JP2007027100A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】正極、負極、および非水電解質を備え、正極は、正極活物質層を含み、負極は、負極活物質層を含み、正極活物質層は、ニッケルを含むリチウム含有金属酸化物を正極活物質として含み、単位電池容量あたりの正極活物質層の面積は、190〜800cm2/Ahの範囲であり、正極と負極との間には、多孔質耐熱層が配置され、多孔質耐熱層の面積に対する非水電解質の量の比が70〜150ml/m2である、非水電解質二次電池。
【選択図】図1
Description
このような高出力リチウムイオン二次電池は、小型民生用途のものとは異なり、電極面積を大きくして電池反応を円滑化し、瞬時に大電流を取り出せる設計がなされている。
中でも、LiNi1-xMxO2のようなニッケルを主構成元素とする正極活物質(以下、ニッケル系正極活物質と略記する)は、放電容量が大きいことから、高出力型リチウムイオン二次電池用の活物質として、期待されている。
多孔質耐熱層には、アルミナやシリカなどの無機フィラーが充填されており、フィラー粒子同士は、比較的少量の結着剤で結合されている。高出力型リチウムイオン二次電池は、上述したように電極面積が大きいため、この技術を導入することにより、出力特性を維持しつつ、信頼性を大幅に向上させることができると推察される。
例えば、負極活物質層が負極集電体の両面に担持されており、両方の負極活物質層の上に、それぞれ多孔質耐熱層が担持されている場合、上記多孔質耐熱層の面積Aは、2つの多孔質耐熱層の面積の合計である。
LiNi1-a-b-c-dCoaAlbM1 cM2 dO2 (1)
(式中、M1はMn、Ti、Y、Nb、MoおよびWよりなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はMg、Ca、SrおよびBaよりなる群から選択される少なくとも2を含み、MgおよびCaは必須であり、0.05≦a≦0.35、0.005≦b≦0.1、0.0001≦c≦0.05、0.0001≦d≦0.05である。)で表される化合物が用いられる。
LiNiaCobMncM3 dO2 (2)
(式中、M3はMg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.25≦a≦0.5、0≦b≦0.5、0.25≦c≦0.5、0≦d≦0.1である。)で表される化合物が用いられる。上記式(2)において、0≦b≦0.2、および0.01≦d≦0.1であることが好ましい。
LiNiaMnbM4 cO4 (3)
(式中、M4はCo、Mg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.4≦a≦0.6、1.4≦b≦1.6、0≦c≦0.2である。)で表される化合物が用いられる。
図1に、本発明の一実施形態にかかる非水電解質二次電池の一部分の断面図を示す。
図の非水電解質二次電池は、正極2、負極3、および正極と負極との間に配置された多孔質耐熱層4を備える電極群、電極群を収容する電池ケース1、ならびに非水電解質(図示せず)を具備する。この電極群において、正極2、負極3および多孔質耐熱層4は、捲回されている。
第2の知見は、以下の通りである。従来の電極群は、非水電解質が含浸すると、その体積が適度に膨張する。このため、電極群が、電池ケースに押し付けられる。これにより、電池が、電動工具やHEVなどのような振動の激しい機器に搭載される場合でも、電極群の巻きずれが抑制されている。
第3の知見は、以下の通りである。多孔質耐熱層は、耐短絡性に優れるだけでなく、非水電解質を適度に含浸することにより、その体積が膨張する。これにより、ニッケル系正極活物質を採用した場合でも、電極群の体積を十分に膨張させることができる。
なお、比B/Aが70〜150ml/m2であれば、多孔質耐熱層の厚さを上記範囲内で変化させても、十分な量の非水電解質が多孔質耐熱層に取り込まれると考えられる。
多孔質耐熱層の多孔度は、例えば、多孔質耐熱層の厚さ、絶縁性フィラーおよび結着剤の真比重、絶縁性フィラーと結着剤との重量比などを用いて求めることができる。多孔質耐熱層の厚さは、例えば、多孔質耐熱層を切断し、その切断面での厚さを、電子顕微鏡により、10カ所ほど測定する。その測定値を平均した値を、多孔質耐熱層の厚さとすることができる。
