JP2007149507A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

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征人 岩永
Noriko Yamashita
紀子 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery in which a separator with a shut down function and a separator for maintaining electron insulating characteristics are provided, and which is superior in safety and has high reliability. <P>SOLUTION: This nonaqueous electrolyte secondary battery 10 includes a positive electrode plate 12, a negative electrode 11, the separator 13 for isolating the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 11, and the nonaqueous electrolyte. The separator consists of at least two layers of which the separator with the shut down function and the high heat resistant separator of the high heat resistance higher than that of the separator with the shut down function are overlapped without mutual adhesion. In this case, it is preferable that the width of the separator with the shut down function is larger than that of the high heat resistant separator, and furthermore, that as for the separator with the shut down function, the separator includes one of which the shut down temperature is ≤140°C, and that as for the high heat resistant separator, the separator includes one of which heat shrinkage factor at 150°C is ≤10%. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、非水電解質二次電池に関し、特にシャットダウン機能を備えるセパレータと電子絶縁性を維持するセパレータを備えた安全性に優れているとともに信頼性の高い非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent safety and high reliability including a separator having a shutdown function and a separator that maintains electronic insulation.

携帯型の電子機器の急速な普及に伴い、それに使用される電池への要求仕様は、年々厳しくなり、特に小型・薄型化、高容量なものが要望されており、さらに二次電池においてはサイクル特性が優れ、性能の安定したものが要求されている。そして、二次電池分野では他の電池に比べて高エネルギー密度であるリチウムイオン非水電解質二次電池が注目され、このリチウムイオン非水電解質二次電池の占める割合は二次電池市場において大きな伸びを示している。   With the rapid spread of portable electronic devices, the required specifications for the batteries used in them are becoming stricter year by year, and in particular, there is a demand for smaller, thinner and higher capacity. There are demands for excellent characteristics and stable performance. In the field of secondary batteries, lithium ion non-aqueous electrolyte secondary batteries, which have a higher energy density than other batteries, are attracting attention. The proportion of lithium ion non-aqueous electrolyte secondary batteries accounts for a significant increase in the secondary battery market. Is shown.

ところで、この種の非水電解質二次電池が使用される機器においては、電池を収容するスペースが角形(偏平な箱形)であることが多いことから、発電要素を角形外装缶に収容して形成した角形の非水電解質二次電池が使用されることが多い。このような角形の非水電解質二次電池の一例を図面を用いて説明する。   By the way, in a device in which this type of non-aqueous electrolyte secondary battery is used, the space for accommodating the battery is often a square (flat box shape), so the power generation element is accommodated in a rectangular outer can. The formed rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery is often used. An example of such a rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery will be described with reference to the drawings.

図1は、従来から作製されている角形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。この非水電解質二次電池10は、正極板12と負極板11とがセパレータ13を介して巻回された偏平状の渦巻状電極体14を、角形の電池外装缶15の内部に収容し、封口板16によって電池外装缶15を密閉したものである。渦巻状電極体14は、正極板12が最外周に位置して露出するように巻回されており、露出した最外周の正極板12は、正極端子を兼ねる電池外装缶15の内面に直接接触し、電気的に接続されている。また、負極板11は、封口板16の中央に絶縁体17を介して取り付けられた負極端子18に対して、集電体19を介して電気的に接続されている。   FIG. 1 is a perspective view showing a conventional rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery cut in the longitudinal direction. The non-aqueous electrolyte secondary battery 10 accommodates a flat spiral electrode body 14 in which a positive electrode plate 12 and a negative electrode plate 11 are wound via a separator 13 inside a rectangular battery outer can 15. The battery outer can 15 is sealed with a sealing plate 16. The spiral electrode body 14 is wound so that the positive electrode plate 12 is exposed at the outermost periphery, and the exposed outermost positive electrode plate 12 is in direct contact with the inner surface of the battery outer can 15 that also serves as a positive electrode terminal. And are electrically connected. The negative electrode plate 11 is electrically connected to a negative electrode terminal 18 attached to the center of the sealing plate 16 via an insulator 17 via a current collector 19.

