JP2004296319A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive large-sized nonaqueous secondary battery of simplified terminal structure. <P>SOLUTION: In the nonaqueous secondary battery in which a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt are housed in a battery container, the battery thickness of a flat shape is less than 12 mm, its energy capacity is 30 Wh or more, and its volume energy density is 180 Wh/l or more, the battery container is composed of an upper lid 1 formed in a flat shape and a bottom container 2, and has a hole having the width of 6 mm or less on the side face of the bottom container, and at the hole part, a positive electrode terminal 3 and/or a negative electrode terminal 4 are insulated and mounted via an adhesive resin 7. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水系二次電池に関し、特に、蓄電システム用非水系二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、省資源を目指したエネルギーの有効利用及び地球環境問題の観点から、深夜電力貯蔵及び太陽光発電の電力貯蔵を目的とした家庭用分散型蓄電システム、電気自動車のための蓄電システム等が注目を集めている。例えば、特許文献1には、エネルギー需要者に最適条件でエネルギーを供給できるシステムとして、発電所から供給される電気、ガスコージェネレーション、燃料電池、蓄電池等を組み合わせたトータルシステムが提案されている。このような蓄電システムに用いられる二次電池は、エネルギー容量が10Wh以下の携帯機器用小型二次電池と異なり、容量が大きい大型のものが必要とされる。このため、上記の蓄電システムでは、複数の二次電池を直列に積層し、組電池として用いるのが常であり、ほとんどの場合、鉛電池を用いていた。
【0003】
一方、携帯機器用小型二次電池の分野では、小型及び高容量のニーズに応えるべく、新型電池としてニッケル水素電池、リチウム二次電池の開発が進展し、180Wh/l以上の体積エネルギー密度を有する電池が市販されている。特に、リチウムイオン電池は、350Wh/lを超える体積エネルギー密度の可能性を有すること、及び、安全性、サイクル特性等の信頼性が金属リチウムを負極に用いたリチウム二次電池に比べて優れることから、その市場を飛躍的に延ばしている。
【0004】
これを受け、蓄電システム用大型電池の分野においても、高エネルギー密度電池の候補として、大型リチウムイオン電池の開発が進められている。
【0005】
しかし、これら大型リチウムイオン電池は、高エネルギー密度が得られるものの、円筒型、角型等の電池形状が一般的であり、電池内部に熱が蓄積されやすく信頼性、特に、安全性に問題が残されていた。
【0006】
上記問題を解決する目的で特許文献2には、正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含む非水系電解質を電池容器内に収容した扁平形状の非水系二次電池であって、前記非水系二次電池は、その厚さが12mm未満の扁平形状であり、そのエネルギー容量が30Wh以上且つ体積エネルギー密度が180Wh/l以上の非水系二次電池が開示されている。該電池は独特の電池形状(扁平形状)により、実用化の障壁となる上記蓄熱に起因する信頼性、安全性の問題点を解決する事を提案している。
【0007】
一方、大型リチウムイオン電池の実用化の妨げとなっているのが、電池のコストであり、電池容器についても端子構造の簡略化等によるコストダウンが望まれている。上記扁平形状の電池においては、特許文献3及び4等に記載されている様に、電池扁平面上に電池容器と絶縁された正極端子、負極端子が設置され、電池内部で正極集電体と負極集電体に電気的に接続されている。具体的には図1に示す様に上蓋1には、アルミニウム製の正極端子3及び銅製の負極端子4(頭部6mmφ、先端M3のねじ部)を取り付けている。正極端子3及び負極端子4は、テフロン(登録商標)製ガスケットにより上蓋1と絶縁され、電極積層体の正極集電片に正極端子3のねじ部を挿通するとともに、負極集電片に負極端子4のねじ部を挿通し、それぞれ、アルミニウム製及び銅製のナットを締結し、電気的に接続されている(図2参照)。
【0008】
更に、特許文献5には、端子部の信頼性を高める為、電池容器の所定位置に固定される正極端子及び負極端子の少なくとも一方を2個以上設け、これら2個以上の電極端子の同極性同士を連結部材により連結し、電池外部からの回転応力に対し電池内部が回転し破壊することを防止できる複雑な構造を有する端子構造が必要とされている。
【0009】
また、上記厚さ12mm未満の扁平形状を有する電池の場合、各部品を薄型に仕上げる必要があり、端子構成部品点数の多さ、及び、その加工性からより一層のコストダウンが望まれていた。
【0010】
また、上記端子構造の場合、薄型電池において端子は扁平形状の広平面側に作製する必要があり、複数の薄型電池からモジュールを組立てる際に隣同士の電池との隙間を必要以上にとらなければならない構造が多く、その結果、モジュールとしての体積エネルギー密度が低くなるという問題もあった。
【0011】
【特許文献1】
特開平6−86463号公報
【0012】
【特許文献2】
国際公開第99/60652号パンフレット
【0013】
【特許文献3】
特開2000−251941号公報
【0014】
【特許文献4】
特開2000−251940号公報
【0015】
【特許文献5】
特開2001−216953号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、厚さが12mm未満の扁平形状である非水系二次電池において、端子構造が簡便で、安価な大型非水系二次電池を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究を行った結果、下記の非水系二次電池を見出すに至り本発明を完成した。
【0018】
項1 正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含む非水系電解質を電池容器内に収容し、厚さが12mm未満の扁平形状であり、そのエネルギー容量が30Wh以上且つ体積エネルギー密度が180Wh/l以上である非水二次電池において、前記電池容器が、扁平状に構成される上蓋及び底容器からなり、底容器の側面部に幅6mm以下の孔を有し、その孔部分に、正極端子及び/又は負極端子が接着性樹脂を介し絶縁され取り付けられていることを特徴とする非水系二次電池。
【0019】
項2 前記孔に、正極端子及び/又は負極端子が接着性樹脂を介し上蓋及び底容器に絶縁され取り付けられている項1に記載の非水系二次電池。
【0020】
項3 前記孔が、底容器の側面に2箇所設けられ、その孔部分には、それぞれ正極端子又は負極端子が接着性樹脂を介し絶縁され取り付けられている項1又は2に記載の非水系二次電池。
【0021】
項4 前記接着性樹脂が熱可塑性を有する接着性樹脂である項2又は3に記載の非水系二次電池。
【0022】
項5 前記接着性樹脂が、オレフィン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系及びシリコン系からなる樹脂群から選ばれる少なくとも1種である項2又は3に記載の非水系二次電池。
【0023】
項6 前記電池容器の底容器側面部に設けられた孔は、絞り加工により形成され、底容器の外に向けて長さ1mm以上のかえりを有していることを特徴とする項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。
【0024】
項7 前記電池容器における上蓋及び底容器とを重ね合わせた周囲を、溶接にて密閉接合させたことを特徴とする項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。
【0025】
項8 前記電池容器内における上蓋及び底容器が、アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金からなることを特徴とする項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。
【0026】
項9 前記正極端子あるいは負極端子が、集電体と溶接により接続されている事を特徴とする項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。
【0027】
項10 前記正極及び負極が、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な物質を含むことを特徴とする項1に記載の非水系二次電池。
【0028】
項11 前記正極が、リチウム複合マンガン酸化物及び式LiNiMnで表されるリチウムニッケルマンガン複合酸化物[式中、Mは、Co、AlおよびFeからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ1≦a≦1.1、0.3≦b<0.5、0.3≦c<0.5、0<d≦0.4、b≧c、b+c+d=1]からなる群から選ばれる少なくとも1つを活物質としている項10に記載の非水系二次電池。
【0029】
項12 前記扁平形状の表裏面の形状は、矩形であることを特徴とする項1に記載の非水系二次電池。
【0030】
項13 前記電池容器の板厚は、0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする項1に記載の非水系二次電池。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池について図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態の一例である扁平な矩形(ノート型)の蓄電システム用非水系二次電池の平面図及び側面図を示す図であり、図4は、図3に示す電池の内部に収納される電極積層体を示す側面図である。ここでは電極を積層する場合で説明しているが、この電極構造に限定されるものではない。
【0032】
図3及び図4に示すように、本実施の形態の非水系二次電池は、上蓋1及び底容器2からなる電池容器と、前記電池容器の中に収納されている複数の正極101a、負極101b、101c、及びセパレータ104からなる電極積層体とを備えている。本実施形態のような扁平型非水系二次電池の場合、正極101a、負極101b(又は積層体の両外側に配置された負極101c)は、例えば、図4に示すように、セパレータ104を介して交互に配置されて積層されるが、本発明は、この配置に特に限定されず、積層数等は、必要とされる容量等に応じて種々の変更が可能である。また、図1及び図2に示す非水系二次電池の形状は、例えば縦210mm×横150mm×厚さ6mmであり、正極101aにLiMn等のマンガン系リチウム複合酸化物、負極101b、101cに炭素材料を用いるリチウム二次電池の場合、例えば、蓄電システムに用いることができる。
【0033】
本発明においては、前記電池容器は、扁平状に構成された上蓋及び底容器からなる。上蓋及び底容器は接合部分で密着しうる構造を有している。上蓋及び底容器の接合を効果的にするために、底容器の周囲に絞り加工を施したフランジ部分を設けてもよい。底容器の側面部に幅6mm以下の孔を有し、孔には、正極端子あるいは負極端子、あるいはその両方の端子が、接着性樹脂で前記底容器に絶縁され取り付けられている(例えば、図3及び図5を参照)。また、この孔は図3及び図5上では長形で示されているが、その形状が限定されるものではない。この孔の寸法は正極端子3あるいは負極端子4の端子寸法により適宜決定されるものであるが、本発明では幅6mm以下、好ましくは4mm以下であり、実用的には1mm以上が好ましく、上限を超えると接着性樹脂7の厚みが増加し、加工性が低下する。ここで孔の幅とは電池厚み方向の孔の寸法であり図5中xで示される。
