporous membrane is Can be determined by subtracting the dry weight from the water-containing weight.

【0016】ガラス繊維層は、不織布状に限定されず、
例えば布状のものとすることもできる。ガラス繊維層を
構成するガラス繊維の平均直径は5μm以下が好まし
く、2μm以下であれば更に好ましい。その理由として
は、ガラス繊維の平均直径が5μmより大きいと、電解
液を注液しても、ガラス繊維層の内部にガスが残りやす
いためである。そして、ガラス繊維の平均直径が2μm
以下の場合には、毛細管現象で電解液の浸透が速やかに
行われ、ガスが残ることはないから、出力特性がさらに
向上するためである。そのガラス繊維の最大長さは50
μm以下が好ましく、30μm以下であれば更に好まし
い。ガラス繊維の最大長さを50μm以下とすることに
より、ガラス繊維不織布の表面が平坦となり、出力特性
がさらに向上するためである。最大長さとは、走査型電
子顕微鏡でガラス繊維の任意の200μm×200μm
の部分を5か所観察し、その中にその中に含まれるガラ
ス繊維の最大長さを表している。ガラス繊維の平均直径
についても、走査型電子顕微鏡でガラス繊維を観察する
ことにより測定することができる。
The glass fiber layer is not limited to a non-woven fabric,
For example, it may be a cloth. The average diameter of the glass fibers constituting the glass fiber layer is preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less. The reason is that if the average diameter of the glass fibers is larger than 5 μm, gas is likely to remain inside the glass fiber layer even when the electrolyte is injected. And the average diameter of the glass fiber is 2 μm
In the following cases, the permeation of the electrolytic solution is rapidly performed by the capillary phenomenon and no gas remains, so that the output characteristics are further improved. The maximum length of the glass fiber is 50
μm or less, more preferably 30 μm or less. By setting the maximum length of the glass fiber to 50 μm or less, the surface of the glass fiber nonwoven fabric becomes flat, and the output characteristics are further improved. The maximum length is an arbitrary 200 μm × 200 μm of glass fiber with a scanning electron microscope.
Are observed at five places, and the maximum length of the glass fiber contained therein is shown. The average diameter of the glass fibers can also be measured by observing the glass fibers with a scanning electron microscope.

【0017】また、ガラス繊維層の空隙率は、40%以
上であることが好ましく、さらに55%以上が好まし
い。その中でも特に70%以上が好ましい。ガラス繊維
層の空隙率が40%以上では、複合シートにおける非水
電解液の保持量が十分となり、十分な出力特性が得られ
るためである。なお、ガラス繊維層の空隙率の算出は、
微多孔膜41の空孔率と同様にして算出することができ
る。
The porosity of the glass fiber layer is preferably at least 40%, more preferably at least 55%. Among them, 70% or more is particularly preferable. When the porosity of the glass fiber layer is 40% or more, the amount of the nonaqueous electrolyte held in the composite sheet is sufficient, and sufficient output characteristics can be obtained. Incidentally, the calculation of the porosity of the glass fiber layer,
It can be calculated in the same manner as the porosity of the microporous film 41.

【0018】ガラス繊維層に用いるガラス繊維の原料
は、特に限定されない。例えば、通常用いられる、軟質
ガラス、カリガラス、硬質ガラス、タングステンガラ
ス、超硬質ガラス、Eガラス、石英ガラス等を用いるこ
とができる。特に耐薬品性、耐絶縁性に優れたEガラス
(SiO:53.5、Al:15.0wt%(重
量%)、CaO:17.5wt%、MgO:4.5wt%、B
:8.5wt%)が好ましい。
The raw material of the glass fiber used for the glass fiber layer is not particularly limited. For example, a soft glass, a potash glass, a hard glass, a tungsten glass, a super hard glass, an E glass, a quartz glass, and the like which are usually used can be used. In particular, E glass (SiO 2 : 53.5, Al 2 O 3 : 15.0 wt% (wt%), CaO: 17.5 wt%, MgO: 4.5 wt%, B having excellent chemical resistance and insulation resistance)
2 O 3 : 8.5 wt%).

【0019】複合シートは、例えば微多孔膜41の両面
にガラス繊維不織布42を積層することによって製造さ
れる。
The composite sheet is manufactured, for example, by laminating a glass fiber nonwoven fabric 42 on both sides of a microporous membrane 41.

【0020】本発明の非水電解質としては、非水電解液
又は固体電解質のいずれも使用することができる。固体
電解質としては、公知の固体電解質を用いることがで
き、例えば無機固体電解質、ポリマー固体電解質を用い
ることができる。
As the non-aqueous electrolyte of the present invention, either a non-aqueous electrolyte or a solid electrolyte can be used. As the solid electrolyte, a known solid electrolyte can be used, and for example, an inorganic solid electrolyte and a polymer solid electrolyte can be used.

【0021】非水電解液としては、周知のものを使用で
きる。例えばエチレンカーボネート(EC)などの環状
炭酸エステル系、ジエチルカーボネート(DEC)など
の鎖状炭酸エステル系などの非水溶媒に六フッ化リン酸
リチウム(LiPF)などのリチウム塩を溶解したも
のが挙げられる。
As the non-aqueous electrolyte, a known one can be used. For example, a solution in which a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved in a non-aqueous solvent such as a cyclic carbonate such as ethylene carbonate (EC) or a chain carbonate such as diethyl carbonate (DEC). No.