そして、電池外装缶15は、正極板12と電気的に接続されているので、負極板11と電池外装缶15との短絡を防止するために、渦巻状電極体14の上端と封口板16との間に絶縁スペーサ20を挿入することにより、負極板11と電池外装缶15とを電気的に絶縁状態にしている。この角形の非水電解質二次電池は、渦巻状電極体14を電池外装缶15内に挿入した後、封口板16を電池外装缶15の開口部にレーザ溶接し、その後電解液注入孔21から非水電解質を注液して、この電解液注入孔21を密閉することにより作製される。このような角形の非水電解質二次電池は、使用時のスペースの無駄が少なく、しかも電池性能や電池の信頼性が高いという優れた効果を奏するものである。   Since the battery outer can 15 is electrically connected to the positive electrode plate 12, in order to prevent a short circuit between the negative electrode plate 11 and the battery outer can 15, the upper end of the spiral electrode body 14 and the sealing plate 16 The insulating spacer 20 is inserted between the negative electrode plate 11 and the battery outer can 15 so as to be electrically insulated. In this rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery, after the spiral electrode body 14 is inserted into the battery outer can 15, the sealing plate 16 is laser welded to the opening of the battery outer can 15, and then from the electrolyte injection hole 21. It is produced by injecting a non-aqueous electrolyte and sealing the electrolyte injection hole 21. Such a rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery has an excellent effect that there is little wasted space during use, and the battery performance and battery reliability are high.

このような非水電解質二次電池に使用される正極活物質として、LiCoO、LiNiO、LiMn、LiFeO等のリチウム複合酸化物と炭素材料からなる負極とを組み合わせることにより高エネルギー密度の4V級の非水電解質二次電池が得られることが知られている。このうち、特に各種電池特性が他のものに対して優れていることから、LiCoOが多く使用されている。また、負極活物質としては、黒鉛、非晶質炭素などの炭素質材料が一般的に使用されている。また、非水電解質二次電池に使用される非水溶媒(有機溶媒)には、電解質を電離させるために誘電率が高い必要があること、及び、広い温度範囲でイオン伝導度が高い必要があるということから、カーボネート類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、その他、エーテル類、ケトン類、エステル類などの有機溶媒が使用されている。 As a positive electrode active material used for such a non-aqueous electrolyte secondary battery, high energy is obtained by combining a lithium composite oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 and a negative electrode made of a carbon material. It is known that a non-aqueous electrolyte secondary battery of density 4V class can be obtained. Of these, LiCoO 2 is often used because various battery characteristics are superior to others. Further, as the negative electrode active material, carbonaceous materials such as graphite and amorphous carbon are generally used. In addition, the nonaqueous solvent (organic solvent) used in the nonaqueous electrolyte secondary battery must have a high dielectric constant in order to ionize the electrolyte, and must have high ionic conductivity over a wide temperature range. For this reason, lactones such as carbonates and γ-butyrolactone, and other organic solvents such as ethers, ketones and esters are used.

このような非水電解質二次電池に用いられるセパレータは、電池特性及び安全性に大きな影響を与えることが知られている。すなわち、このセパレータは、非水電解質二次電池の通常の使用状態においては正極及び負極の短絡を防止するとともにその多孔構造により電気抵抗を低く抑えて高負荷状態でも電池電圧を維持できることが必要であるが、外部短絡や誤接続等により非水電解質二次電池に大電流が流れて電池温度が上昇した場合においては、予め決定した長さ及び幅寸法を維持しながらも実質的に無孔状態となして電気抵抗を増大させ、電池反応を停止させることにより電池の過度の温度上昇を抑えるシャットダウン機能が必要である。そのため、非水電解質二次電池用のセパレータとしては、ポリエチレン樹脂を主体とする微多孔膜の他に、さらなる絶縁性を確保するためにポリエチレン樹脂を主体とする微多孔膜とポリプロピレン樹脂を主体とする微多孔膜を積層して一体化した複層膜が多く使用されている(下記特許文献1〜3参照)。   It is known that the separator used for such a nonaqueous electrolyte secondary battery has a great influence on battery characteristics and safety. In other words, this separator needs to prevent the short circuit between the positive electrode and the negative electrode in a normal use state of the nonaqueous electrolyte secondary battery and maintain the battery voltage even in a high load state by suppressing the electrical resistance by the porous structure. However, when a large current flows through the nonaqueous electrolyte secondary battery due to an external short circuit or incorrect connection, etc., and the battery temperature rises, the non-porous state is maintained while maintaining the predetermined length and width dimensions. Therefore, there is a need for a shutdown function that suppresses an excessive temperature rise of the battery by increasing the electrical resistance and stopping the battery reaction. Therefore, as a separator for a non-aqueous electrolyte secondary battery, in addition to a microporous film mainly composed of polyethylene resin, a microporous film mainly composed of polyethylene resin and polypropylene resin are mainly composed to ensure further insulation. A multilayer film obtained by laminating and integrating microporous films is often used (see Patent Documents 1 to 3 below).