【0034】
また、該孔は、例えばバーリング等による絞り加工により形成されたかえりを有することが望ましい(例えば、図7のかえり8を参照)。また、かえり8を設ける場合、加工上、電池外側向けが好ましく、かえりの長さは1mm以上、好ましくが1.5mm以上、4mm以下とする事が好ましい。ここでかえり8を設ける理由としては接着性樹脂7と底容器2との接着部の密着性及び気密性を向上するためである。
【0035】
上記の底容器の側面部に設けられた孔は、電池内部から電極端子を取り出すためのものである。底容器の側面に、通常、1箇所又は2箇所の孔が設けられ、そこから正極端子及び/又は負極端子が取り出される。底容器の側面に1箇所の孔が設けられた電池は、その開口部から正極端子又は負極端子が設置され、電池本体が負極端子又は正極端子となる。また、底容器の側面に2箇所の孔が設けられた電池は、その2つの孔から正極端子及び負極端子が設置される。これらの孔には、各端子が接着性樹脂を介し底容器に絶縁され取り付けられている。
【0036】
例えば、その一実施態様として、図3及び図5に底容器に2箇所の孔が設けられた電池を示す。
【0037】
正極端子3には図4に示す各正極101aの正極集電体106aが電気的に接続されるとともに、負極端子4に各負極101b、101cの負極集電体106bが電気的に接続されており、接続方法としては超音波溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等を用いるのが、ねじ等の接続部品が必要ないためコスト的に有利である。
【0038】
正極端子3あるいは負極端子4と上蓋1及び底容器2を絶縁する上記接着性樹脂7については特に限定するものではなく、オレフィン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、シリコン系などの樹脂が挙げられるが、変性ポリプロピレン、変性ポリエチレンに代表される熱融着型で水分透過率の低い接着性樹脂が耐電解液性も高く、好ましい。該接着性樹脂7は正極端子3、負極端子4、底容器2と密着されている必要があり、例えば、図5及び図7に示す様に、正極端子3、負極端子4の周りに接着樹脂7を密着成型(正極集電体、負極集電体を接続する部分3a、4a及び外部端子部分3、4を残す)し、底容器2にはめ込み接着した後、正極集電体106a、負極集電体106bを各端子に電気的に接続する。
【0039】
その後、上蓋1及び底容器2は、図3中の拡大図に示したA点、つまり上蓋1の周縁部を溶かし込んで底容器2と全周を溶接する。該溶接方法としては、例えば、レーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接等が挙げられる。そのうち、溶接面積が小さくエネルギーを集中できるため容器の変形歪みや周辺への熱影響が小さい点から、レーザー溶接が好ましい。外周部の接合には、フィルム型小型リチウムイオン電池で用いられる熱溶着フィルムを用いるも可能であるが、本発明のような扁平型大型電池の場合、溶着面積が多きくなり、水分が透過しやすく、前記溶接で接合することが好ましい。又このように正負極端子が側面側に設けることが可能となることにより、組電池よりなるモジュールを作製する場合、隣の電池との間隙を最小化でき、結果としてモジュールとしてのエネルギー密度を高めることが可能となる。
【0040】
上蓋1には、電解液の注液口5が開けられており、電解液注液後、例えば、アルミニウム−変成ポリプロピレンラミネートフィルムからなる折封口フィルム6を用いて封口される。
【0041】
正極101aに用いられる正極活物質としては、リチウムをドープ及び脱ドープ可能なリチウム系の正極材料であれば、特に限定されず、リチウム複合コバルト酸化物、リチウム複合ニッケル酸化物、リチウム複合マンガン酸化物、或いはこれらの混合物、更にはこれら複合酸化物に異種金属元素を一種以上添加した系等を用いることがでる。中でも、電池のエネルギー密度、コスト、安全性の観点から、リチウム複合マンガン酸化物、以下の式で表されるリチウムニッケルマンガン複合酸化物を用いる事が好ましい。
【0042】
LiNiMn
[式中、Mは、Co、AlおよびFeからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ1≦a≦1.1、0.3≦b<0.5、0.3≦c<0.5、0<d≦0.4、b≧c、b+c+d=1]
前記式:LiNiMnにおいて、Liのモル比を示すaは、通常1≦x≦1.1程度である。aがこの範囲を逸脱する場合には、サイクル特性の低下、あるいは活物質の容量が大きく低下する。
【0043】
Niのモル比を示すbは、通常0.3≦b<0.5程度である。bが大きすぎる場合には、電池の容量は大きくなるが、熱安定性が低下し電池の安全性も低下する。また、小さすぎる場合には電池の容量が低下する。
【0044】
Mnのモル比を示すcは、通常0.3≦c<0.5程度である。cが大きすぎる場合には、熱安定性が向上し電池の安全性も向上するが、電池の容量は小さくなる。また、小さすぎる場合には、電池の容量は大きくなるが、熱安定性が低下し電池の安全性も低下する。
【0045】
式中のNi或いはMnと置換する元素Mとしては、Co、Al、Feなどが挙げられ、これらの中では、サイクル特性、安全性の面からCoおよびAlがより好ましい。置換元素Mのモル比を示すdは、通常0<d≦0.4程度である。Mが0の場合は、活物質の粉体が嵩高くなり、また高率放電特性も低下する。Mが大きすぎる場合は、活物質の熱安定性が低下する。
【0046】
負極101b、101cに用いられる負極活物質としては、
リチウム系の負極材料であれば、特に限定されず、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料であることが、安全性、サイクル寿命などの信頼性が向上し好ましい。リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料としては、公知のリチウムイオン電池の負極材として使用されている黒鉛系物質、炭素系物質、錫酸化物系、ケイ素酸化物系等の金属酸化物等が挙げられ、コスト面からは、例えば、天然黒鉛等の黒鉛系物質の表面に炭素材料が被覆された2重構造を有する黒鉛系材料が望ましい。
【0047】
本発明の正極活物質及び負極活物質を電極に成形する方法は、所望の非水系二次電池の特性等に応じて公知の手法から適宜選択することができる。例えば、正極活物質(又は負極活物質)とバインダー、必要に応じてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の溶媒とを混合してスラリーとし、これを集電体に塗布し、乾燥後、圧縮等して成形される。
【0048】
バインダーとしては、特に限定されないが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂類、フッ素ゴム、SBR、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン類などが例示される。
【0049】
正極又は負極を集電体上に形成する場合には、集電体の材質などは材質の耐電圧性を考慮した上で選択すれば特に限定されず、銅箔、ステンレス鋼箔、チタン箔、アルミニウム箔等が例示される。
【0050】
セパレータ104の構成は、特に限定されるものではないが、単層又は複層のセパレータを用いることができ、少なくとも1枚は不織布を用いることが好ましく、この場合、サイクル特性が向上する。また、セパレータ104の材質も、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、クラフト紙、ガラス、セルロース系材料等が挙げられ、電池の耐熱性、安全性設計に応じ適宜決定されるが、150℃での熱収縮率が、面に沿う方向のいずれにおいても5%以下であることが電池の耐熱性からは好ましく、セルロース系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリフェニレンサルファイド系、フッ素系、ポリオレフィン系等の樹脂、或いは、ガラス繊維のような無機繊維等を用いる事が好ましい。
【0051】
本発明の二次電池の電解質としては、公知のリチウム塩を含む非水系電解質を使用することができ、正極材料、負極材料、充電電圧等の使用条件により適宜決定され、より具体的にはLiPF、LiBF、LiClO等のリチウム塩を、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、酢酸メチル、蟻酸メチル、或いはこれら2種以上の混合溶媒等の有機溶媒に溶解したもの等が例示される。また、電解液の濃度は特に限定されるものではないが、一般的に0.5mol/lから2mol/lが実用的であり、この電解液は当然のことながら、水分が100ppm以下のものを用いることが好ましい。なお、本明細書で使用する非水系電解質とは、非水系電解液、有機電解液を含む概念を意味するものであり、また、ゲル状又は固体の電解質も含む概念を意味するものである。
【0052】
上記のように構成された非水系二次電池は、家庭用蓄電システム(夜間電力貯蔵、コージェネレション、太陽光発電等)、電気自動車等の蓄電システム等に用いることができ、大容量且つ高エネルギー密度を有することができる。この場合、エネルギー容量は、好ましくは30Wh以上、より好ましくは50Wh以上であり、且つエネルギー密度は、好ましくは180Wh/l以上、より好ましくは200Wh/lである。エネルギー容量が30Wh未満の場合、或いは、体積エネルギー密度が180Wh/l未満の場合は、蓄電システムに用いるには容量が小さく、充分なシステム容量を得るために電池の直並列数を増やす必要があること、また、コンパクトな設計が困難となることから蓄電システム用としては好ましくない。
【0053】
本実施形態の非水系二次電池は、扁平形状をしており、その厚さは12mm未満、より好ましくは10mm未満である。厚さの下限については電極の充填率、電池サイズ(薄くなれば同容量を得るためには面積が大きくなる)を考慮した場合、2mm以上が実用的である。電池の厚さが12mm以上になると、電池内部の発熱を充分に外部に放熱することが難しくなること、或いは電池内部と電池表面付近での温度差が大きくなり、内部抵抗が異なる結果、電池内での充電量、電圧のばらつきが大きくなる。なお、具体的な厚さは、電池容量、エネルギー密度に応じて適宜決定されるが、期待する放熱特性が得られる最大厚さで設計するのが、好ましい。
【0054】
また、本実施形態の非水系二次電池は、例えば、電池容器の扁平形状の表裏面が角形、円形、長円形等の種々の形状とすることができ、角形の場合は、一般に矩形であるが、三角形、六角形等の多角形とすることもできる。さらに、肉厚の薄い円筒等の筒形にすることもできる。筒形の場合は、筒の肉厚がここでいう厚さとなる。また、製造の容易性の観点から、電池の扁平形状の表裏面が矩形であり、図3に示すようなノート型の形状が好ましい。
【0055】
本実施形態では、電池容器が平板形状の上蓋及び絞り加工を施した底容器より構成され、前記上蓋1、前記底容器2はステンレス、アルミニウムあるいはアルミニウムを主体とする合金等が主要部材として用いられ、中でもアルミニウムあるいはアルミニウムを主体とする合金を用いる事が電池の重量エネルギー密度、コストの観点から望ましい。
アルミニウム合金材料としては、例えばSi,Fe,Cu,Mn,Mg,Cr,Zn,Tiなどのうちから選ばれた、1種又は2種以上の金属とアルミニウムとの合金を用いることができる。Al−Mn系合金の成分においては、Mn成分の含有量を0.5重量%〜2.0重量%にするのが好ましい。Mn成分が0.5重量%より少なくなると、機械的強度および大型での剛性が低くなる。又、成形性及びレーザー溶接特性が低下してしまう。一方、2.0重量%を越えても、強度の向上効果はそれほど増加せず、粗い金属間化合物の発現によるひび割れの可能性が高くなる。また、Mg−Al系合金におけるMg成分の含有量は、0.02重量%〜0.8重量%にするのが好ましい。Mg成分が0.8重量%以上になると、電池容器をレーザー溶接する場合に、クラックやホール等の溶接不良を起こしやすくなる。