【0022】この非水電解液には、界面活性効果を有す
る化合物を添加することが好ましい。界面活性を有する
化合物としては、電池内部の酸化還元雰囲気に対する安
定性の観点から、フッ素化アルキルエステル、ポリエチ
レングリコールジメチルエーテル、γ−ブチロラクトン
が好ましい。
It is preferable to add a compound having a surface active effect to the non-aqueous electrolyte. As the compound having surface activity, a fluorinated alkyl ester, polyethylene glycol dimethyl ether, and γ-butyrolactone are preferable from the viewpoint of stability against a redox atmosphere inside the battery.

【0023】ポリエチレングリコールジメチルエーテル
は、CH−O−(CH−CH−O−)−CH
で表され、その分子量は非水電解液への溶解性及び界面
活性効果の観点から200以上5000以下が好まし
く、さらに200以上3500以下が好ましい。その中
でも特に200以上900以下が好ましい。
Polyethylene glycol dimethyl ether is CH 3 —O— (CH 2 —CH 2 —O—) n —CH 3
The molecular weight is preferably 200 or more and 5000 or less, more preferably 200 or more and 3500 or less from the viewpoint of solubility in a non-aqueous electrolyte and surface active effects. Among them, 200 to 900 is particularly preferable.

【0024】ポリエチレングリコールジメチルエーテル
を非水電解液に添加する割合は、0.5wt%以上7w
t%以下が好ましく、さらに、1wt%以上5wt%以
下が好ましい。その中でも特に2wt%以上4wt%以
下が好ましい。ポリエチレングリコールジメチルエーテ
ルを添加する割合が0.5wt%以上であれば、界面活
性効果によってガラス繊維不織布42の濡れ性が向上し
て出力特性がさらに向上するためである。また、その添
加する割合が7wt%を超える場合には、非水溶媒の粘
度が上昇し、リチウムイオンの移動を妨げるため好まし
くない。
The proportion of polyethylene glycol dimethyl ether added to the non-aqueous electrolyte is 0.5 wt% or more and 7 w
t% or less is preferable, and 1 wt% or more and 5 wt% or less are more preferable. Among them, particularly, 2 wt% or more and 4 wt% or less are preferable. This is because if the proportion of polyethylene glycol dimethyl ether added is 0.5 wt% or more, the wettability of the glass fiber nonwoven fabric 42 is improved by the surface active effect, and the output characteristics are further improved. On the other hand, if the proportion exceeds 7 wt%, the viscosity of the non-aqueous solvent increases, which hinders the movement of lithium ions.

【0025】フッ素化アルキルエステルは、フッ素置換
されたアルキル鎖とエステル結合を備えていれば特に限
定されないがCF(CFCOOCが好ま
しい。また、非水電解液に対してフッ素化アルキルエス
テルを添加する割合は、ポリエチレングリコールジメチ
ルエーテルと同様の理由により、0.01wt%以上5
wt%以下が好ましく、さらに、0.1wt%以上4w
t%以下が好ましい。その中でも特に0.5wt%以上
2wt%以下が好ましい。
The fluorinated alkyl ester is not particularly limited as long as it has a fluorine-substituted alkyl chain and an ester bond, but CF 3 (CF 2 ) 9 COOC 2 H 5 is preferred. The ratio of the fluorinated alkyl ester to the non-aqueous electrolyte is 0.01 wt% or more for the same reason as the polyethylene glycol dimethyl ether.
wt% or less, more preferably 0.1 wt% or more and 4 w
t% or less is preferable. Among them, 0.5 wt% or more and 2 wt% or less are particularly preferable.

【0026】また、非水電解液に対してγ−ブチロラク
トンを添加する割合は、ポリエチレングリコールジメチ
ルエーテルと同様の理由により、非水電解液に対して、
1wt%以上10wt%以下が好ましく、さらに、3w
t%以上8wt%以下が好ましい。その中でも特に5w
t%以上7wt%以下が好ましい。
The ratio of adding γ-butyrolactone to the non-aqueous electrolyte is the same as that for polyethylene glycol dimethyl ether.
1 wt% or more and 10 wt% or less are preferable, and 3 w
The content is preferably at least t% and at most 8 wt%. Among them, especially 5w
It is preferably at least t% and at most 7 wt%.

【0027】以下、本発明の効果について説明する。こ
こで、正極板20と負極板30とは、セパレータ40を
介して積層され、正極板20の表面には正極合剤層22
が設けられ、負極板30の表面には負極合剤層32が設
けられている。従って、正極合剤層22及び負極合剤層
32は、セパレータ40の両面に設けられたガラス繊維
不織布42と接することになる。ガラス繊維不織布42
は、微多孔膜41と比べて空間の部分、すなわち空隙率
が大きいから、ガラス繊維不織布42に保持される非水
電解液の割合は微多孔膜41に保持される非水電解液の
割合より大きくなる。従って、正極合剤層22及び負極
合剤層32に接触する非水電解液の量が多くなるから、
この複合シートを用いた非水電解質二次電池は、正極合
剤層22及び負極合剤層32が微多孔膜41と接する場
合と比較して、正極合剤層22及び負極合剤層32でよ
り多くの電解液と接することができる。これにより、ガ
ラス繊維不織布42に含まれる非水電解液と正極合剤層
22及び負極合剤層32との間で、より多くのリチウム
イオンの授受ができるから、非水電解質二次電池の出力
特性が向上する。
Hereinafter, effects of the present invention will be described. Here, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 are stacked with a separator 40 interposed therebetween, and the positive electrode mixture layer 22 is formed on the surface of the positive electrode plate 20.
The negative electrode mixture layer 32 is provided on the surface of the negative electrode plate 30. Therefore, the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32 come into contact with the glass fiber nonwoven fabric 42 provided on both surfaces of the separator 40. Glass fiber non-woven fabric 42
Is larger in the space portion, that is, the porosity than the microporous membrane 41, so that the ratio of the nonaqueous electrolyte held in the glass fiber nonwoven fabric 42 is larger than the ratio of the nonaqueous electrolyte held in the microporous membrane 41. growing. Therefore, since the amount of the nonaqueous electrolyte contacting the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32 increases,
The non-aqueous electrolyte secondary battery using this composite sheet has a positive electrode mixture layer 22 and a negative electrode mixture layer 32 in comparison with a case where the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32 are in contact with the microporous film 41. It can be in contact with more electrolytes. As a result, more lithium ions can be exchanged between the nonaqueous electrolyte contained in the glass fiber nonwoven fabric 42 and the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32, so that the output of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be improved. The characteristics are improved.