製造工程を削減する観点から、多孔質耐熱層は、正極または負極のいずれか一方の電極上に設けることが好ましい。非水電解質二次電池においては、一般的に、負極活物質層の面積を正極活物質層の面積より大きくしている。よって、正極2と負極3とを確実に絶縁することが可能となるため、負極3上に多孔質耐熱層を設けることが好ましい。
上記のような結着剤および増粘剤は、非水電解質との親和性が高いため、程度の大小はあるものの、非水電解質を吸収して膨潤する性質を有する。結着剤および増粘剤が非水電解質で膨潤することにより、多孔質耐熱層4が適度に膨張することができる。
上記のような絶縁性フィラーと、上記のような結着剤および必要に応じて増粘剤と、適量の溶媒または分散媒とを混合して、ペーストを得る。得られたペーストを、活物質層の上に塗布し、乾燥して、活物質層の上に多孔質耐熱層を形成することができる。絶縁性フィラーと、結着剤と、溶媒または分散媒との混合は、例えば、双腕式練合機を用いて行うことができる。ペーストの活物質層への塗布は、例えば、ドクターブレード法またはダイコート法を用いて行うことができる。
単位電池容量あたりの正極活物質の面積が190cm2/Ah未満(すなわち、従来の民生用途)である場合、電極面積が小さいため、出力特性が低下する。さらには、この場合、多孔質耐熱層4の面積も小さいため、電極群の体積膨張が不十分となる。よって、電極群の巻きずれを十分に解消することができない。単位電池容量あたりの正極の面積が、800cm2/Ahを超える場合には、集電体片面あたりの活物質層の厚みが約20μmと薄くなる。この活物質層の厚さは、平均的な正極活物質粒子(メディアン径10μm程度)の2個分の厚みしかない。このため、このような活物質層を、例えば、正極合剤ペーストを用いて作製する場合、そのペーストを集電体上に均一に塗布することが困難となり、正極を安定に生産することができない。
なお、一般的な非水電解質二次電池の場合、正極が容量規制極となる。つまり、負極の容量を、正極の容量より大きくしている。例えば、負極3の活物質層の面積を、正極2の活物質層の面積より大きくし、また、電極群において、負極3の活物質層が正極2の活物質層を完全に覆うように、正極と負極が配置される。
LiNi1-a-b-c-dCoaAlbM1 cM2 dO2 (1)
(式中、M1はMn、Ti、Y、Nb、MoおよびWよりなる群から選択される少なくとも1種であり、M2は、Mg、Ca、SrおよびBaよりなる群から選択される少なくとも2種であり、MgおよびCaは必須あり、0.05≦a≦0.35、0.005≦b≦0.1、0.0001≦c≦0.05、0.0001≦d≦0.05である。)で表される化合物であってもよい。上記式(1)で表される酸化物は、従来のコバルト系正極活物質よりも、放電容量が大きい。ただし、コバルトのモル比aが0.05未満であると、放電容量が低下する。モル比aが0.35を超えると、熱安定性が低下する。アルミニウムのモル比bが0.005未満であると、熱安定性が低下する。モル比bが、0.1を超えると、放電容量が低下する。元素M1のモル比cが0.0001未満であると、熱安定性が低下する。モル比cが0.05を超えると、放電容量が低下する。元素M2のモル比dが0.0001未満であると、充電時における結晶構造の安定性が低下する。モル比dが0.05を超えると、放電容量が低下する。
LiNiaCobMncM3 dO2 (2)
(式中、M3はMg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.25≦a≦0.5、0≦b≦0.5、0.25≦c≦0.5、0≦d≦0.1である。)で表される化合物であってもよい。上記式(2)で表される酸化物は、酸素イオンと金属イオンとの結合力が高いため、従来のコバルト系正極活物質よりも熱安定性が高い。また、式(2)の酸化物は、従来のコバルト系正極活物質よりも放電容量が大きい。ただし、ニッケルのモル比aが0.25未満であると、放電容量が低下する。モル比aが0.5を超えると、作動電圧が低下する。