これらのセパレータの製法としては、例えば、下記特許文献1には、ポリエチレンを必須成分とする内層と、該内層の両面に設けられたポリプロピレン層からなる二つの外層を有する積層フィルムを溶融押出し法により成形し、この積層フィルムを延伸開孔法により多孔化することによりセパレータを製造する方法が開示されている。   As a manufacturing method of these separators, for example, in Patent Document 1 below, a laminated film having an inner layer containing polyethylene as an essential component and two outer layers composed of a polypropylene layer provided on both surfaces of the inner layer is obtained by a melt extrusion method. A method is disclosed in which a separator is produced by molding and making the laminated film porous by a stretch opening method.

また、下記特許文献3には、高密度ポリエチレンとポリプロピレンを流動パラフィンとともに溶融混練した後にT−ダイを装着した押出機で押出して製膜し、その後縦横同時に延伸した後にメチルエチルケトンにより流動パラフィンを抽出除去する相分離法によりポリエチレンとポリプロピレンを含む微多孔膜を作製し、同様に高密度ポリエチレンと流動パラフィンを用いて相分離法によりポリエチレン製微多孔膜を作製し、ポリエチレン製微多孔膜の両側にポリエチレンとポリプロピレンを含む微多孔膜を積層して縦延伸することにより3層膜からなるセパレータを製造する方法が開示されている。   In Patent Document 3 below, high-density polyethylene and polypropylene are melt-kneaded together with liquid paraffin, and then extruded to form a film by an extruder equipped with a T-die. A microporous membrane containing polyethylene and polypropylene is produced by the phase separation method, and a polyethylene microporous membrane is produced by the phase separation method using high-density polyethylene and liquid paraffin, and polyethylene is formed on both sides of the polyethylene microporous membrane. And a method of producing a separator composed of a three-layer film by laminating a microporous film containing polypropylene and longitudinally stretching the film.

なお、下記特許文献4には、非水電解質二次電池の電池内部の短絡を防止する目的で、貫通孔を有する比較的強度に優れるポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリエステルフィルムよりなるセパレータ破損保護膜をポリプロピレン及びポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータに隣接して設けた円筒形有機電解液電池の発明が開示されているが、セパレータとしては従前のものと同様のものが使用されている。   In Patent Document 4 below, a separator breakage protective film made of polyphenylene sulfide (PPS) or a polyester film having a relatively high strength and having a through hole is provided for the purpose of preventing a short circuit inside the battery of the nonaqueous electrolyte secondary battery. An invention of a cylindrical organic electrolyte battery provided adjacent to a separator made of a polypropylene and polyethylene microporous membrane is disclosed, but the same separator as that of the prior art is used.

特開平 8−244152号公報(特許請求の範囲、段落[0006]〜[0008]、[0023]〜[0034])JP-A-8-244152 (claims, paragraphs [0006] to [0008], [0023] to [0034]) 特開2002−279956号公報(特許請求の範囲)JP 2002-279956 A (Claims) 特開平2002−321323号公報(特許請求の範囲、段落[0012]、[0020]〜[0021])JP 2002-321323 A (claims, paragraphs [0012], [0020] to [0021]) 特開平 5−335007号公報(特許請求の範囲、図1)JP-A-5-335007 (Claims, FIG. 1)