【0028】また、電池を長期間使用した場合には、充
放電に伴って非水電解液が分解されて減少し、正極合剤
層22及び負極合剤層32表面の液が涸れる場合があ
る。そのような場合であっても、セパレータ40として
本発明に係る複合シートを用いれば、セパレータ40の
電解液保持率が大きいから、正極合剤層22及び負極合
剤層32に接触する非水電解液の量が維持される。これ
により、非水電解質二次電池の寿命が向上する。
When the battery is used for a long period of time, the non-aqueous electrolyte is decomposed and reduced as the battery is charged and discharged, and the liquid on the surfaces of the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32 may be dried. . Even in such a case, if the composite sheet according to the present invention is used as the separator 40, the non-aqueous electrolytic solution that contacts the positive electrode mixture layer 22 and the negative electrode mixture layer 32 because the separator 40 has a high electrolyte retention rate. The volume of liquid is maintained. Thereby, the life of the nonaqueous electrolyte secondary battery is improved.

【0029】また、非水電解質二次電池の充放電を繰り
返すと、非水電解液が分解されて、分解生成物の微粒子
が生じる場合がある。本発明では、ガラス繊維層が不織
布状または布状となったガラス繊維からなっている。そ
して、ガラス繊維不織布42の繊維と繊維との間の開口
部、すなわち孔の径は一般的には、2〜20μmであ
り、微多孔膜41の孔の径0.01〜1μmより大きく
なっている。従って、ガラス繊維不織布42の開口部
は、微多孔膜41の孔と比較して、分解生成物がつまり
にくくなっている。それに加え、分解生成物の微粒子
は、ガラス繊維不織布42によって捕捉されて、ガラス
繊維不織布42の間に設けられている微多孔膜41に到
達しにくくななっている。これにより、微多孔膜41の
微多孔に非水電解液の分解生成物が詰まり難くなってい
る。従って、微多孔膜41でリチウムイオンの移動が妨
害されにくいから、充放電を繰り返した場合であっても
非水電解質二次電池の容量はその容量が低下しにくくな
っており、非水電解質二次電池の寿命が向上する。
Further, when the charge / discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery is repeated, the non-aqueous electrolyte may be decomposed to generate fine particles of decomposition products. In the present invention, the glass fiber layer is made of glass fiber in the form of a nonwoven fabric or a cloth. The opening between the fibers of the glass fiber nonwoven fabric 42, that is, the diameter of the hole is generally 2 to 20 μm, and the diameter of the hole of the microporous membrane 41 is larger than 0.01 to 1 μm. I have. Therefore, decomposition products are less likely to be clogged in the openings of the glass fiber nonwoven fabric 42 than in the pores of the microporous membrane 41. In addition, the fine particles of the decomposition products are trapped by the glass fiber nonwoven fabric 42 and are less likely to reach the microporous membrane 41 provided between the glass fiber nonwoven fabrics 42. This makes it difficult for the decomposition products of the non-aqueous electrolyte solution to clog the microporosity of the microporous film 41. Therefore, the movement of lithium ions is not easily hindered by the microporous film 41, so that the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is not easily reduced even when charging and discharging are repeated, and the non-aqueous electrolyte The life of the secondary battery is improved.

【0030】<第2実施形態>次に第2実施形態につい
て説明する。第1実施形態と同じ構成については、同一
符号を付し、その説明を省略する。図3は第2実施形態
に係る非水電解質二次電池の発電要素10を示す分解斜
視図である。本実施形態の非水電解質二次電池は、第1
実施形態と、正極板20が袋状に形成された袋状セパレ
ータ50に収容され、その正極板20と負極板30とを
積層して発電要素10が構成されているところにおいて
異なっている。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the power generating element 10 of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the second embodiment. The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment has a first
The present embodiment differs from the embodiment in that the positive electrode plate 20 is accommodated in a bag-shaped separator 50 formed in a bag shape, and the power generating element 10 is configured by stacking the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30.

【0031】袋状セパレータ50は、上記第1実施形態
と同じ構成の複合シートをU字状に折り曲げたのち、一
端を開放して両側部を符号51で示すように部分的に溶
着することによって形成されている。そして、袋状セパ
レータ50は、図3に示すように正極板20の正極リー
ド端子23を設けた反対の端部から、矢印A方向へ向か
って、正極板20に被せられている(図3(B)、
(C))。本実施形態にかかる非水電解質二次電池は、
袋状セパレータ50により正極板20が覆われるので、
その短絡が確実に防止されて、電池の安全性がさらに向
上する。
The bag-shaped separator 50 is obtained by bending a composite sheet having the same configuration as that of the first embodiment into a U-shape, then opening one end and partially welding both sides as indicated by reference numeral 51. Is formed. Then, the bag-shaped separator 50 is covered on the positive electrode plate 20 in the direction of arrow A from the opposite end of the positive electrode plate 20 where the positive electrode lead terminal 23 is provided as shown in FIG. B),
(C)). The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment,
Since the positive electrode plate 20 is covered by the bag-shaped separator 50,
The short circuit is reliably prevented, and the safety of the battery is further improved.