コバルトのモル比bは0.5を超えると、放電容量が低下する。なお、コバルトのモル比bは、0≦b≦0.2であることがさらに好ましい。
マンガンのモル比cが0.25未満であると、マンガンと酸化物イオンとの結合が弱くなり、熱安定性が低下する。モル比cが0.5を超えると、放電容量が低下する。
さらに、式(2)で表される酸化物が、元素M3を含むことにより、充放電寿命が向上するという利点が生じる。ただし、元素M3のモル比dが0.1を超えると、放電容量が低下する。元素M3のモル比dは、0.01≦d≦0.1であることがさらに好ましい。
LiNiaMnbM4 cO4 (3)
(式中、M4はCo、Mg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.4≦a≦0.6、1.4≦b≦1.6、0≦c≦0.2である。)で表されるスピネル型の酸化物であってもよい。式(3)の酸化物は、4.5V以上の作動電圧を有する。ただし、ニッケルのモル比aが0.4未満であっても、0.6を超えても、作動電圧が低下する。同様に、マンガンのモル比bが1.4未満であっても、1.6を超えても、作動電圧が低下する。さらに、式(3)の酸化物が元素M4を含むことにより、充放電寿命が向上する。しかし、元素M4のモル比cが0.2を超えると、放電容量が低下する。
結着剤の添加量は、正極活物質100重量部あたり0.6〜4重量部であることが好ましく、増粘剤の添加量は、正極活物質100重量部あたり0.3〜2重量部であることが好ましい。
負極活物質層に添加される結着剤としては、例えば、スチレン単位およびブタジエン単位を含むゴム性状高分子が用いられる。このようなゴム状高分子としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)およびSBRのアクリル酸変性体を用いることができるが、これらに限定されない。負極が負極合剤ペーストを用いて作製される場合、上記のような結着剤を用いるときには、水溶性高分子からなる増粘剤を、結着剤と併用することが好ましい。水溶性高分子としては、セルロース系樹脂が好ましく、特にカルボキシメチルセルロースが好ましい。結着剤の添加量は、負極活物質100重量部あたり0.1〜5重量部であることが好ましく、増粘剤の添加量は、負極活物質100重量部あたり0.1〜5重量部であることが好ましい。
負極活物質に添加される導電剤としては、正極活物質層に添加される導電剤を用いることができる。
溶質としては、リチウム塩、例えば、六フッ化燐酸リチウム(LiPF6)および四フッ化硼酸リチウム(LiBF4)を用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
このように、正極と多孔質耐熱層との間または負極と多孔質耐熱層との間に、樹脂からなるセパレータをさらに配置することにより、正極と負極とを、多孔質絶縁層および樹脂からなるセパレータで、十分に、電気的に絶縁することが可能となる。
セパレータを構成する上記のような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、またはエチレンとプロピレン共重合体が好ましい。
セパレータの厚みは、イオン伝導性を確保しつつ、高エネルギー密度を維持する観点から、10〜40μmの範囲であることが好ましい。樹脂からなるセパレータの厚さは、12〜23μmの範囲であることがさらに好ましい。特に多孔質耐熱層の厚さが3〜7μmである場合でも、樹脂からなるセパレータの厚さを12〜23μmとすれば、多孔質耐熱層に十分な量の非水電解質が取り込まれると考えられるからである。
セパレータの多孔度は、20〜70%であることが好ましく、30〜60%であることがさらに好ましい。
なお、多孔質耐熱層4は、セパレータ5の上に設けてもよい。
(正極の作製)
正極活物質であるLiNi0.71Co0.2Al0.05Mn0.02Mg0.02O2を30kgと、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(呉羽化学(株)製の#1320(固形分12重量%)を10kgと、導電剤であるアセチレンブラックを900gと、適量のNMPとを、双腕式練合機にて攪拌し、正極合剤ペーストを調製した。このペーストを、集電体であるアルミニウム箔(厚さ15μm)の両面に塗布し、乾燥して、総厚が108μmとなるように圧延して、正極板を得た。こののち、正極板を、集電体片面あたりの正極活物質層の寸法が、幅56mm、長さ600mmとなるように裁断して、正極を得た。正極集電体片面あたりの活物質層の面積は、336cm2であった。