これらの従来例のセパレータは、少なくともポリエチレン樹脂を主体とする微多孔膜とポリプロピレン樹脂を主体とする微多孔膜を積層して一体化してなるセパレータであり、このうちポリエチレン樹脂を主体とする微多孔膜により低温でのシャットダウン性を確保し、ポリプロピレン樹脂を主体とする微多孔膜によって高温での電子絶縁性を確保しているものである。しかしながら、このような構成であると、高温での電子絶縁性についてはシャットダウン機能を備えた微多孔膜の収縮により耐熱性の高い微多孔膜が引きずられたり、シャットダウン性についても高耐熱性微多孔膜とシャットダウン機能付き微多孔膜との接触面で十分なシャットダウン機能が得られない等の問題点が存在しており、セパレータの性能としては未だに不十分であった。   These conventional separators are separators formed by laminating and integrating at least a microporous membrane mainly composed of polyethylene resin and a microporous membrane mainly composed of polypropylene resin, and among these, a microporous membrane mainly composed of polyethylene resin. The film ensures shut-down at a low temperature and the microporous film mainly composed of polypropylene resin ensures high-temperature electronic insulation. However, with such a configuration, a high heat resistance microporous film is dragged due to shrinkage of the microporous film having a shutdown function for electronic insulation at high temperatures, and a high heat resistance microporous is also provided for shutdown performance. There is a problem that a sufficient shutdown function cannot be obtained at the contact surface between the membrane and the microporous membrane with a shutdown function, and the performance of the separator is still insufficient.

そこで、本願の発明者等は、上述の従来技術のセパレータの有する問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、上述の従来技術の問題点はシャットダウン機能を備えた微多孔膜と耐熱性の高い微多孔膜とを積層して一体化したことから生じるものであることを見出し、シャットダウン機能を備えた微多孔膜と耐熱性の高い微多孔膜とを、積層一体化することなく、単に重ね合わせることにより解決することができることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。   Therefore, the inventors of the present application have conducted various studies to solve the problems of the above-described conventional separators, and as a result, the problems of the above-described conventional techniques are the microporous film having a shutdown function and the heat resistance. It was found that this was caused by laminating and integrating a highly microporous membrane, and the microporous membrane with a shutdown function and the highly heat-resistant microporous membrane were simply stacked without being laminated and integrated. The present inventors have found that the problem can be solved by combining them, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、シャットダウン機能を備えるセパレータと電子絶縁性を維持するセパレータを備えた安全性に優れた信頼性の高い非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   That is, an object of the present invention is to provide a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery that is excellent in safety and includes a separator having a shutdown function and a separator that maintains electronic insulation.

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項1に記載の非水電解質二次電池の発明は、正極と、負極と、前記正極及び負極とを隔離するセパレータと、非水電解質とを備えた非水電解質二次電池において、前記セパレータは、シャットダウン機能付きセパレータと前記シャットダウン機能付きセパレータよりも耐熱性が高い高耐熱性セパレータとを互いに接着することなく重ね合わせた少なくとも2層からなることを特徴とする。   The above object of the present invention can be achieved by the following configurations. That is, the invention of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 is a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator separating the positive electrode and the negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The separator includes at least two layers in which a separator with a shutdown function and a high heat-resistant separator having higher heat resistance than the separator with a shutdown function are overlapped without being bonded to each other.

本発明の非水電解質二次電池で使用できる正極活物質としては、周知のLiMOやLi(但し、MはCo、Ni、Mn等遷移金属の少なくとも1種である)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物、すなわちLiCoO、LiNiO、LiNiyCo(1−y)、LiMn、LiMnOなどを一種単独もしくは複数種を適宜混合して用いることができる。このリチウム遷移金属複合酸化物中にはZr、Mg、Ti、F等の異種元素が添加されていてもよい。 Examples of the positive electrode active material that can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention include well-known Li X MO 2 and Li x M 2 O 4 (where M is at least one transition metal such as Co, Ni, and Mn). ), That is, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiyCo (1-y) O 2 , LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 , or the like may be used singly or in appropriate combination. it can. Different elements such as Zr, Mg, Ti, and F may be added to the lithium transition metal composite oxide.