【0032】<他の実施形態>第1実施形態及び第2実
施形態ではセパレータ40を介して平板型電極板を積層
するスタック型の発電要素10を備えた非水電解質二次
電池について示したが、発電要素10の形状は、これに
限定されない。発電要素10の形状として、例えば、断
面が円形状、長円形状及び非円形状である巻回型、ある
いは、セパレータを介してシート状電極板を折りたたん
で積層する型など、あらゆる形状の発電要素10を使用
することができる。
<Other Embodiments> In the first embodiment and the second embodiment, the non-aqueous electrolyte secondary battery including the stack type power generating element 10 in which the flat electrode plates are stacked with the separator 40 interposed therebetween has been described. The shape of the power generation element 10 is not limited to this. As the shape of the power generating element 10, for example, a power generating element of any shape, such as a wound type having a circular cross-section, an elliptical shape, and a non-circular shape, or a type in which a sheet-shaped electrode plate is folded via a separator and laminated. 10 can be used.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 1.電池の作製 <実施例1> (複合シートの作製)セパレータ40として用いる3層
構造の複合シートは、ポリエチレン製の微多孔膜41の
両面にガラス繊維不織布42を積層したのち巻き取るこ
とにより作製した(表1中では複合シートの構成におい
て「GPG」と記載している)。
The present invention will now be described by way of examples, which should not be construed as limiting the invention. 1. Production of Battery <Example 1> (Preparation of Composite Sheet) A composite sheet having a three-layer structure to be used as the separator 40 was produced by laminating a glass fiber nonwoven fabric 42 on both sides of a polyethylene microporous film 41 and then winding it. (In Table 1, "GPG" is described in the configuration of the composite sheet.)

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】セパレータ40の構成は、ガラス繊維不織
布42/微多孔膜41/ガラス繊維不織布42となって
いる。ガラス繊維不織布42の厚さを10μmとし、微
多孔膜41の厚さを20μmとした。従って、複合シー
トであるセパレータ40全体の厚さは40μmとなり、
ガラス繊維不織布42の厚さの割合は50%となってい
る。
The structure of the separator 40 is a glass fiber nonwoven fabric 42 / a microporous film 41 / glass fiber nonwoven fabric 42. The thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was 10 μm, and the thickness of the microporous film 41 was 20 μm. Therefore, the entire thickness of the separator 40 as a composite sheet is 40 μm,
The ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 is 50%.

【0036】ガラス繊維不織布42は、Eガラスからな
る平均直径が1μm、最大長さが50μmのガラス繊維
を不織布状とし、その空隙率が70%のものを用いた。
微多孔膜41は、ポリエチレン微多孔膜からなり、空孔
率が43%、平均孔径0.3μmのものを用いた。
As the glass fiber non-woven fabric 42, a non-woven glass fiber made of E glass having an average diameter of 1 μm and a maximum length of 50 μm and having a porosity of 70% was used.
The microporous film 41 was made of a polyethylene microporous film having a porosity of 43% and an average pore diameter of 0.3 μm.

【0037】なお、ガラス繊維の平均直径及び最大長さ
は、走査型電子顕微鏡でガラス繊維を観察することによ
り測定した。ガラス繊維の平均直径は、任意の20μm
×20μmの部分を5か所観察し、それぞれの10本、
合計50本のガラス繊維の直径を測定し、その平均値を
求めた。最大長さについては、前述した方法と同様であ
る。
The average diameter and the maximum length of the glass fiber were measured by observing the glass fiber with a scanning electron microscope. The average diameter of the glass fiber is any 20 μm
Observation of 5 places of × 20 μm, 10 of each,
The diameters of a total of 50 glass fibers were measured, and the average value was determined. The maximum length is the same as in the method described above.

【0038】(正極板の作製)正極板20は、厚さ20
μmのアルミニウム箔からなる正極集電体21の両面に
正極活物質としてのLiCoOを90重量%、導電剤
としてアセチレンブラックを4重量%、結着剤としてポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)を6重量%混合した正
極合剤ペーストを塗付、プレス、乾燥することにより正
極合剤層22を形成して作製した。正極板20全体の厚
さは177μmとした。
(Preparation of Positive Electrode Plate) The positive electrode plate 20 has a thickness of 20 mm.
90% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 4% by weight of acetylene black as a conductive agent, and 6% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder on both sides of a positive electrode current collector 21 made of a μm aluminum foil. The mixed positive electrode mixture paste was applied, pressed, and dried to form the positive electrode mixture layer 22 to be manufactured. The thickness of the entire positive electrode plate 20 was 177 μm.

【0039】(負極板の作製)負極板30は、厚さ14
μmの銅箔からなる負極集電体31の両面に負極活物質
としてグラファイト92重量%、結着剤としてPVDF
8重量%を混合した負極合剤を塗付し、正極板20と同
様にして作製した。負極板30の大きさ及び厚さは正極
板20と同じとした。
(Preparation of Negative Electrode Plate) The negative electrode plate 30 has a thickness of 14
92% by weight of graphite as a negative electrode active material and PVDF as a binder on both surfaces of a negative electrode current collector 31 made of a copper foil of μm.
A negative electrode mixture in which 8% by weight was mixed was applied, and was manufactured in the same manner as the positive electrode plate 20. The size and thickness of the negative electrode plate 30 were the same as those of the positive electrode plate 20.

【0040】(非水電解液の調製)非水電解液は、エチ
レンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(D
EC)とを体積比1:1で混合した溶媒に、LiPF
を1mol/l溶解したものを用いた。
(Preparation of Non-Aqueous Electrolyte) A non-aqueous electrolyte was prepared by mixing ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (D
EC) and LiPF 6 in a solvent mixed at a volume ratio of 1: 1.
Was dissolved at 1 mol / l.