人造黒鉛を20kgと、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムのアクリル酸変性体(日本ゼオン(株)製のBM−400B(商品名)、固形分40重量%)を750gと、カルボキシメチルセルロースを300gと、適量の水とを、双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤ペーストを調製した。得られたペーストを、負極集電体である銅箔(10μm厚)の両面に塗布し、乾燥し、総厚が119μmとなるように圧延して、負極板を得た。
この後、負極板を、集電体片面あたりの負極活物質層(つまり、多孔質耐熱層)の寸法が、幅58mm、長さ640mmとなるように、裁断して、負極を得た。負極集電体片面あたりの活物質層(多孔質耐熱層)の面積は、371cm2であった。
多孔質耐熱層の多孔度は、47%であった。なお、以下の電池および実施例においても、多孔質耐熱層の多孔度は、47%とした。
非水電解質の注入量を、7.4ml、8.2ml、または11.1mlとしたこと以外は、電池1と同様にして、電池2〜4を作製した。
正極の総厚を200μmに変更し、正極集電体片面あたりの正極活物質層の長さを300mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:168cm2)に変更した。負極の総厚を227μmに変更し、負極集電体片面あたりの負極活物質層の長さを387mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:225cm2)に変更した。電池ケースの直径を17.5mmに変更した。これら以外は、電池1と同様にして、電池5を作製した。
正極の総厚を61μmに変更し、正極集電体片面あたりの正極活物質層の長さを1200mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:672cm2)に変更した。負極の総厚を64μmに変更し、負極集電体片面あたりの負極活物質層の長さを1240mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:719cm2)に変更した。電池ケースの直径を20mmに変更した。これら以外は、電池3と同様にして、電池6を作製した。
多孔質耐熱層を設けなかったこと以外は、電池1と同様にして、比較電池7を作製した。
非水電解質の注入量を4.8mlまたは11.5mlとしたこと以外は、電池1と同様にして、比較電池8〜9を作製した。
正極の総厚を370μmに変更し、正極集電体片面あたりの正極活物質層の長さを160mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:90cm2)に変更した。負極の総厚を64μmに変更し、負極集電体片面あたりの負極活物質層の長さを1240mm(集電体片面あたりの活物質層の面積:116cm2)に変更した。電池ケースの直径を17mmに変更した。これら以外は、電池1と同様にして、比較電池10を作製した。
ニッケルを含むリチウム含有金属酸化物の代わりに、同じ重量(=4.7g)のコバルト系正極活物質(コバルト酸リチウム(LiCoO2))を用いたこと以外は、比較電池7と同様にして、比較電池11を作製した。比較電池11の理論電池容量は、710mAhであった。
(釘刺し試験)
電池1〜11を、2000mAの電流値で、電池電圧が4.35Vになるまで充電した。この後、20℃環境下において、充電後の各電池の側面に、径2.7mmの鉄釘を5mm/秒の速度で突き刺した。突き刺しが完了して90秒後の各電池の温度を、電池の側面に取り付けた熱電対にて測定した。各電池の90秒後の到達温度を、表2に示す。