特に、LiCo(1−x−y−z)ZrMg(ただし、0≦a≦1.1、x>0、y>0、z≧0、0<x+y+z≦0.03、M=Al、Ti、Snである。)で表されるリチウム含有コバルト複合酸化物と、LiMnNiCo(ただし、0≦b≦1.2、0<s≦0.5、0<t≦0.5、u≧0、s+t+u=1、0.95≦s/t≦1.05である。)で表される層状リチウムマンガンニッケル複合酸化物とを混合した正極活物質を用いると、熱安定性の高い正極活物質が得られ、炭素系負極活物質と組み合わせて用いた場合に、充電電圧が4.3V以上4.5V以下の高電圧で充電可能な非水電解質二次電池が得られるために好ましい。 In particular, Li a Co (1-xyz) Zr x Mg y M z O 2 (where 0 ≦ a ≦ 1.1, x> 0, y> 0, z ≧ 0, 0 <x + y + z ≦ 0) .03, M = Al, Ti, an Sn. lithium-containing cobalt composite oxide represented by), Li b Mn s Ni t Co u O 2 ( however, 0 ≦ b ≦ 1.2,0 <s ≦ 0.5, 0 <t ≦ 0.5, u ≧ 0, s + t + u = 1, 0.95 ≦ s / t ≦ 1.05)) When the positive electrode active material is used, a positive thermal active material with high thermal stability can be obtained. When used in combination with a carbon-based negative electrode active material, the charge voltage can be charged at a high voltage of 4.3 V to 4.5 V. This is preferable because a nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained.

また、本発明の非水電解質二次電池で使用できる負極活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素などの炭素質材料がリチウム金属やリチウム合金に匹敵する放電電位を有しながらも、デンドライトが成長することがないために安全性が高く、さらに初期効率に優れ、電位平坦性も良好であり、また、密度も高いという優れた性質を有しているために好ましい。   In addition, as a negative electrode active material that can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, carbonaceous materials such as natural graphite, artificial graphite, and amorphous carbon have a discharge potential comparable to lithium metal or lithium alloy. However, it is preferable because dendrite does not grow and has high safety, excellent initial efficiency, good potential flatness, and high density.

なお、本発明の非水電解質二次電池で使用し得る有機溶媒としては、カーボネート類、ラクトン類、エーテル類、エステル類などが挙げられる。これら溶媒の2種類以上を混合して用いることもできる。具体例としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1、4−ジオキサン、ジエチルカーボネートなどを挙げることができ、充放電効率を高める点から、ECとDMC、DEC、EMC等の鎖状カーボネートの混合溶媒が好適に用いられる。更に、一般に環状カーボネートは高電位において酸化分解されやすいので、例えば非水電解液中にECを含む場合、ECの含有量を5体積%以上35体積%以下とすることが好ましい。   Examples of organic solvents that can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention include carbonates, lactones, ethers, and esters. Two or more of these solvents can be used in combination. Specific examples include carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diethyl carbonate, and the like. From the point of increasing charge and discharge efficiency, a mixed solvent of chain carbonates such as EC and DMC, DEC, EMC, etc. Are preferably used. Furthermore, since cyclic carbonates are generally oxidatively decomposed at a high potential, for example, when EC is contained in a non-aqueous electrolyte, the EC content is preferably 5% by volume or more and 35% by volume or less.

更に、非水溶媒に溶解させる電解質塩としては、非水電解質二次電池において一般的に用いられるリチウム塩を用いることができる。このようなリチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiC(CSO、LiAsF、LiClO、Li10Cl10、Li12Cl12など及びそれらの混合物が例示される。これらの中でも、LiPF(ヘキサフルオロリン酸リチウム)が好ましく用いられる。高い充電電圧で充電する場合、正極の集電体であるアルミニウムが溶解しやすくなるが、LiPFの存在下では、LiPFが分解することにより、アルミニウム表面に被膜が形成され、この被膜によってアルミニウムの溶解を抑制することができる。従って、リチウム塩としては、LiPFを用いることが好ましい。前記非水溶媒に対する溶質の溶解量は、0.5〜2.0mol/Lとするのが好ましい。 Further, as the electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent, a lithium salt generally used in a nonaqueous electrolyte secondary battery can be used. Such lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiAsF 6 , LiClO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , Li 2 B 12 Cl 12 , and mixtures thereof Illustrated. Among these, LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate) is preferably used. When charged with a high charging voltage, although aluminum is a current collector of the positive electrode is easily dissolved in the presence of LiPF 6, by LiPF 6 decomposes, coating is formed on the aluminum surface, the aluminum by the coating Can be dissolved. Therefore, it is preferable to use LiPF 6 as the lithium salt. The amount of solute dissolved in the non-aqueous solvent is preferably 0.5 to 2.0 mol / L.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の非水電解質二次電池において、前記シャットダウン機能付きセパレータの幅は前記高耐熱性セパレータの幅よりも大きいことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the width of the separator with a shutdown function is larger than the width of the high heat resistant separator.