【0041】(電池の作製)正極板20を40枚、負極
板30を41枚、セパレータ40である複合シートを8
0枚積層して発電要素10を作製した。この発電要素1
0をアルミニウム製の角筒型の電池容器に収納して非水
電解質二次電池を作製した。非水電解液は正極板20、
負極板30及びセパレータ40を十分湿潤し、発電要素
10外に余剰な電解液が存在しない量を真空注液した。
なお、この電池の容量は約10Ah、重量は約3kgと
した。
(Preparation of Battery) Forty positive plates 20, 41 negative plates 30, and a composite sheet of separator 40 of 8 sheets
The power generating element 10 was manufactured by laminating 0 sheets. This power generation element 1
No. 0 was stored in an aluminum prismatic battery container to produce a non-aqueous electrolyte secondary battery. The non-aqueous electrolyte is the positive electrode plate 20,
The negative electrode plate 30 and the separator 40 were sufficiently wetted, and an amount of excess electrolyte not existing outside the power generation element 10 was injected under vacuum.
The battery had a capacity of about 10 Ah and a weight of about 3 kg.

【0042】<比較例1>実施例1とセパレータ40の
構成のみ異なる非水電解質二次電池を作製した。本比較
例においてセパレータ40は、実施例1とはセパレータ
40の外層と内層とが逆に積層されている。すなわち、
ガラス繊維不織布42の両面に微多孔膜41を積層した
3層構造の複合シートをセパレータ40として用いた
(表1中では複合シートの構成において「PGP」と記
載した)。微多孔膜41の厚さを各々10μmとし、ガ
ラス繊維不織布42の厚さを20μmとした。従って、
複合シートの合計厚さが40μmとなり、それに対する
ガラス繊維不織布42の厚さの割合は50%である。
<Comparative Example 1> A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the structure of the separator 40 was manufactured. In this comparative example, the outer layer and the inner layer of the separator 40 of the first embodiment are stacked in reverse. That is,
A composite sheet having a three-layer structure in which a microporous membrane 41 was laminated on both sides of a glass fiber nonwoven fabric 42 was used as the separator 40 (in Table 1, the composite sheet was described as “PGP”). The thickness of each of the microporous films 41 was 10 μm, and the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was 20 μm. Therefore,
The total thickness of the composite sheet is 40 μm, and the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to that is 50%.

【0043】<比較例2>実施例1とセパレータ40の
構成のみ異なる非水電解質二次電池を作製した。本比較
例においてセパレータ40は、ガラス繊維不織布42と
微多孔膜41とを積層した2層構造の複合シートとした
(表1中では複合シートの構成において「GP」と記載
した)。複合シートの厚さを40μmとし、ガラス繊維
不織布42の厚さを20μmとした。従って、複合シー
トの合計厚さに対するガラス繊維不織布42の厚さの割
合は50%である。
<Comparative Example 2> A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the structure of the separator 40 was manufactured. In the present comparative example, the separator 40 was a composite sheet having a two-layer structure in which a glass fiber nonwoven fabric 42 and a microporous film 41 were laminated (in Table 1, the composite sheet was described as “GP”). The thickness of the composite sheet was 40 μm, and the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was 20 μm. Therefore, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 50%.

【0044】<比較例3>実施例1とセパレータ40の
構成のみ異なる非水電解質二次電池を作製した。本比較
例においてセパレータ40は、微多孔膜41のみを用い
たものとした(表1中では複合シートの構成において
「P」と記載した)。なお、微多孔膜41の厚さは40
μmとした。
<Comparative Example 3> A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the structure of the separator 40 was manufactured. In this comparative example, only the microporous film 41 was used as the separator 40 ("P" is described in the configuration of the composite sheet in Table 1). The thickness of the microporous film 41 is 40
μm.

【0045】<実施例2>実施例1と、複合シートの合
計厚さ、及びガラス繊維不織布42の厚さの割合のみに
おいて異なる非水電解質二次電池を作製した。微多孔膜
41の厚さを30μmとし、複合シートの合計厚さを5
0μmとした。従って、複合シートの合計厚さに対する
ガラス繊維不織布42の厚さの割合は40%である。
<Example 2> A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the ratio of the total thickness of the composite sheet and the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was produced. The thickness of the microporous membrane 41 is 30 μm, and the total thickness of the composite sheet is 5 μm.
It was set to 0 μm. Therefore, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 40%.

【0046】<実施例3>実施例1と、複合シートの合
計厚さ、及びガラス繊維不織布42の厚さの割合のみに
おいて異なる非水電解質二次電池を作製した。ガラス繊
維不織布42の厚さを各々15μmとし、複合シートの
合計厚さを50μmとした。従って、複合シートの合計
厚さに対するガラス繊維不織布42の厚さの割合は60
%である。
Example 3 A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the total thickness of the composite sheet and the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was produced. The thickness of each of the glass fiber nonwoven fabrics 42 was 15 μm, and the total thickness of the composite sheet was 50 μm. Therefore, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 60%.
%.

【0047】<実施例4>実施例1と、複合シートの合
計厚さ、及びガラス繊維不織布42の厚さの割合のみに
おいて異なる非水電解質二次電池を作製した。ガラス繊
維不織布42の厚さを各々20μm、微多孔膜41の厚
さを10μmとして、複合シートの合計厚さを50μm
とした。従って、複合シートの合計厚さに対するガラス
繊維不織布42の厚さの割合は80%である。
Example 4 A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the ratio of the total thickness of the composite sheet and the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was produced. When the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 is 20 μm and the thickness of the microporous membrane 41 is 10 μm, the total thickness of the composite sheet is 50 μm.
And Therefore, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 80%.