まず、各電池を、1400mAの定電流で、電池電圧が4.2Vになるまで充電し、次いで、4.2Vの定電圧で、充電電流が100mAになるまで充電した。次に、充電後の電池を、2000mAの定電流で、電池電圧が3Vに低下するまで放電して、放電容量を求めた。
次に、各電池を、20Gで、50Hzのパルス幅の振動を、10時間加える振動試験に供した。
振動試験に供した後の電池を、振動試験の前に行った充放電サイクルに1回供して、振動試験後の放電容量を求めた。
振動試験前の放電容量に対する振動試験後の放電容量の比を、百分率値として表した値を、放電容量比とした。結果を表2に示す。なお、この放電容量比は、耐振動性の尺度となる。
各電池を、1Aの電流値で、電池電圧が4.2Vに達するまで充電を行い、この後、電流0.5Aの電流値で、電池電圧が2.5Vに達するまで放電し、放電容量を求めた。このときの放電容量を、低率放電容量とした。
次に、各電池を、1Aの電流値で、電池電圧が4.2Vに達するまで充電を行い、この後、10Aの電流値で、電池電圧が2.5Vに達するまで放電し、放電容量を求めた。このときの放電容量を、高率放電容量とした。低率放電容量に対する高率放電容量の比を、百分率値として表した値を、高率/低率放電容量比とした。結果を、表2に示す。
耐振動性評価における定電流充電および定電圧放電を行った。充電後の電池を、60℃環境下にて、20日間放置した。放置後に、電池内からガスを採取し、ガスクロマトグラフィにて、電池内部のガス量を測定した。測定したガス量から、酸素、窒素および非水電解質の揮発成分(非水溶媒)の量を引いた値を、発生ガス量とした。結果を、表2に示す。
一方で、多孔質耐熱層を負極上に設けなかった比較電池7は、釘刺し試験における過熱が顕著であった。また、振動試験における容量維持率は、顕著に低下していた。多孔質耐熱層の面積に対して非水電解質量が不足している比較電池8は、比較電池7ほどではないものの、容量維持率が低下していた。この理由は、非水電解質の量が不足すると、多孔質耐熱層を構成する結着剤の膨潤度合が小さいので、多孔質耐熱層の体積が膨張しないためであると考えられる。また、多孔質耐熱層の面積に対して非水電解質の量が過剰である比較電池9は、容量維持率は良好な値を示したが、高温保存時のガス発生量が顕著に多かった。
式(1):LiNi1-a-b-c-dCoaAlbM1 cM2 dO2で表される正極活物質を用い、M1およびM2を表3に示す元素とし、Ni、Co、Al、M1およびM2のモル比を表3に示すように変化させたこと以外は、電池2と同様にして、電池12〜35を作製した。なお、M2は2〜4種の元素を含む。M2に含まれる各元素のモル比は同じにした。モル比dは、式(1)の酸化物における、M2の各元素の量の合計のモル比である。
(発熱開始温度の測定)
各電池を、850mAの定電流で、電池電圧が4.4Vになるまで充電した。その後、充電後の電池を分解して、正極を取り出した。取り出した正極を金属ケースに封入し、恒温槽内で5℃/分の昇温速度で加温した。恒温槽の温度に対し、正極の表面温度が2℃以上高くなったときの恒温層の温度を「発熱開始温度」とした。この温度は、正極活物質の熱安定性の尺度となる。結果を、表4に示す。
各電池を、20℃の環境下において、850mAの定電流で、電池電圧が4.2Vまで充電し、この後、4.2Vの定電圧で、充電電流が85mAになるまで充電した。次いで、充電後の電池を、850mAの電流値で、電池電圧が2.5Vに低下するまで放電した。このときの初期放電容量を、表4に示す。
各電池を、850mAの定電流で4.2Vまで充電し、この後、4.2Vの定電圧で、充電電流値が85mAになるまで充電した。充電後の電池を、60℃の環境下で20日間保存した。保存後の電池を、850mAの電流値で、電池電圧が2.5Vに低下するまで放電して、保存後の放電容量を求めた。上記で求めた初期放電容量に対する保存後の放電容量の比を百分率値として表した値を、放電容量比として、表4に示す。この放電容量比は、充電した状態で高温保存したときの正極活物質の結晶構造の安定性の尺度となる。なお、表4には、電池2の結果も示す。
アルミニウムのモル比bが0.004である電池16は、熱安定性が若干低かった。モル比bが0.15である電池19は、放電容量が若干低かった。
元素M1のモル比cが0.00005である電池20は、熱安定性が若干低かった。モル比cが0.06である電池23は、放電容量が若干低かった。