また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池において、前記シャットダウン機能付きセパレータはシャットダウン温度が140℃以下のものを含み、前記高耐熱性セパレータは150℃での熱収縮率が10%以下のものを含むことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the separator with a shutdown function includes a separator having a shutdown temperature of 140 ° C. or less, and the high heat resistant separator is 150 The heat shrinkage rate at 10 ° C. is 10% or less.

更に、請求項4に係る発明は、請求項3に記載の非水電解質二次電池において、前記シャットダウン機能付きセパレータはオレフィン樹脂を主とした微多孔膜セパレータであり、前記高耐熱性セパレータは、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂から選択された樹脂を主とした微多孔膜又はポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アラミド樹脂から選択された樹脂を主とした不織布からなることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 4 is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 3, wherein the separator with a shutdown function is a microporous membrane separator mainly composed of an olefin resin, and the high heat resistant separator is: A microporous membrane mainly composed of a resin selected from polypropylene resin, polytetrafluoroethylene resin and polyacrylamide resin or a non-woven fabric mainly composed of a resin selected from polyethylene resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin and aramid resin. It is characterized by that.

本発明は上記の構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項1に係る発明によれば、シャットダウン機能付きセパレータと高耐熱性セパレータが貼り合わされて一体化されていないため、シャットダウン機能付きセパレータは熱収縮性が大きく、逆に高耐熱性セパレータは熱収縮性が小さいにもかかわらず、非水電解質二次電池の温度が上昇してもシャットダウン機能付きセパレータの収縮に高耐熱性セパレータが引きずられることがなくなり、しかもシャットダウン機能付きセパレータのシャットダウン機能は高耐熱性セパレータの影響を受けることがないため、高温での電子絶縁性が良好に維持され、非常に高い安全性を有する非水電解質二次電池が得られる。   By providing the above configuration, the present invention has the following excellent effects. That is, according to the invention according to claim 1, since the separator with the shutdown function and the high heat resistant separator are not bonded and integrated, the separator with the shutdown function has a large heat shrinkability, and conversely, the high heat resistant separator is Even though the heat shrinkability is small, even if the temperature of the nonaqueous electrolyte secondary battery rises, the high heat resistant separator is not dragged by the shrinkage of the separator with the shutdown function, and the shutdown function of the separator with the shutdown function is Since it is not affected by the high heat-resistant separator, it is possible to obtain a nonaqueous electrolyte secondary battery that maintains good electronic insulation at high temperatures and has very high safety.

また、請求項2に係る発明によれば、シャットダウン機能付きセパレータは熱収縮性が大きく、逆に高耐熱性セパレータは熱収縮性が小さいが、シャットダウン機能付きセパレータの幅が高耐熱性セパレータの幅よりも大きいため、非水電解質二次電池の温度が高くなっても正極及び負極の間はシャットダウン機能付きセパレータと高耐熱性セパレータの両者によって隔離できるため、請求項1に係る発明の効果をより顕著に奏することができる非水電解質二次電池が得られる。この請求項2に係る発明においては、シャットダウン機能付きセパレータの幅と高耐熱性セパレータの幅の差は、非水電解質二次電池のサイズによっても変化するために臨界的限度はないが、携帯用機器に一般的に使用されている非水電解質二次電池サイズのものにおいては0.5mm以上であれば良好な効果を奏する。   According to the invention of claim 2, the separator with the shutdown function has a large heat shrinkage, and conversely, the high heat resistance separator has a small heat shrinkage, but the width of the separator with the shutdown function is the width of the high heat resistance separator. Therefore, even if the temperature of the nonaqueous electrolyte secondary battery increases, the positive electrode and the negative electrode can be isolated by both the separator with a shutdown function and the high heat resistant separator. A non-aqueous electrolyte secondary battery that can be remarkably produced is obtained. In the invention according to claim 2, the difference between the width of the separator with a shutdown function and the width of the high heat-resistant separator is not critical because it varies depending on the size of the nonaqueous electrolyte secondary battery. In the case of a non-aqueous electrolyte secondary battery size generally used for equipment, a favorable effect is obtained if the thickness is 0.5 mm or more.