【0048】<実施例5>実施例1と、複合シートの合
計厚さのみにおいて異なる非水電解質二次電池を作製し
た。ガラス繊維不織布42の厚さを各々15μm、微多
孔膜41の厚さを30μmとして、複合シートの合計厚
さを60μmとした。従って、複合シートの合計厚さに
対するガラス繊維不織布42の厚さの割合は50%であ
る。
Example 5 A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the total thickness of the composite sheet was manufactured. The thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was 15 μm, the thickness of the microporous membrane 41 was 30 μm, and the total thickness of the composite sheet was 60 μm. Therefore, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 50%.

【0049】<実施例6>実施例1と、複合シートの合
計厚さ、及びガラス繊維不織布42の厚さの割合のみに
おいて異なる非水電解質二次電池を作製した。ガラス繊
維不織布42及び微多孔膜41の厚さを20μmとし
て、複合シートの合計厚さを60μmとした。従って、
複合シートの合計厚さに対するガラス繊維不織布42の
厚さの割合は67%である。
Example 6 A non-aqueous electrolyte secondary battery different from Example 1 only in the total thickness of the composite sheet and the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 was produced. The thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 and the microporous film 41 was 20 μm, and the total thickness of the composite sheet was 60 μm. Therefore,
The ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 67%.

【0050】<実施例7ないし実施例9>実施例1とガ
ラス繊維不織布42を構成するガラス繊維のみ異なる非
水電解質二次電池を作製した。実施例7ないし9におい
て、表1に記載した平均直径及び最大長さを有するガラ
ス繊維からなるガラス繊維不織布42を用いた。
<Examples 7 to 9> Non-aqueous electrolyte secondary batteries differing from Example 1 only in the glass fibers constituting the glass fiber nonwoven fabric 42 were manufactured. In Examples 7 to 9, a glass fiber nonwoven fabric 42 made of glass fibers having the average diameter and the maximum length shown in Table 1 was used.

【0051】<実施例10>本発明の第2実施形態にか
かる非水電解質二次電池を作製した。本実施例における
非水電解質二次電池は、実施例1の複合シートを袋状と
した袋状セパレータ50を用いた以外は実施例1と同様
の構成とした。
Example 10 A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the second embodiment of the present invention was manufactured. The non-aqueous electrolyte secondary battery in this example had the same configuration as that of Example 1 except that the composite sheet of Example 1 was used as a bag-shaped separator 50.

【0052】<実施例11ないし15>実施例1と非水
電解液の組成のみ異なる非水電解質二次電池を作製し
た。界面活性効果を有する化合物であるポリエチレング
リコールジメチルエーテル(分子量=900)を非水電
解液に対して表2に示すような割合で添加した。なお、
それぞれの実施例において電解質塩LiPFの濃度は
1mol/lとしている。
<Examples 11 to 15> Non-aqueous electrolyte secondary batteries were different from Example 1 only in the composition of the non-aqueous electrolyte. Polyethylene glycol dimethyl ether (molecular weight = 900), which is a compound having a surface active effect, was added to the nonaqueous electrolyte at a ratio as shown in Table 2. In addition,
In each example, the concentration of the electrolyte salt LiPF 6 is 1 mol / l.

【表2】 [Table 2]

【0053】<実施例16ないし20>実施例1と非水
電解液の組成のみ異なる非水電解質二次電池を作製し
た。界面活性効果を有する化合物であるフッ素化アルキ
ルエステル(CF(CFCOOC)を非
水電解液に対して表2に示すような割合で添加した。な
お、それぞれの実施例において電解質塩LiPFの濃
度は1mol/lとしている。
Examples 16 to 20 Non-aqueous electrolyte secondary batteries were different from Example 1 only in the composition of the non-aqueous electrolyte. A fluorinated alkyl ester (CF 3 (CF 2 ) 9 COOC 2 H 5 ) which is a compound having a surface active effect was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio as shown in Table 2. In each example, the concentration of the electrolyte salt LiPF 6 was 1 mol / l.

【0054】<実施例21ないし25>実施例1と非水
電解液の組成のみ異なる非水電解質二次電池を作製し
た。界面活性効果を有する化合物であるγ−ブチロラク
トンを非水電解液に対して表2に示すような割合で添加
した。なお、それぞれの実施例において電解質塩LiP
の濃度は1mol/lとしている。
<Examples 21 to 25> Example 1 and non-aqueous
A non-aqueous electrolyte secondary battery that differs only in the composition of the electrolyte was manufactured.
Was. Γ-butyrolact, a compound having a surfactant effect
Tons added to the non-aqueous electrolyte at the ratio shown in Table 2.
did. In each example, the electrolyte salt LiP
F 6Is 1 mol / l.

【0055】2.試験 (出力特性試験)実施例1〜実施例25、比較例1〜比
較例3の電池について、2Aで4.2Vまで定電流充電
を行い、その後4.2Vで定電圧充電を行った。その充
電時間は定電流充電の開始から5時間とした。その後、
定電流放電を行い、放電深度75%、50%及び25%
のときの出力電力を測定し、出力密度を算出した。な
お、放電深度は充電終了時(4.2V、0Ah)を0%
とし、放電終了時(2.75V、10Ah)を100%
とした。そして、放電深度75%、50%及び25%の
ときの出力電力は、電池を500mA定電流で2.75
Vまで放電した場合の、5時間め(放電深度25%)、
10時間め(放電深度50%)、15時間め(放電深度
75%)の電圧を測定して算出した。また、全て20℃
の温度雰囲気下で充放電の試験を行った。
2. Test (Output Characteristics Test) The batteries of Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 3 were charged at a constant current up to 4.2 V at 2 A and then charged at 4.2 V at a constant voltage. The charging time was 5 hours from the start of constant current charging. afterwards,
Perform constant current discharge, discharge depth 75%, 50% and 25%
The output power at the time of was measured, and the output density was calculated. The depth of discharge is 0% at the end of charging (4.2 V, 0 Ah).
100% at the end of discharge (2.75 V, 10 Ah)
And The output power at the discharge depths of 75%, 50% and 25% is 2.75 at a constant current of 500 mA.
When discharging to V, the fifth hour (discharge depth 25%),
The voltage was measured at the 10th hour (50% depth of discharge) and at the 15th hour (75% depth of discharge). In addition, all 20 ℃
A charge / discharge test was performed in an atmosphere of the following temperature.