【0056】
電池容器を構成する上蓋1及び底容器2の厚さは、電池の用途、電池ケースの材質等により適宜決定され、特に限定されるものではないが、好ましくは、その電池表面積の80%以上の部分の厚さ(電池容器を構成する一番面積が広い部分の厚さ)が0.2mm以上である。厚さが0.2mm未満では、電池の製造に必要な強度が得られないという問題があり、この観点から、より好ましくは厚さを0.3mm以上であり、更に、好ましくは0.4mm以上である。同部分の厚さは、1mm以下であることが望ましい。この厚さが1mmを超えると、電極面を押さえ込む力は大きくなるが、電池の内容積が減少し十分な容量が得られないこと、或いは、重量が重くなることから望ましくなく、この観点からより好ましくは0.7mm以下である。
【0057】
ところで、本発明の扁平形状を有する大型電池の場合、電極面を挟持し押圧する力が弱くなることから、内部抵抗が大きくなったり、或いは、サイクル寿命が低下して電池性能に影響を与えることがある。これらの問題に対しては、次に説明するように電池内を大気圧未満になるようにして封口することが可能である。
【0058】
完成後の電池の内部圧力が大気圧未満になるようにするためには、正極101a、負極101b、101c、セパレータ104及び非水系電解質を電池容器内に収容し、電池容器内の圧力を大気圧未満にした状態で電池容器の最終封口工程を行う。この最終封口工程は、少なくとも一回の充電操作の後に行うことが好ましい。これは、1回目の充電初期に電解液の分解により内部にガスが発生することがあり、この場合に、充電操作を行わずに大気圧未満で最終封口工程を行うと、その後の1回目の充電操作により電池内部が加圧状態(大気圧以上)になり、電池の厚みが厚くなったり、電池の内部抵抗及び容量がばらつき、安定したサイクル特性が得られない場合があるからである。特に、負極に黒鉛、正極にリチウム複合酸化物を用いた液系の電解質を用いる場合は、ガスが発生しやすい。
【0059】
この充電操作は、電池に用いられる正極材料、負極材料、セパレータ、電解液等の種類、これらの材料の含水率及び不純物、電池が使用される電圧等に応じて種々の条件を採用することができるが、例えば電池の使用電圧まで4〜8時間率程度の速度で充電し、また必要に応じて定電圧を印加し、さらに通常の下限電圧まで8時間率程度の速度で放電してもよく、この充電操作の後に最終封口工程を行う。また、電池の容量以下の充電操作のみを行った後に封口してもよく、或いは2回以上の充放電を繰り返した後に封口する等の種々の充電操作も可能であるが、充放電操作完了後の電池の内圧を大気圧未満に維持することが肝要である。
【0060】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。本発明は、これら実施例の記載により限定されるものではない。
【0061】
実施例
(1)まず、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3、導電材である高比表面積天然黒鉛(BET法比表面積=250g/m)及びアセチレンブラックとを乾式混合した。バインダーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を溶解させたN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に、得られた混合物を均一に分散させて、スラリー1を調製した。次いで、スラリー1を集電体となるアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥した後、プレスを行い、正極を得た。
【0062】
正極中の固形分重量比は、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物:高比表面積天然黒鉛:アセチレンブラック:PVDF=92:3:2:3となるよう調製した。
【0063】
図6−(a)は、正極の説明図である。本実施例において、正極101aの塗布面積(W1×W2)は、183×130mmである。また、電極の短辺側には、スラリー1が塗布されていない集電部106aが設けられている。
【0064】
(2)二重構造黒鉛粒子は、天然黒鉛(平均粒径25μm、タップ密度0.86g/cm)と石油ピッチ(軟化点250℃、トルエン不溶分30%)を混合・焼成して得た。
【0065】
(3)上記(2)で作製した二重構造黒鉛粒子(黒鉛粒子コアの(002)面の面間隔(d002)=0.34nm未満、被覆層の(002)面の面間隔(d002)=0.34nmを越える)および導電材である人造黒鉛を乾式混合した後、バインダーであるPVDFを溶解させたNMP中に均一に分散させ、スラリー2を調製した。次いで、スラリー2を集電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥した後、プレスを行ない、負極を得た。
【0066】
負極中の固形分比率(重量比)は、二重構造黒鉛粒子:人造黒鉛:PVDF=93:2:5となるよう調製した。
【0067】
図6−(b)は、負極の説明図である。負極101bの塗布面積(W1×W2)は、186.5×133mmである。また、電極の短辺側には、スラリー2が塗布されていない集電部106bが設けられている。
【0068】
さらに、上記と同様の手法により片面だけにスラリー2を塗布し、片面電極を作製した。片面電極は、後述の(3)項の電極積層体において外側に配置される(図4中101c)。
【0069】
(4)図4に示すように、上記(1)項で得られた正極11枚と上記(2)項で得られた負極12枚(内片面2枚)とを、セパレータ104 (レーヨン抄紙:厚み:30μm、)を介して交互に積層した。
【0070】
(5)図5に示す様に、厚さ0.5mmのMn−Al系合金3003製薄板を深さ5.5mmに絞り、その側面部にバーリングによる絞り加工で(外向きかえり深さ約3mm、幅約1.5mm(図5中x部)、長さ約24mm)に加工し底容器2を作製した。底容器2は5mm幅のフランジを備えている。上蓋1も厚さ0.5mmのMn−Al系合金3003製薄板により作製した。次いで、厚さ0.8mm、幅20mm、長さ26mmのアルミ製正極端子3、及び同寸法の銅製負極端子4の回りに変性ポリプロピレン樹脂7を熱溶着し、かえり部へ挿入後底容器2に熱溶着した。
【0071】
(6)上記(3)項で作製した電極積層体の各正極集電部106aを正極端子3の3a部に、また各負極集電部106bを負極端子4の4a部に超音波溶接し、蓋1と合わせ、図3の角部Aを全周レーザー溶接した。次いで、注液口5(直径6mm)から、電解液(エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネートを体積比30:70に混合した溶媒に、全溶媒重量の2重量%に相当する量のビニレンカーボネートを加えた後、1mol/lの濃度にLiPFを溶解した溶液)を注液した。次いで、大気圧下で仮止め用のボルトを用いて注液口5を一旦封口した。
【0072】
(7)25℃中でこの電池を3.4Aの電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計8時間行い、続いて2Aの定電流で2.5Vまで放電した。
【0073】
(8)次に、電池の仮止め用ボルトを取り外した後、容器内部が4×10Pa(300Torr)の減圧下となるように、直径12mmに打ち抜いた厚さ0.08mmのアルミニウム箔−変性ポリプロピレンラミネートフィルムからなる封口フィルム6を、温度250〜350℃、圧力1〜3kg/cm、加圧時間5〜10秒の条件で熱融着することにより、注液口5を最終封口して、幅148mm×高さ210mm×厚さ6.5mmの扁平形状のノート型電池を得た。
【0074】
(9)25℃中でこの電池を用いて「3Aの電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計8時間行い、続いて3Aの定電流で2.5Vまで放電し、容量を測定した所、15.0Ahの容量が得られた。この電池のエネルギーは54.0Whであり、エネルギー密度は267Wh/lであった。
比較例
(1)まず、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3、導電材である高比表面積天然黒鉛(BET法比表面積=250g/m)及びアセチレンブラックとを乾式混合した。バインダーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を溶解させたN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に、得られた混合物を均一に分散させて、スラリー1を調製した。次いで、スラリー1を集電体となるアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥した後、プレスを行い、正極を得た。
【0075】
正極中の固形分重量比は、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物:高比表面積天然黒鉛:アセチレンブラック:PVDF=92:3:2:3となるよう調製した。
【0076】
図8−(a)は、正極の説明図である。本実施例において、正極101aの塗布面積(W1×W2)は、177×130mmである。また、電極の短辺側には、スラリー1が塗布されていない集電部106aが設けられ、その中央に直径3mmの穴が開けられている。
【0077】
(2)二重構造黒鉛粒子は、天然黒鉛(平均粒径25μm、タップ密度0.86g/cm)と石油ピッチ(軟化点250℃、トルエン不溶分30%)を混合・焼成して得た。
【0078】
(3)上記(2)で作製した二重構造黒鉛粒子(黒鉛粒子コアの(002)面の面間隔(d002)=0.34nm未満、被覆層の(002)面の面間隔(d002)=0.34nmを越える)および導電材である人造黒鉛を乾式混合した後、バインダーであるPVDFを溶解させたNMP中に均一に分散させ、スラリー2を調製した。次いで、スラリー2を集電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥した後、プレスを行ない、負極を得た。
【0079】
負極中の固形分比率(重量比)は、二重構造黒鉛粒子:人造黒鉛:PVDF=93:2:5となるよう調製した。
【0080】
図8−(b)は、負極の説明図である。負極101bの塗布面積(W1×W2)は、133×181.5mmである。また、電極の短辺側には、スラリー2が塗布されていない集電部106bが設けられ、その中央に直径3mmの穴が開けられている。
【0081】
さらに、上記と同様の手法により片面だけにスラリー2を塗布し、片面電極を作製した。片面電極は、後述の(3)項の電極積層体において外側に配置される(図4中101c)。
【0082】
(4)図4に示すように、上記(1)項で得られた正極11枚と上記(2)項で得られた負極12枚(内片面2枚)とを、セパレータ104 (レーヨン抄紙:厚み:30μm)を介して交互に積層し、電極積層体を作製した。
【0083】
(5)図9に示す様に、厚さ0.5mmのSUS304製薄板を深さ5.5mmに絞り、底容器2を作製し、上蓋1も厚さ0.5mmのSUS304製薄板により作製した。次いで、上蓋1にアルミニウム製の正極端子3および銅製の負極端子4(頭部直径6mm、先端M3のねじ部)を取り付けた。正極および負極端子3、4は、テフロン(登録商標)製ガスケットにより上蓋1と絶縁した。
【0084】
(6)上記(3)項で作製した電極積層体の各正極集電部106aの穴を正極端子3に、また各負極集電部106bの穴を負極端子4に入れ、それぞれアルミニウム製および銅製のボルトで接続した後(図2)、接続された電極積層体を絶縁テープで固定し、図10の角部Aを全周に亘りレーザー溶接した。次いで、注液口5(直径6mm)から、電解液(エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネートを体積比30:70に混合した溶媒に、全溶媒重量の2重量%に相当する量のビニレンカーボネートを加えた後、1mol/lの濃度にLiPFを溶解した溶液)を注液した。次いで、大気圧下で仮止め用のボルトを用いて注液口5を一旦封口した。