また、請求項3に係る発明によれば、非水電解質二次電池と共に用いられている周囲の部品の耐熱性温度を考慮すると、シャットダウン機能付きセパレータのシャットダウン温度の上限は140℃であることが好ましいが、シャットダウン温度の下限は臨界的限度はなく、あまりシャットダウン機能が低すぎると過保護状態となってしまうため100℃以上が好ましい。より好ましいシャットダウン機能付きセパレータのシャットダウン温度は130℃以下110℃以上である。   According to the invention of claim 3, the upper limit of the shutdown temperature of the separator with the shutdown function is 140 ° C. in consideration of the heat resistance temperature of the surrounding parts used with the nonaqueous electrolyte secondary battery. Although the lower limit of the shutdown temperature is not critical, it is preferably 100 ° C. or higher because the shutdown function is too low and the overprotection state occurs. The more preferable shutdown temperature of the separator with a shutdown function is 130 ° C. or lower and 110 ° C. or higher.

更に、請求項3に係る発明によれば、高耐熱性セパレータの熱収縮率は、シャットダウン機能付きセパレータとの組合せの関係上、150℃において10%以下が好ましく、また、熱収縮率の下限は臨界的限度ではないが150℃において0%以上が好ましい。   Further, according to the invention of claim 3, the heat shrinkage rate of the high heat resistant separator is preferably 10% or less at 150 ° C. in relation to the combination with the separator with a shutdown function, and the lower limit of the heat shrinkage rate is Although not a critical limit, 0% or more at 150 ° C. is preferable.

また、請求項4に係る発明によれば、オレフィン樹脂を主とした微多孔膜セパレータはシャットダウン機能付きセパレータとして多くの非水電解質二次電池で使用されており、しかも、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂から選択された樹脂を主とした微多孔膜又はポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アラミド樹脂から選択された樹脂を主とした不織布からなる高耐熱性セパレータは高温での収縮率が小さいため、安全で信頼性が高い非水電解質二次電池が得られる。   According to the invention of claim 4, the microporous membrane separator mainly composed of olefin resin is used in many non-aqueous electrolyte secondary batteries as a separator with a shutdown function, and further, polypropylene resin, polytetrafluoro High heat-resistant separator made of non-woven fabric mainly composed of resin selected from ethylene resin, polyacrylamide resin mainly microporous membrane or polyethylene resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, aramid resin Therefore, a non-aqueous electrolyte secondary battery that is safe and highly reliable can be obtained.

以下、本願発明を実施するための最良の形態を実施例及び比較例を用いて詳細に説明する。なお、本実施例及び比較例において用いた非水電解質二次電池の構成は図1に示した従来例の非水電解質二次電池と実質的に同様となるので、必要に応じて図1を参照しながら説明することとする。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための非水電解質二次電池として角形の非水電解質二次電池の一例を例示するものであって、本発明をこの実験例に特定することを意図するものではなく、本発明は円筒形の非水電解質二次電池など特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail using examples and comparative examples. The configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery used in this example and the comparative example is substantially the same as the conventional nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. The description will be given with reference. However, the examples shown below illustrate an example of a rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery as a non-aqueous electrolyte secondary battery for embodying the technical idea of the present invention. The present invention is not intended to be specified as an example, and the present invention is equally applicable to a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery and the like that have been variously modified without departing from the technical concept shown in the claims. It can be applied.