【0056】3.結果 (セパレータ構成の検討)セパレータ40である複合シ
ートの構成が異なる実施例1、比較例1〜比較例3にお
ける非水電解質二次電池の出力特性試験の測定結果を表
1及び図4に示す。実施例1の電池における複合シート
は微多孔膜41の両面にガラス繊維不織布42を備えた
3層構造となっており、比較例1〜3の電池における複
合シートは、微多孔膜41の少なくともいずれか一方に
ガラス繊維不織布42が設けられていない構成となって
いる。表1及び図4に示されるように、放電深度25
%、50%、75%の3点において、実施例1における
電池の出力密度が最も高くなっていることがわかる。
3. Results (Study of Separator Configuration) Table 1 and FIG. 4 show the measurement results of the output characteristic tests of the nonaqueous electrolyte secondary batteries in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 in which the configuration of the composite sheet as the separator 40 was different. . The composite sheet in the battery of Example 1 has a three-layer structure in which the glass fiber nonwoven fabric 42 is provided on both sides of the microporous membrane 41. The glass fiber nonwoven fabric 42 is not provided on one side. As shown in Table 1 and FIG.
%, 50%, and 75%, the output density of the battery in Example 1 is highest.

【0057】ここで、実施例1の非水電解質二次電池
は、正極板20及び負極板30の双方に、微多孔膜41
ではなく、ガラス繊維不織布42で接触している。ガラ
ス繊維不織布42は、微多孔膜41と比較して、その空
隙率が大きいから、より多くの非水電解液を含むことが
できる。正極板20及び負極板30に接触する非水電解
液の量が多ければ、非水電解液と正極板20に備えられ
た正極活物質及び負極板30に備えられた負極活物質と
の間のリチウムイオンの移動が容易になる。これによ
り、正極板20および負極板30の少なくともいずれか
一方が微多孔膜41と接する比較例1〜3の電池と比較
して、実施例1の電池は出力密度が向上しているものと
考えられる。
Here, in the non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 1, the microporous film 41 was formed on both the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30.
Instead, they are in contact with the glass fiber nonwoven fabric 42. Since the glass fiber nonwoven fabric 42 has a higher porosity than the microporous membrane 41, it can contain more nonaqueous electrolyte. If the amount of the non-aqueous electrolyte contacting the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 is large, the amount of the non-aqueous electrolyte between the non-aqueous electrolyte and the positive electrode active material provided on the positive electrode plate 20 and the negative electrode active material provided on the negative electrode plate 30 is increased. The movement of lithium ions is facilitated. Thereby, it is considered that the battery of Example 1 has an improved output density as compared with the batteries of Comparative Examples 1 to 3 in which at least one of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 is in contact with the microporous film 41. Can be

【0058】また、実施例1と同様な複合シート構成と
なっている実施例2〜25の電池は、出力密度が、表1
及び表2に示されるように、25%及び50%の放電深
度において、複合シートの構成の異なる比較例1〜3の
電池の出力密度より高くなっている。
The batteries of Examples 2 to 25 having the same composite sheet structure as that of Example 1 had the output densities shown in Table 1.
As shown in Table 2 and Table 2, at 25% and 50% discharge depth, the output densities of the batteries of Comparative Examples 1 to 3 having different configurations of the composite sheet were higher.

【0059】(複合シートの合計厚さに対するガラス繊
維層の厚さの割合の検討)セパレータ40である複合シ
ートの合計厚さに対するガラス繊維不織布42の厚さの
割合が異なる実施例1〜4における非水電解質二次電池
について、その出力密度を比較する。表1に示されるよ
うに、全ての放電深度において、複合シートの合計厚さ
に対するガラス繊維不織布42の厚さの割合が40%〜
80%となっている実施例2〜4における電池の出力密
度は、実施例1における電池の出力密度と同程度となっ
ている。
(Study on the Ratio of the Thickness of the Glass Fiber Layer to the Total Thickness of the Composite Sheet) In Examples 1 to 4 where the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet as the separator 40 is different. The output densities of the non-aqueous electrolyte secondary batteries are compared. As shown in Table 1, at all discharge depths, the ratio of the thickness of the glass fiber nonwoven fabric 42 to the total thickness of the composite sheet is 40% to 40%.
The output densities of the batteries in Examples 2 to 4, which are 80%, are almost the same as the output density of the batteries in Example 1.

【0060】(複合シートの合計厚さの検討)セパレー
タ40である複合シートの合計厚さが異なる実施例1〜
6における電池について、その出力密度を比較する。表
1に示されるように、全ての放電深度において、複合シ
ートの合計厚さが50μm以下となっている実施例1〜
4における電池の出力密度は、複合シートの合計厚さが
60μmである実施例5及び実施例6における電池の出
力密度より大きくなっていることがわかる。
(Examination of Total Thickness of Composite Sheet) Examples 1 to 3 in which the total thickness of the composite sheet as the separator 40 is different
The output density of the battery in No. 6 is compared. As shown in Table 1, at all discharge depths, Examples 1 to 5 in which the total thickness of the composite sheet was 50 μm or less.
It can be seen that the output density of the battery in Example 4 is larger than the output density of the batteries in Examples 5 and 6 in which the total thickness of the composite sheet is 60 μm.