【0085】
(7)25℃中でこの電池を3.4Aの電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計8時間行い、続いて2Aの定電流で2.5Vまで放電した。
【0086】
(8)次に、電池の仮止め用ボルトを取り外した後、容器内部が4×10Pa(300Torr)の減圧下となるように、直径12mmに打ち抜いた厚さ0.08mmのアルミニウム箔−変性ポリプロピレンラミネートフィルムからなる封口フィルム6を、温度250〜350℃、圧力1〜3kg/cm、加圧時間5〜10秒の条件で熱融着することにより、注液口5を最終封口して、幅148mm×高さ210mm×厚さ6.5mmの扁平形状のノート型電池を得た。
【0087】
(9)25℃中でこの電池を用いて「3Aの電流で4.2Vまで充電した後、4.2Vの定電圧を印加する定電流定電圧充電を合計8時間行い、続いて3Aの定電流で2.5Vまで放電し、容量を測定した所、14.5Ahの容量が得られた。
実施例と比較例を比較した場合、実施例は簡便な端子構造かつ、部品点数も少ない事から電池のコストダウンが可能となると供に、簡便な端子構造により電極の充填率が向上し、エネルギー密度を高める事ができる。
【0088】
【発明の効果】
本発明の非水系二次電池は、端子構造が簡便であるため、安価に製造することができる。特に、大型非水系二次電池においてはその利点が大きい。
【0089】
また、複数の薄型電池からモジュールを組み立てる際に、電池間の隙間を極力少なくすることができ、モジュールの体積エネルギー密度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の扁平形状の電池における、上蓋と底容器の断面図を示す図である。
【図2】従来技術における扁平形状の電池における、正極端子又は負極端子付近の断面図を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態である蓄電システム用非水系二次電池の平面図及び側面図を示す図である。
【図4】図3に示す電池の内部に収納される電極積層体の側面図を示す図である。
【図5】図3に示す電池の上蓋と底容器の電極端子側から見た側面図を示す図である。
【図6】図4に示す電極積層体を構成する正極、負極、及びセパレータの平面図である。
【図7】図3に示す電池の正極端子又は負極端子付近の断面図を示す図である。
【図8】比較例の扁平形状の電池における、電極積層体を構成する正極、負極、及びセパレータの平面図である。
【図9】比較例の扁平形状の電池における、上蓋と底容器の断面図を示す図である。
【図10】比較例の扁平形状の電池における、平面図及び側面図を示す図である。
【符号の説明】
1 上蓋
2 底容器
3 正極端子
4 負極端子
5 注液口
6 封口フィルム
7 接着性樹脂
8 かえり
101a 正極(両面)
101b 負極(両面)
101c 負極(片面)
104 セパレータ
105a 正極集電体
105b 負極集電体
106a 正極集電片
106b 負極集電片
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-aqueous secondary battery, and more particularly to a non-aqueous secondary battery for a power storage system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of effective use of energy for resource saving and global environmental issues, attention has been paid to distributed power storage systems for homes for storing power at midnight and solar power, and power storage systems for electric vehicles. Are gathering. For example, Patent Literature 1 proposes a total system that combines electricity supplied from a power plant, gas cogeneration, a fuel cell, a storage battery, and the like, as a system that can supply energy to energy consumers under optimal conditions. A secondary battery used in such a power storage system needs a large battery having a large capacity, unlike a small secondary battery for a portable device having an energy capacity of 10 Wh or less. For this reason, in the above-described power storage system, a plurality of secondary batteries are usually stacked in series and used as an assembled battery. In most cases, a lead battery is used.
[0003]
On the other hand, in the field of small rechargeable batteries for portable devices, nickel-metal hydride batteries and lithium rechargeable batteries have been developed as new types of batteries to meet the needs of small size and high capacity, and have a volume energy density of 180 Wh / l or more. Batteries are commercially available. In particular, a lithium ion battery has a potential of a volume energy density exceeding 350 Wh / l, and is superior in reliability such as safety and cycle characteristics as compared with a lithium secondary battery using lithium metal as a negative electrode. From that, the market has been dramatically extended.
[0004]
Accordingly, in the field of large batteries for power storage systems, large lithium ion batteries are being developed as candidates for high energy density batteries.
[0005]
However, these large lithium-ion batteries have a high energy density, but are generally cylindrical, square, and other battery shapes, and tend to accumulate heat inside the battery, which poses a problem in reliability, especially safety. Was left.
[0006]
Patent Literature 2 discloses a flat nonaqueous secondary battery in which a nonaqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt is contained in a battery container. A non-aqueous secondary battery is disclosed which has a flat shape with a thickness of less than 12 mm, an energy capacity of 30 Wh or more, and a volume energy density of 180 Wh / l or more. It proposes that the battery has a unique battery shape (flat shape) to solve the problems of reliability and safety caused by the heat storage, which is a barrier to practical application.
[0007]
On the other hand, what hinders the practical use of large lithium-ion batteries is the cost of the batteries, and it is desired to reduce the cost of battery containers by simplifying the terminal structure and the like. In the flat battery, as described in Patent Documents 3 and 4, etc., a positive electrode terminal and a negative electrode terminal which are insulated from a battery container are provided on a flat surface of the battery, and a positive electrode current collector is formed inside the battery. It is electrically connected to the negative electrode current collector. Specifically, as shown in FIG. 1, a positive electrode terminal 3 made of aluminum and a negative electrode terminal 4 made of copper (head 6 mmφ, threaded portion at tip M3) are attached to upper cover 1. The positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 4 are insulated from the upper lid 1 by a Teflon (registered trademark) gasket, the screw portion of the positive electrode terminal 3 is inserted into the positive electrode current collector of the electrode laminate, and the negative electrode terminal is inserted into the negative electrode current collector. No. 4 are inserted, and aluminum and copper nuts are respectively fastened and electrically connected (see FIG. 2).