元素M2のモル比dが0.00005である電池29は、高温保存特性が若干低かった。モル比dが0.06である電池32は放電容量が若干低かった。
式(2):LiNiaCobMncM3 dO2で表される化合物を正極活物質として用い、ニッケルのモル比a、コバルトのモル比b、マンガンのモル比c、ならびに元素M3の種類およびそのモル比dを表5に示されるように変化させたこと以外は、電池2と同様にして、電池36〜64を作製した。
各電池について、実施例2と同様にして、発熱開始温度を測定した。結果を表6に示す。
各電池を、20℃の環境下において、850mAの定電流で、電池電圧が4.2Vまで充電し、この後、4.2Vの定電圧で、充電電流が85mAになるまで充電した。次いで、充電後の電池を、850mAの電流値で、電池電圧が2.5Vに低下するまで放電して、放電容量を求めた。この放電容量を、初期放電容量とした。また、初期放電容量の値をL(mAh)とし、0.5Lの容量を放電したときの電池電圧を、放電平均電圧とした。初期放電容量および放電平均電圧を、表6に示す。
各電池を、850mAの電流値で、電池電圧が4.2Vになるまで充電し、この後、4.2Vの定電圧で、充電電流が85mAになるまで充電した。次いで、充電後の電池を、850mAの定電流で、電池電圧が2.5Vに低下するまで放電した。この充放電サイクルを500回繰り返した。1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量の比を百分率値として表した値を、容量維持率とした。得られた容量維持率を、表6に示す。
なお、表6には、電池2の結果も示す。
コバルトのモル比bが0.2である電池40は、熱安定性が若干低かった。モル比bが0.55である電池43は、放電容量が若干低かった。
マンガンのモル比cが0.2である電池44は、熱安定性が若干低かった。モル比cが0.55である電池47は、電池44〜46と比較して、放電容量が若干低かった。
電池48〜64の結果から、元素M3を加えることにより、容量維持率が向上することがわかる。ただし、元素M3のモル比dが0.15である電池50は、放電容量が若干低かった。
式(3):LiNiaMnbM4 cO4で表される正極活物質を用い、表7に示されるように、モル比a〜cおよびM4の種類を変更したこと以外は、電池2と同様にして、電池65〜76を作製した。
(放電平均電圧の確認)
各電池を、850mAの定電流で、電池電圧が4.9Vになるまで充電し、この後、4.9Vの定電圧で、充電電流が85mAになるまで充電した。次いで、充電後の電池を、1700mAの定電流で、電池電圧が3.0Vに低下するまで放電して、放電容量を求めた。得られた放電容量をLとし、0.5Lの容量を放電したときの電池電圧を、放電平均電圧とした。放電平均電圧を、表8に示す。
各電池を、850mAの定電流で、電池電圧が4.9Vになるまで充電し、この後、4.9Vの定電圧で、充電電流が85mAになるまで充電した。次いで、充電後の電池を、850mAの定電流で、電池電圧が3.0Vに低下するまで放電した。この充放電サイクルを回サイクル繰り返した。1サイクル目の放電容量に対する200サイクル目の放電容量比を百分率値で表した値を容量維持率とした。得られた容量維持率を、表8に示す。
なお、表8には、電池2の結果も示す。
電池70〜76の結果から、元素M4を加えることにより、サイクル容量維持率が向上することがわかる。ただし、M4のモル比cが0.3である電池72には、放電平均電位が若干低かった。
以上の結果から、式LiNiaMnbM4 cO4で表される正極活物質においては、M4はCo、Mg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.4≦a≦0.6、1.4≦b≦1.6、0≦c≦0.2であることが好ましいことがわかる。
代表的な組成のニッケルを含むリチウム含有金属酸化物である、LiNi0.71Co0.2Al0.05Mn0.02Mg0.02O2、LiNi0.375Co0.375Mn0.25O2、およびLiNi0.5Mn1.5O4を、表9に示されるような混合比で混合した混合物を、正極活物質として用いたこと以外は、電池1と同様にして、電池77〜88を作製した。