【0061】(ガラス繊維の径及び最大長さの検討)ガ
ラス繊維不織布42を構成するガラス繊維の平均直径及
び最大長さが異なる実施例1、7〜9の非水電解質二次
電池について、その出力密度を比較する。実施例1、7
では、ガラス繊維の平均直径が2μm以下となってお
り、同時に、ガラス繊維の最大長さが50μm以下とな
っている。表1に示されるように、実施例1、7におけ
る電池は、ガラス繊維の平均直径が3μmである実施例
8及びガラス繊維の最大長さが70μmである実施例9
における電池より、全ての放電深度において出力密度が
向上している。
(Study of Diameter and Maximum Length of Glass Fiber) Regarding the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 and 7 to 9 in which the average diameter and the maximum length of the glass fibers constituting the glass fiber nonwoven fabric 42 are different. Compare power density. Examples 1, 7
In this example, the average diameter of the glass fiber is 2 μm or less, and at the same time, the maximum length of the glass fiber is 50 μm or less. As shown in Table 1, the batteries in Examples 1 and 7 were Example 8 in which the average diameter of the glass fiber was 3 μm and Example 9 in which the maximum length of the glass fiber was 70 μm.
The output density is improved at all discharge depths compared to the battery of the above.

【0062】(袋状セパレータの検討)第2実施形態に
かかる袋状セパレータ50を用いた実施例10及び実施
例1における電池について、その出力密度を比較する。
表1に示されるように、実施例10における電池の出力
密度は、全ての放電深度において、実施例1における電
池の出力密度と同等である。
(Study of Bag-like Separator) The output densities of the batteries in Examples 10 and 1 using the bag-like separator 50 according to the second embodiment are compared.
As shown in Table 1, the output density of the battery in Example 10 is equal to the output density of the battery in Example 1 at all discharge depths.

【0063】(界面活性効果を有する化合物の添加の検
討)非水電解液への添加物の異なる実施例1、11〜2
5における電池について、その出力密度を比較する。
(Study on Addition of Compound Having Surfactant Effect) Examples 1 and 11 and 2 in which additives are added to a non-aqueous electrolyte
The output density of the battery in No. 5 is compared.

【0064】特に、ポリエチレングリコールジメチルエ
ーテル(分子量=900)を添加した電池においては、
添加量が0.5wt%(実施例12)以上、7wt%
(実施例14)以下で、その出力密度が実施例1よりも
さらに向上している。
Particularly, in a battery to which polyethylene glycol dimethyl ether (molecular weight = 900) is added,
More than 0.5 wt% (Example 12), 7 wt%
(Embodiment 14) In the following, the output density is further improved as compared with the embodiment 1.

【0065】また、CF(CFCOOC
を添加した電池においては、添加量が0.01wt%
(実施例17)以上、5wt%(実施例19)以下で、
その出力密度が実施例1よりもさらに向上している。
Further, CF 3 (CF 2 ) 9 COOC 2 H 5
In the battery to which is added, the addition amount is 0.01 wt%.
(Example 17) Not less than 5 wt% (Example 19) and
The output density is further improved compared to the first embodiment.

【0066】また、γ−ブチロラクトンを添加した電池
においては、添加量が1wt%(実施例22)以上、1
0wt%(実施例24)以下で、その出力密度が実施例
1よりもさらに向上している。
In the battery to which γ-butyrolactone was added, the addition amount was 1 wt% (Example 22) or more.
At 0 wt% or less (Example 24), the output density is further improved as compared with Example 1.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る非水電解質二次電
池の発電要素を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a power generating element of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線で切断した断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】本発明の第2実施形態に係る非水電解質二次電
池の発電要素を示す分解斜視図
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a power generating element of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態に係る非水電解質二次電
池の放電深度と出力密度との関係を表すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the depth of discharge and the output density of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…正極板 30…負極板 40…セパレータ 41…ガラス繊維不織布 42…微多孔膜 20 ... Positive electrode plate 30 ... negative electrode plate 40 ... Separator 41 ... Glass fiber non-woven fabric 42 ... Microporous membrane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H021 AA06 BB11 CC02 CC04 EE02 EE28 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL07 AM03 AM07 CJ05 DJ04 DJ15 EJ06 EJ12    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F-term (reference) 5H021 AA06 BB11 CC02 CC04 EE02                       EE28                 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL07 AM03                       AM07 CJ05 DJ04 DJ15 EJ06                       EJ12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非水電解質二次電池のセパレータとして
用いられる複合シートであって、 熱可塑性樹脂の微多孔膜の両面にガラス繊維層が設けら
れていることを特徴とする複合シート。
1. A composite sheet used as a separator of a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein a glass fiber layer is provided on both sides of a microporous thermoplastic resin film.
【請求項2】 前記熱可塑性樹脂の微多孔膜の厚さと前
記ガラス繊維層の厚さとの和が50μm以下であること
を特徴とする請求項1記載の複合シート。
2. The composite sheet according to claim 1, wherein the sum of the thickness of the microporous thermoplastic resin film and the thickness of the glass fiber layer is 50 μm or less.
【請求項3】 正極板と負極板との間に、請求項1また
は請求項2記載の複合シートからなるセパレータを備え
るとともに、非水電解質には界面活性効果を有する化合
物を含むことを特徴とする非水電解質二次電池。
3. A separator comprising a composite sheet according to claim 1 between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and the non-aqueous electrolyte contains a compound having a surface active effect. Non-aqueous electrolyte secondary battery.
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