[0008]
Further, in Patent Document 5, in order to enhance the reliability of the terminal portion, at least one of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal fixed at a predetermined position of a battery container is provided, and at least two of the two or more electrode terminals have the same polarity. There is a need for a terminal structure having a complicated structure that connects the members by a connecting member and prevents the inside of the battery from rotating and breaking due to rotational stress from outside the battery.
[0009]
Further, in the case of a battery having a flat shape with a thickness of less than 12 mm, it is necessary to finish each part thin, and a large number of terminal components, and further cost reduction has been desired from the viewpoint of workability. .
[0010]
In addition, in the case of the above terminal structure, in a thin battery, the terminal needs to be manufactured on the flat side of a wide flat surface, and when assembling a module from a plurality of thin batteries, a gap between adjacent batteries must be taken more than necessary. There is also a problem that the volume energy density as a module becomes low as a result of many structures that cannot be achieved.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-6-86463
[0012]
[Patent Document 2]
International Publication No. 99/60652 pamphlet
[0013]
[Patent Document 3]
JP 2000-251941 A
[0014]
[Patent Document 4]
JP 2000-251940 A
[0015]
[Patent Document 5]
JP 2001-216953 A
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an inexpensive large non-aqueous secondary battery having a simple terminal structure in a flat non-aqueous secondary battery having a thickness of less than 12 mm.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found the following nonaqueous secondary battery, and have completed the present invention.
[0018]
Item 1 A nonaqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt is contained in a battery container, has a flat shape with a thickness of less than 12 mm, and has an energy capacity of 30 Wh or more and a volume energy density of 180 Wh / l or more. In the non-aqueous secondary battery, the battery container includes a flat top cover and a bottom container, and has a hole having a width of 6 mm or less on a side surface of the bottom container. And / or a non-aqueous secondary battery, wherein the negative electrode terminal is insulated and attached via an adhesive resin.
[0019]
Item 2. The non-aqueous secondary battery according to Item 1, wherein a positive electrode terminal and / or a negative electrode terminal are insulated and attached to the upper lid and the bottom container via an adhesive resin in the hole.
[0020]
Item 3. The nonaqueous system according to Item 1 or 2, wherein the hole is provided at two places on the side surface of the bottom container, and the positive electrode terminal or the negative electrode terminal is insulated and attached to the hole portion through an adhesive resin. Next battery.
[0021]
Item 4 The non-aqueous secondary battery according to Item 2 or 3, wherein the adhesive resin is an adhesive resin having thermoplasticity.
[0022]
Item 5. The non-aqueous secondary battery according to Item 2 or 3, wherein the adhesive resin is at least one selected from the group consisting of olefin-based, acrylic-based, epoxy-based, urethane-based, and silicon-based resins.
[0023]
Item 6 The holes provided on the side surface of the bottom container of the battery container are formed by drawing, and have burrs having a length of 1 mm or more toward the outside of the bottom container. The non-aqueous secondary battery according to any one of the above.
[0024]
Item 7. The nonaqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 5, wherein the periphery of the battery container in which the top lid and the bottom container are overlapped is hermetically joined by welding.
[0025]
Item 8. The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 5, wherein the upper lid and the bottom container in the battery container are made of aluminum or an alloy mainly containing aluminum.
[0026]
Item 9 The nonaqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 5, wherein the positive electrode terminal or the negative electrode terminal is connected to a current collector by welding.
[0027]
Item 10. The non-aqueous secondary battery according to Item 1, wherein the positive electrode and the negative electrode include a substance capable of doping and undoping lithium.
[0028]
Item 11: The positive electrode comprises a lithium composite manganese oxide and a formula LiaNibMncMdO2[Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Co, Al and Fe, and 1 ≦ a ≦ 1.1, 0.3 ≦ b Item 10 wherein at least one selected from the group consisting of <0.5, 0.3 ≦ c <0.5, 0 <d ≦ 0.4, b ≧ c, b + c + d = 1] is used as the active material. Non-aqueous secondary battery.
[0029]
Item 12. The nonaqueous secondary battery according to Item 1, wherein the flat front and back surfaces are rectangular.
[0030]
Item 13 The non-aqueous secondary battery according to Item 1, wherein the thickness of the battery container is 0.2 mm or more and 1 mm or less.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a plan view and a side view of a flat rectangular (note-type) non-aqueous secondary battery for a power storage system, which is an example of the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the inside of the battery shown in FIG. FIG. 5 is a side view showing an electrode stack housed in the storage device. Here, the case where the electrodes are stacked is described, but the present invention is not limited to this electrode structure.
[0032]
As shown in FIGS. 3 and 4, the non-aqueous secondary battery of the present embodiment includes a battery container including an upper lid 1 and a bottom container 2, a plurality of positive electrodes 101a housed in the battery container, and a negative electrode. And an electrode laminate including the separators 101b and 101c and the separator 104. In the case of the flat nonaqueous secondary battery as in the present embodiment, the positive electrode 101a and the negative electrode 101b (or the negative electrode 101c disposed on both outer sides of the stacked body) are provided with a separator 104 interposed therebetween, for example, as shown in FIG. However, the present invention is not particularly limited to this arrangement, and the number of layers and the like can be variously changed according to the required capacity and the like. The shape of the non-aqueous secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 is, for example, 210 mm in length × 150 mm in width × 6 mm in thickness.2O4In the case of a lithium secondary battery using a carbon material for the manganese-based lithium composite oxide and the negative electrodes 101b and 101c, for example, it can be used for a power storage system.
[0033]
In the present invention, the battery container includes a flat top cover and a bottom container. The upper lid and the bottom container have a structure that can be in close contact at the joint. In order to effectively join the upper lid and the bottom container, a flanged portion that has been drawn may be provided around the bottom container. A hole having a width of 6 mm or less is provided on the side surface of the bottom container, and a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, or both terminals are insulated and attached to the bottom container with an adhesive resin in the hole (for example, FIG. 3 and FIG. 5). In addition, this hole is shown in an elongated shape in FIGS. 3 and 5, but the shape is not limited. The size of this hole is appropriately determined depending on the terminal size of the positive electrode terminal 3 or the negative electrode terminal 4. In the present invention, the width is 6 mm or less, preferably 4 mm or less, and 1 mm or more is practically preferable. If it exceeds, the thickness of the adhesive resin 7 increases, and the workability decreases. Here, the width of the hole is the size of the hole in the thickness direction of the battery, and is indicated by x in FIG.
[0034]
Further, it is desirable that the hole has a burr formed by, for example, drawing by burring or the like (for example, see burr 8 in FIG. 7). In the case where the burr 8 is provided, the burr is preferably directed outward from the battery in terms of processing, and the burr length is preferably 1 mm or more, and more preferably 1.5 mm or more and 4 mm or less. Here, the reason why the burr 8 is provided is to improve the adhesiveness and airtightness of the adhesive portion between the adhesive resin 7 and the bottom container 2.
[0035]
The holes provided on the side surface of the bottom container are for taking out electrode terminals from the inside of the battery. Usually, one or two holes are provided in the side surface of the bottom container, from which the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal are taken out. In a battery provided with one hole on the side surface of the bottom container, a positive electrode terminal or a negative electrode terminal is provided from the opening thereof, and the battery body serves as a negative electrode terminal or a positive electrode terminal. In a battery having two holes on the side surface of the bottom container, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are provided from the two holes. In these holes, each terminal is insulated and attached to the bottom container via an adhesive resin.
[0036]
For example, as one embodiment, FIGS. 3 and 5 show a battery in which two holes are provided in a bottom container.
[0037]
The positive electrode current collector 106a of each of the positive electrodes 101a shown in FIG. 4 is electrically connected to the positive electrode terminal 3, and the negative electrode current collector 106b of each of the negative electrodes 101b and 101c is electrically connected to the negative electrode terminal 4. As a connection method, ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or the like is used, which is cost-effective because connection parts such as screws are not required.
[0038]
The adhesive resin 7 that insulates the positive electrode terminal 3 or the negative electrode terminal 4 from the top lid 1 and the bottom container 2 is not particularly limited, and examples thereof include olefin-based, acrylic-based, epoxy-based, urethane-based, and silicon-based resins. However, a heat-sealing adhesive resin represented by a modified polypropylene or a modified polyethylene and having a low moisture permeability is preferable because it has high resistance to an electrolytic solution. The adhesive resin 7 must be in close contact with the positive electrode terminal 3, the negative electrode terminal 4, and the bottom container 2. For example, as shown in FIGS. 7 is tightly molded (leaving the portions 3a and 4a connecting the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the external terminal portions 3 and 4), and is fitted and adhered to the bottom container 2, and then the positive electrode current collector 106a and the negative electrode current collector The electric body 106b is electrically connected to each terminal.