2 正極
3 負極
4 多孔質耐熱層
5 セパレータ
Claims (10)
- 正極、負極、および非水電解質を備える非水電解質二次電池であって、
前記正極は、正極活物質層を含み、前記負極は、負極活物質層を含み、
前記正極活物質層は、ニッケルを含むリチウム含有金属酸化物を正極活物質として含み、
単位電池容量あたりの前記正極活物質層の面積は、190〜800cm2/Ahの範囲であり、
前記正極と前記負極との間には、多孔質耐熱層が配置され、
前記多孔質耐熱層の面積に対する前記非水電解質の量の比が、70〜150ml/m2である、非水電解質二次電池。 - 前記正極と前記多孔質耐熱層との間または前記負極と前記多孔質耐熱層との間に、樹脂からなる微多孔質セパレータが配されている、請求項1記載の非水電解質二次電池。
- 前記正極活物質が、以下の式(1):
LiNi1-a-b-c-dCoaAlbM1 cM2 dO2 (1)
(式中、M1はMn、Ti、Y、Nb、MoおよびWよりなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はMg、Ca、SrおよびBaよりなる群から選択される少なくとも2種を含み、MgおよびCaは必須であり、0.05≦a≦0.35、0.005≦b≦0.1、0.0001≦c≦0.05、0.0001≦d≦0.05である。)
で表される化合物である、請求項1記載の非水電解質二次電池。 - 前記正極活物質が、以下の式(2):
LiNiaCobMncM3 dO2 (2)
(式中、M3はMg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.25≦a≦0.5、0≦b≦0.5、0.25≦c≦0.5、0≦d≦0.1である。)
で表される化合物である、請求項1記載の非水電解質二次電池。 - 前記式(2)において、0≦b≦0.2、および0.01≦d≦0.1である、請求項4記載の非水電解質二次電池。
- 前記正極活物質が、以下の式(3):
LiNiaMnbM4 cO4 (3)
(式中、M4はCo、Mg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.4≦a≦0.6、1.4≦b≦1.6、0≦c≦0.2である。)
で表される化合物である、請求項1記載の非水電解質二次電池。 - 前記正極活物質が、以下の式(1):
LiNi1-a-b-c-dCoaAlbM1 cM2 dO2 (1)
(式中、M1はMn、Ti、Y、Nb、MoおよびWよりなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はMg、Ca、SrおよびBaよりなる群から選択される少なくとも2種を含み、MgおよびCaは必須であり、0.05≦a≦0.35、0.005≦b≦0.1、0.0001≦c≦0.05、0.0001≦d≦0.05である。)
で表される化合物、
以下の式(2):
LiNiaCobMncM3 dO2 (2)
(式中、M3はMg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.25≦a≦0.5、0≦b≦0.5、0.25≦c≦0.5、0≦d≦0.1である。)
で表される化合物、および
以下の式(3):
LiNiaMnbM4 cO4 (3)
(式中、M4はCo、Mg、Ti、Ca、SrおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.4≦a≦0.6、1.4≦b≦1.6、0≦c≦0.2である。)
で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも2種を含む、請求項1記載の非水電解質二次電池。 - 前記多孔質耐熱層が、前記正極活物質層または前記負極活物質の上に接着されている、請求項1記載の非水電解質二次電池。
- 前記多孔質耐熱層が、絶縁性フィラーおよび結着剤を含む、請求項1記載の非水電解質二次電池。
- 前記絶縁性フィラーが、無機酸化物である、請求項9記載の非水電解質二次電池。
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