[0039]
Thereafter, the upper lid 1 and the bottom container 2 are melted at the point A shown in the enlarged view in FIG. Examples of the welding method include laser welding, arc welding, resistance welding and the like. Among them, laser welding is preferred because the welding area is small and energy can be concentrated, so that deformation distortion of the container and heat influence on the periphery are small. For the bonding of the outer peripheral portion, it is possible to use a heat welding film used in a film type small lithium ion battery, but in the case of a flat type large battery such as the present invention, the welding area becomes large, and moisture permeates. It is preferable to join by welding. In addition, since the positive and negative terminals can be provided on the side surface in this manner, when a module including a battery pack is manufactured, the gap between adjacent batteries can be minimized, and as a result, the energy density of the module can be increased. It becomes possible.
[0040]
The upper lid 1 is provided with a liquid injection port 5 for an electrolytic solution. After the liquid injection, the liquid is sealed using a sealing film 6 made of, for example, an aluminum-modified polypropylene laminated film.
[0041]
The positive electrode active material used for the positive electrode 101a is not particularly limited as long as it is a lithium-based positive electrode material capable of doping and undoping lithium, and lithium composite cobalt oxide, lithium composite nickel oxide, lithium composite manganese oxide Alternatively, a mixture thereof, or a system in which one or more different metal elements are added to these composite oxides can be used. Above all, it is preferable to use a lithium composite manganese oxide or a lithium nickel manganese composite oxide represented by the following formula from the viewpoints of energy density, cost and safety of the battery.
[0042]
LiaNibMncMdO2
[Wherein, M is at least one element selected from the group consisting of Co, Al and Fe, and 1 ≦ a ≦ 1.1, 0.3 ≦ b <0.5, 0.3 ≦ c <0.5, 0 <d ≦ 0.4, b ≧ c, b + c + d = 1]
The formula: LiaNibMncMdO2In the formula, a indicating the molar ratio of Li is usually about 1 ≦ x ≦ 1.1. If a deviates from this range, the cycle characteristics are reduced, or the capacity of the active material is significantly reduced.
[0043]
B indicating the molar ratio of Ni is usually about 0.3 ≦ b <0.5. When b is too large, the capacity of the battery increases, but the thermal stability decreases and the safety of the battery also decreases. If it is too small, the capacity of the battery decreases.
[0044]
C indicating the molar ratio of Mn is usually about 0.3 ≦ c <0.5. If c is too large, the thermal stability is improved and the safety of the battery is improved, but the capacity of the battery is reduced. On the other hand, if it is too small, the capacity of the battery increases, but the thermal stability decreases and the safety of the battery also decreases.
[0045]
Examples of the element M that replaces Ni or Mn in the formula include Co, Al, and Fe. Of these, Co and Al are more preferable in terms of cycle characteristics and safety. D indicating the molar ratio of the substitution element M is generally about 0 <d ≦ 0.4. When M is 0, the powder of the active material becomes bulky, and the high-rate discharge characteristics also decrease. When M is too large, the thermal stability of the active material decreases.
[0046]
As the negative electrode active material used for the negative electrodes 101b and 101c,
The material is not particularly limited as long as it is a lithium-based negative electrode material, and is preferably a material capable of doping and undoping lithium, because safety and reliability such as cycle life are improved. Examples of materials capable of doping and undoping lithium include graphite-based materials, carbon-based materials, tin oxides, and metal oxides such as silicon oxides that are used as negative electrode materials for known lithium ion batteries. From the viewpoint of cost, for example, a graphite-based material having a double structure in which a surface of a graphite-based material such as natural graphite is coated with a carbon material is desirable.
[0047]
The method for forming the positive electrode active material and the negative electrode active material of the present invention into an electrode can be appropriately selected from known methods according to the desired characteristics of the nonaqueous secondary battery and the like. For example, a slurry is prepared by mixing a positive electrode active material (or a negative electrode active material), a binder, and, if necessary, a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). , Compression and the like.
[0048]
Examples of the binder include, but are not particularly limited to, fluorinated resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene, fluorinated rubber, SBR, acrylic resins, and olefins such as polyethylene and polypropylene.
[0049]
When the positive electrode or the negative electrode is formed on the current collector, the material of the current collector is not particularly limited as long as it is selected in consideration of the withstand voltage of the material, and copper foil, stainless steel foil, titanium foil, An example is an aluminum foil.
[0050]
The configuration of the separator 104 is not particularly limited, but a single-layer or multiple-layer separator can be used, and at least one of the separators is preferably made of a nonwoven fabric. In this case, cycle characteristics are improved. Also, the material of the separator 104 is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyamide, kraft paper, glass, and cellulosic materials. The heat shrinkage at 150 ° C. is preferably 5% or less in any of the directions along the plane from the viewpoint of the heat resistance of the battery. Cellulose, polyester, polyamide, and polyphenylene sulfide It is preferable to use a resin such as a fluorine-based or polyolefin-based resin, or an inorganic fiber such as a glass fiber.
[0051]
As the electrolyte of the secondary battery of the present invention, a known non-aqueous electrolyte containing a lithium salt can be used, and it is appropriately determined according to use conditions such as a positive electrode material, a negative electrode material, and a charging voltage.6, LiBF4, LiClO4Lithium salt was dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, methyl acetate, methyl formate, or a mixed solvent of two or more of these. And the like. Further, the concentration of the electrolytic solution is not particularly limited, but is generally practically 0.5 mol / l to 2 mol / l. Naturally, this electrolytic solution has a water content of 100 ppm or less. Preferably, it is used. The non-aqueous electrolyte used in this specification means a concept including a non-aqueous electrolyte and an organic electrolyte, and also includes a concept including a gel or solid electrolyte.
[0052]
The non-aqueous secondary battery configured as described above can be used in a home power storage system (nighttime power storage, cogeneration, solar power generation, etc.), a power storage system of an electric vehicle, and the like, and has a large capacity and a high capacity. It can have energy density. In this case, the energy capacity is preferably 30 Wh or more, more preferably 50 Wh or more, and the energy density is preferably 180 Wh / l or more, more preferably 200 Wh / l. When the energy capacity is less than 30 Wh or when the volume energy density is less than 180 Wh / l, the capacity is small for use in a power storage system, and it is necessary to increase the number of series-parallel batteries to obtain a sufficient system capacity. In addition, it is not preferable for a power storage system because a compact design is difficult.
[0053]
The non-aqueous secondary battery of the present embodiment has a flat shape and a thickness of less than 12 mm, more preferably less than 10 mm. The lower limit of the thickness is practically 2 mm or more in consideration of the filling rate of the electrode and the battery size (the smaller the thickness, the larger the area for obtaining the same capacity). When the thickness of the battery is 12 mm or more, it becomes difficult to sufficiently dissipate the heat generated inside the battery to the outside, or the temperature difference between the inside of the battery and the vicinity of the battery surface increases, resulting in a difference in internal resistance. , The variation in the amount of charge and the voltage increases. Although the specific thickness is appropriately determined according to the battery capacity and the energy density, it is preferable to design the thickness so as to obtain the expected heat radiation characteristics.
[0054]
In addition, the nonaqueous secondary battery of the present embodiment can have, for example, various flattened front and back surfaces of a battery container, such as a square, a circle, and an ellipse. However, it may be a polygon such as a triangle and a hexagon. Further, it may be a cylindrical shape such as a thin-walled cylinder. In the case of a cylindrical shape, the thickness of the cylinder is the thickness referred to here. Further, from the viewpoint of ease of manufacture, the flat front and back surfaces of the battery are preferably rectangular, and a notebook shape as shown in FIG. 3 is preferable.
[0055]
In the present embodiment, the battery container is composed of a flat-shaped upper lid and a drawn bottom container, and the upper lid 1 and the lower container 2 are mainly made of stainless steel, aluminum, or an alloy mainly composed of aluminum. Among them, it is preferable to use aluminum or an alloy mainly composed of aluminum from the viewpoint of the weight energy density and cost of the battery.
As the aluminum alloy material, for example, an alloy of one or more metals selected from among Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti and the like, and aluminum can be used. In the components of the Al—Mn alloy, the content of the Mn component is preferably set to 0.5% by weight to 2.0% by weight. If the Mn content is less than 0.5% by weight, the mechanical strength and the rigidity of large-sized components are reduced. In addition, the formability and laser welding characteristics are reduced. On the other hand, if it exceeds 2.0% by weight, the effect of improving strength does not increase so much, and the possibility of cracking due to the appearance of coarse intermetallic compounds increases. Further, the content of the Mg component in the Mg-Al-based alloy is preferably set to 0.02% by weight to 0.8% by weight. When the Mg content is 0.8% by weight or more, poor welding such as cracks and holes tends to occur when laser welding the battery container.
[0056]
The thickness of the upper lid 1 and the bottom container 2 constituting the battery container is appropriately determined depending on the use of the battery, the material of the battery case, and the like, and is not particularly limited, but is preferably 80% or more of the battery surface area. The thickness of the portion (the thickness of the portion having the largest area constituting the battery container) is 0.2 mm or more. If the thickness is less than 0.2 mm, there is a problem that the strength required for battery production cannot be obtained. From this viewpoint, the thickness is more preferably 0.3 mm or more, and further preferably 0.4 mm or more. It is. The thickness of this portion is desirably 1 mm or less. When the thickness exceeds 1 mm, the force for pressing down the electrode surface increases, but it is not desirable because the internal volume of the battery is reduced and a sufficient capacity cannot be obtained, or the weight increases, which is not desirable. Preferably it is 0.7 mm or less.
[0057]
By the way, in the case of the large-sized battery having a flat shape of the present invention, since the force for sandwiching and pressing the electrode surface is weakened, the internal resistance is increased, or the cycle life is reduced and the battery performance is affected. There is. To solve these problems, it is possible to seal the inside of the battery so as to be lower than the atmospheric pressure as described below.
[0058]
In order to keep the internal pressure of the completed battery lower than the atmospheric pressure, the positive electrode 101a, the negative electrodes 101b and 101c, the separator 104 and the non-aqueous electrolyte are accommodated in the battery container, and the pressure in the battery container is reduced to the atmospheric pressure. The final sealing step of the battery container is performed in the state of less than. This final sealing step is preferably performed after at least one charging operation. In this case, gas may be generated inside the electrolyte due to decomposition of the electrolyte in the early stage of the first charging. In this case, if the final sealing step is performed at a pressure lower than the atmospheric pressure without performing the charging operation, the subsequent first sealing may be performed. This is because the inside of the battery becomes pressurized (atmospheric pressure or more) due to the charging operation, the thickness of the battery becomes thicker, the internal resistance and the capacity of the battery fluctuate, and stable cycle characteristics cannot be obtained. In particular, when a liquid electrolyte using graphite for the negative electrode and a lithium composite oxide for the positive electrode is used, gas is easily generated.
[0059]
This charging operation may employ various conditions depending on the types of the positive electrode material, the negative electrode material, the separator, the electrolyte, etc. used in the battery, the water content and impurities of these materials, the voltage at which the battery is used, and the like. For example, the battery may be charged at a rate of about 4 to 8 hours to the operating voltage of the battery, a constant voltage may be applied as necessary, and the battery may be discharged at a rate of about 8 hours to the normal lower limit voltage. After this charging operation, a final sealing step is performed. Further, the battery may be sealed after performing only the charging operation of the capacity of the battery or less, or various charging operations such as sealing after repeating charging and discharging two or more times are possible. It is important to keep the internal pressure of the battery below atmospheric pressure.
[0060]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, and the present invention will be described more specifically. The present invention is not limited by the description of these examples.
[0061]
Example
(1) First, as a lithium nickel manganese-based composite oxide, LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2, Natural graphite having a high specific surface area as a conductive material (BET specific surface area = 250 g / m 2)2) And acetylene black were dry mixed. Slurry 1 was prepared by uniformly dispersing the obtained mixture in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in which polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder was dissolved. Next, the slurry 1 was applied to both sides of an aluminum foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a positive electrode.
[0062]
The solid content weight ratio in the positive electrode was adjusted to be lithium nickel manganese composite oxide: high specific surface area natural graphite: acetylene black: PVDF = 92: 3: 2: 3.
[0063]
FIG. 6A is an explanatory diagram of the positive electrode. In this embodiment, the coating area (W1 × W2) of the positive electrode 101a is 183 × 130 mm2It is. In addition, a current collector 106a to which the slurry 1 is not applied is provided on the short side of the electrode.
[0064]
(2) The double-structure graphite particles are natural graphite (average particle size 25 μm, tap density 0.86 g / cm).3) And petroleum pitch (softening point 250 ° C, toluene insoluble content 30%) were mixed and calcined.
[0065]
(3) The double-structured graphite particles produced in the above (2) (the spacing (d002) of the (002) plane of the graphite particle core is less than 0.34 nm, the spacing (d002) of the (002) plane of the coating layer = After that, artificial graphite as a conductive material was dry-mixed, and then uniformly dispersed in NMP in which PVDF as a binder was dissolved to prepare a slurry 2. Next, the slurry 2 was applied to both surfaces of a copper foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a negative electrode.
[0066]
The solid content ratio (weight ratio) in the negative electrode was adjusted to be double structure graphite particles: artificial graphite: PVDF = 93: 2: 5.
[0067]
FIG. 6B is an explanatory diagram of the negative electrode. The application area (W1 × W2) of the negative electrode 101b is 186.5 × 133 mm2It is. In addition, a current collector 106b to which the slurry 2 is not applied is provided on the short side of the electrode.
[0068]
Further, the slurry 2 was applied only on one side by the same method as described above, thereby producing a single-sided electrode. The single-sided electrode is arranged on the outside in the electrode laminate of item (3) described later (101c in FIG. 4).
[0069]
(4) As shown in FIG. 4, 11 sheets of the positive electrode obtained in the above item (1) and 12 sheets of the negative electrode obtained in the above item (2) (two sheets on one side) were separated by a separator 104 (rayon paper making: (Thickness: 30 μm).
[0070]
(5) As shown in FIG. 5, a thin plate made of a Mn-Al alloy 3003 having a thickness of 0.5 mm is drawn down to a depth of 5.5 mm, and the side portion thereof is drawn by burring (outward burr depth of about 3 mm). , And a width of about 1.5 mm (x part in FIG. 5) and a length of about 24 mm. The bottom container 2 has a 5 mm wide flange. The upper lid 1 was also made of a thin plate made of a Mn-Al-based alloy 3003 having a thickness of 0.5 mm. Next, a modified polypropylene resin 7 is heat-sealed around an aluminum positive electrode terminal 3 having a thickness of 0.8 mm, a width of 20 mm, and a length of 26 mm, and a copper negative electrode terminal 4 having the same dimensions. Heat welded.
[0071]
(6) Ultrasonic welding of each positive electrode current collector 106a of the electrode laminate manufactured in the above item (3) to the 3a portion of the positive electrode terminal 3 and each negative electrode current collector 106b of the 4a portion of the negative electrode terminal 4; Along with the lid 1, the corner A in FIG. Next, vinylene carbonate in an amount corresponding to 2% by weight of the total solvent weight was added to a solvent obtained by mixing electrolyte solutions (ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a volume ratio of 30:70) from the injection port 5 (diameter 6 mm). After that, the concentration of LiPF was adjusted to 1 mol / l.6Was dissolved. Next, the injection port 5 was temporarily closed using a temporary fixing bolt under atmospheric pressure.
[0072]
(7) The battery was charged at a current of 3.4 A to 4.2 V at 25 ° C., and then a constant current and constant voltage charging of applying a constant voltage of 4.2 V was performed for a total of 8 hours, followed by a constant current of 2 A. To 2.5V.
[0073]
(8) Next, after removing the temporary fixing bolt of the battery, the inside of the container becomes 4 × 104A sealing film 6 made of an aluminum foil-modified polypropylene laminated film having a thickness of 0.08 mm and punched into a diameter of 12 mm so as to be under a reduced pressure of Pa (300 Torr) was heated at a temperature of 250 to 350 ° C. and a pressure of 1 to 3 kg / cm.2The liquid injection port 5 was finally sealed by heat-sealing under the conditions of a pressurization time of 5 to 10 seconds to obtain a flat notebook battery having a width of 148 mm, a height of 210 mm and a thickness of 6.5 mm. .
[0074]
(9) Using this battery at 25 ° C., charge the battery to 4.2 V with a current of 3 A, then perform a constant current and constant voltage charge of applying a constant voltage of 4.2 V for a total of 8 hours, and then perform a constant charge of 3 A The battery was discharged to a current of 2.5 V, and the capacity was measured to obtain a capacity of 15.0 Ah.The energy of this battery was 54.0 Wh, and the energy density was 267 Wh / l.
Comparative example
(1) First, as a lithium nickel manganese-based composite oxide, LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2, Natural graphite having a high specific surface area as a conductive material (BET specific surface area = 250 g / m 2)2) And acetylene black were dry mixed. Slurry 1 was prepared by uniformly dispersing the obtained mixture in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in which polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder was dissolved. Next, the slurry 1 was applied to both sides of an aluminum foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a positive electrode.
[0075]
The solid content weight ratio in the positive electrode was adjusted to be lithium nickel manganese composite oxide: high specific surface area natural graphite: acetylene black: PVDF = 92: 3: 2: 3.
[0076]
FIG. 8A is an explanatory diagram of a positive electrode. In this embodiment, the coating area (W1 × W2) of the positive electrode 101a is 177 × 130 mm2It is. A current collector 106a to which the slurry 1 is not applied is provided on the short side of the electrode, and a hole having a diameter of 3 mm is formed in the center thereof.
[0077]
(2) The double-structure graphite particles are natural graphite (average particle size 25 μm, tap density 0.86 g / cm).3) And petroleum pitch (softening point 250 ° C, toluene insoluble content 30%) were mixed and calcined.
[0078]
(3) The double-structured graphite particles produced in the above (2) (the spacing (d002) of the (002) plane of the graphite particle core is less than 0.34 nm, the spacing (d002) of the (002) plane of the coating layer = After that, artificial graphite as a conductive material was dry-mixed, and then uniformly dispersed in NMP in which PVDF as a binder was dissolved to prepare a slurry 2. Next, the slurry 2 was applied to both surfaces of a copper foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a negative electrode.
[0079]
The solid content ratio (weight ratio) in the negative electrode was adjusted to be double structure graphite particles: artificial graphite: PVDF = 93: 2: 5.
[0080]
FIG. 8B is an explanatory diagram of the negative electrode. The application area (W1 × W2) of the negative electrode 101b is 133 × 181.5 mm2It is. In addition, a current collector 106b to which the slurry 2 is not applied is provided on the short side of the electrode, and a hole having a diameter of 3 mm is formed in the center thereof.
[0081]
Further, the slurry 2 was applied only on one side by the same method as described above, thereby producing a single-sided electrode. The single-sided electrode is arranged on the outside in the electrode laminate of item (3) described later (101c in FIG. 4).
[0082]
(4) As shown in FIG. 4, 11 sheets of the positive electrode obtained in the above item (1) and 12 sheets of the negative electrode obtained in the above item (2) (two sheets on one side) were separated by a separator 104 (rayon paper making: (Thickness: 30 μm) to form an electrode laminate.
[0083]
(5) As shown in FIG. 9, a SUS304 thin plate having a thickness of 0.5 mm was squeezed to a depth of 5.5 mm, a bottom container 2 was formed, and a top cover 1 was also formed of a SUS304 thin plate having a thickness of 0.5 mm. . Next, the positive electrode terminal 3 made of aluminum and the negative electrode terminal 4 made of copper (head diameter: 6 mm, screw portion at the tip M3) were attached to the upper lid 1. The positive and negative electrode terminals 3 and 4 were insulated from the upper lid 1 by a Teflon (registered trademark) gasket.
[0084]
(6) The holes of the respective positive electrode current collectors 106a and the holes of the respective negative electrode current collectors 106b of the electrode laminate prepared in the above item (3) are inserted into the negative electrode terminal 4, respectively. (FIG. 2), the connected electrode laminate was fixed with insulating tape, and the corner A of FIG. 10 was laser-welded over the entire circumference. Next, vinylene carbonate in an amount corresponding to 2% by weight of the total solvent weight was added to a solvent obtained by mixing electrolyte solutions (ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a volume ratio of 30:70) from the injection port 5 (diameter 6 mm). After that, the concentration of LiPF was adjusted to 1 mol / l.6Was dissolved. Next, the injection port 5 was temporarily closed using a temporary fixing bolt under atmospheric pressure.
[0085]
(7) After charging the battery at a current of 3.4 A to 4.2 V at 25 ° C., a constant current and constant voltage charge of applying a constant voltage of 4.2 V was performed for a total of 8 hours, followed by a constant current of 2 A. To 2.5V.
[0086]
(8) Next, after removing the temporary fixing bolt of the battery, the inside of the container becomes 4 × 104A sealing film 6 made of an aluminum foil-modified polypropylene laminated film having a thickness of 0.08 mm and punched into a diameter of 12 mm so as to be under a reduced pressure of Pa (300 Torr) was heated at a temperature of 250 to 350 ° C. and a pressure of 1 to 3 kg / cm.2The liquid injection port 5 was finally sealed by heat-sealing under the conditions of a pressurization time of 5 to 10 seconds to obtain a flat notebook battery having a width of 148 mm, a height of 210 mm and a thickness of 6.5 mm. .
[0087]
(9) Using this battery at 25 ° C., charge the battery to 4.2 V with a current of 3 A, then perform a constant current and constant voltage charge of applying a constant voltage of 4.2 V for a total of 8 hours, and then perform a constant charge of 3 A When the battery was discharged to a current of 2.5 V and the capacity was measured, a capacity of 14.5 Ah was obtained.
When comparing the example with the comparative example, the example has a simple terminal structure and a small number of parts, so that the cost of the battery can be reduced. Density can be increased.
[0088]
【The invention's effect】
The non-aqueous secondary battery of the present invention has a simple terminal structure and can be manufactured at low cost. In particular, the advantage is large in a large non-aqueous secondary battery.
[0089]
Further, when assembling a module from a plurality of thin batteries, the gap between the batteries can be reduced as much as possible, and the volume energy density of the module can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional view of an upper lid and a bottom container in a conventional flat battery.
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional view near a positive electrode terminal or a negative electrode terminal in a flat battery according to the related art.
FIG. 3 is a plan view and a side view of a non-aqueous secondary battery for a power storage system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a side view of an electrode laminate housed inside the battery shown in FIG.
5 is a diagram showing a side view of the upper lid and the bottom container shown in FIG. 3 as viewed from the electrode terminal side.
6 is a plan view of a positive electrode, a negative electrode, and a separator that constitute the electrode laminate shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of a positive electrode terminal or a negative electrode terminal of the battery shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view of a positive electrode, a negative electrode, and a separator constituting an electrode laminate in a flat battery of a comparative example.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an upper lid and a bottom container in a flat battery of a comparative example.
FIG. 10 is a plan view and a side view of a flat battery of a comparative example.
[Explanation of symbols]
1 Top lid
2 bottom container
3 Positive terminal
4 Negative electrode terminal
5 Injection port
6 Sealing film
7 Adhesive resin
8 Kaeri
101a positive electrode (both sides)
101b negative electrode (both sides)
101c negative electrode (one side)
104 separator
105a positive electrode current collector
105b negative electrode current collector
106a positive electrode current collector
106b negative electrode current collector

Claims (13)

正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含む非水系電解質を電池容器内に収容し、厚さが12mm未満の扁平形状であり、そのエネルギー容量が30Wh以上且つ体積エネルギー密度が180Wh/l以上である非水二次電池において、前記電池容器が、扁平状に構成される上蓋及び底容器からなり、底容器の側面部に幅6mm以下の孔を有し、その孔部分に、正極端子及び/又は負極端子が接着性樹脂を介し絶縁され取り付けられていることを特徴とする非水系二次電池。A nonaqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt is accommodated in a battery container, has a flat shape with a thickness of less than 12 mm, and has an energy capacity of 30 Wh or more and a volume energy density of 180 Wh / l or more. In the nonaqueous secondary battery, the battery container includes an upper lid and a bottom container configured in a flat shape, and has a hole having a width of 6 mm or less on a side surface of the bottom container, and a positive electrode terminal and / or A non-aqueous secondary battery, wherein the negative electrode terminal is insulated and attached via an adhesive resin. 前記孔に、正極端子及び/又は負極端子が接着性樹脂を介し上蓋及び底容器に絶縁され取り付けられている請求項1に記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein a positive electrode terminal and / or a negative electrode terminal are insulated and attached to the upper lid and the bottom container via an adhesive resin in the hole. 前記孔が、底容器の側面に2箇所設けられ、その孔部分には、それぞれ正極端子又は負極端子が接着性樹脂を介し絶縁され取り付けられている請求項1又は2に記載の非水系二次電池。3. The non-aqueous secondary according to claim 1, wherein the hole is provided in two places on the side surface of the bottom container, and a positive electrode terminal or a negative electrode terminal is insulated and attached to the hole portion through an adhesive resin. 4. battery. 前記接着性樹脂が熱可塑性を有する接着性樹脂である請求項2又は3に記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 2, wherein the adhesive resin is an adhesive resin having thermoplasticity. 前記接着性樹脂が、オレフィン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系及びシリコン系からなる樹脂群から選ばれる少なくとも1種である請求項2又は3に記載の非水系二次電池。4. The non-aqueous secondary battery according to claim 2, wherein the adhesive resin is at least one selected from the group consisting of olefin-based, acrylic-based, epoxy-based, urethane-based, and silicon-based resins. 5. 前記電池容器の底容器側面部に設けられた孔は、絞り加工により形成され、底容器の外に向けて長さ1mm以上のかえりを有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。The hole provided in the side surface portion of the bottom container of the battery container is formed by drawing, and has a burr with a length of 1 mm or more toward the outside of the bottom container. The non-aqueous secondary battery according to any one of the above. 前記電池容器における上蓋及び底容器とを重ね合わせた周囲を、溶接にて密閉接合させたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the periphery of the battery container in which the top lid and the bottom container are overlapped is hermetically joined by welding. 前記電池容器内における上蓋及び底容器が、アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper lid and the bottom container in the battery container are made of aluminum or an alloy mainly containing aluminum. 前記正極端子あるいは負極端子が、集電体と溶接により接続されている事を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the positive terminal or the negative terminal is connected to a current collector by welding. 前記正極及び負極が、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode include a substance capable of doping and undoping lithium. 前記正極が、リチウム複合マンガン酸化物及び式LiNiMnで表されるリチウムニッケルマンガン複合酸化物[式中、Mは、Co、AlおよびFeからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ1≦a≦1.1、0.3≦b<0.5、0.3≦c<0.5、0<d≦0.4、b≧c、b+c+d=1]からなる群から選ばれる少なくとも1つを活物質としている請求項10に記載の非水系二次電池。Wherein at least a positive electrode, a lithium composite manganese oxide and formula Li a Ni b Mn c M d O 2 lithium-nickel-manganese composite oxide represented by wherein, M is selected from the group consisting of Co, Al and Fe One element, and 1 ≦ a ≦ 1.1, 0.3 ≦ b <0.5, 0.3 ≦ c <0.5, 0 <d ≦ 0.4, b ≧ c, b + c + d = The non-aqueous secondary battery according to claim 10, wherein at least one selected from the group consisting of 1) is used as an active material. 前記扁平形状の表裏面の形状は、矩形であることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the shape of the flat front and back surfaces is rectangular. 前記電池容器の板厚は、0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池。The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the battery container is 0.2 mm or more and 1 mm or less.
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