まず最初に、実施例及び比較例に共通する非水電解質二次電池の具体的製造方法及び各種特性の測定方法について説明する。
[正極の作製]
正極合剤として、コバルト酸リチウム(LiCoO)85質量部と、導電剤としての黒鉛粉末5質量部とカーボンブラック5質量部とを充分に混合した。この後、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶かした結着剤としてのフツ化ビニリデン系重合体を固形分として5質量部となるように混合して、正極合剤スラリーを作製した。得られた正極合剤スラリーを厚みが15μmの正極集電体(アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔)の両面にドクターブレード法により塗布し、正極集電体の両面に正極合剤層を形成した。次いで、乾燥後、所定の厚みになるまでローラプレス機により圧延し、その後、幅44.5mmの短冊状に切断して正極板12を作製した。
First, a specific method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery common to Examples and Comparative Examples and a method for measuring various characteristics will be described.
[Production of positive electrode]
As a positive electrode mixture, 85 parts by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ), 5 parts by mass of graphite powder as a conductive agent, and 5 parts by mass of carbon black were sufficiently mixed. Thereafter, a vinylidene fluoride polymer as a binder dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was mixed to a solid content of 5 parts by mass to prepare a positive electrode mixture slurry. The obtained positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a positive electrode current collector (aluminum foil or aluminum alloy foil) having a thickness of 15 μm by a doctor blade method to form a positive electrode mixture layer on both surfaces of the positive electrode current collector. Subsequently, after drying, it was rolled with a roller press until a predetermined thickness was obtained, and then cut into a strip shape having a width of 44.5 mm to produce a positive electrode plate 12.

[負極の作製]
黒鉛粉末が95質量部、結着剤としてのスチレン−ブタジエンゴム(SBR)2質量部を水に分散させスラリーを調製した。このスラリーを厚さ8μmの銅製の集電体の両面にドクターブレード法により塗布、乾燥して、負極集電体の両面に活物質層を形成した。その後、圧縮ローラーを用いて圧縮し、短辺の長さが45.5mmの負極板11を作製した。
[Production of negative electrode]
A slurry was prepared by dispersing 95 parts by mass of graphite powder and 2 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder in water. This slurry was applied to both surfaces of a copper current collector having a thickness of 8 μm by a doctor blade method and dried to form active material layers on both surfaces of the negative electrode current collector. Then, it compressed using the compression roller and produced the negative electrode plate 11 whose length of a short side is 45.5 mm.

[電解質の作製]
エチレンカーボネート(EC)30体積%、エチルメチルカーボネート(MEC)70体積%となるようにした混合溶媒を調製し、これにLiPFを1mol/Lとなるように溶解して電解質とした。
[Preparation of electrolyte]
A mixed solvent having 30% by volume of ethylene carbonate (EC) and 70% by volume of ethyl methyl carbonate (MEC) was prepared, and LiPF 6 was dissolved therein to 1 mol / L to obtain an electrolyte.

[電池の作製]
シャットダウン機能を備えたセパレータとしては、厚さを全て同じ16μmとし、下記表1に示したように、セパレータの幅(短辺の長さ)及びシャッドダウン温度を変えたA1〜A4の4種類のポリエチレン樹脂製微多孔膜セパレータを用意した。また、高耐熱性セパレータとしては、厚さを全て10μm、幅(短辺の長さ)を全て46.5mmとし、下記表2に示したように、150℃における熱収縮率を変えたポリプロピレン樹脂を主とした微多孔膜セパレータ(B1及びB2)及びポリテトラフルオロエチレン樹脂を主とした微多孔膜(B3)を用意した。
[Production of battery]
As separators having a shutdown function, the thicknesses are all 16 μm, and as shown in Table 1 below, four kinds of A1 to A4 with different widths (short side lengths) and shad down temperatures are used. A polyethylene resin microporous membrane separator was prepared. In addition, as the high heat-resistant separator, all the thickness is 10 μm, the width (short side length) is all 46.5 mm, and the heat shrinkage rate at 150 ° C. is changed as shown in Table 2 below. A microporous membrane separator (B1 and B2) mainly composed of B and a microporous membrane (B3) mainly composed of polytetrafluoroethylene resin were prepared.

そして、上述のようにして作成した正極板12及び負極板11とを用い、セパレータ13としてシャットダウン機能を備えた微多孔膜セパレータA1〜A4と高耐熱性微多孔膜セパレータB1〜B3をそれぞれ下記表3及び表4に示したように組み合わせて使用し、正極板12及び負極板11との間にセパレータ13を配置し、正極板12及び負極板11をセパレータ13により互いに絶縁した状態で円柱状の巻き芯に渦巻状に巻回して円筒形の渦巻状電極体を作製した。次いで、この円筒型の渦巻状電極体をプレス機で押し潰し、角形の電池外装缶に挿入できるような形に成型した後、実施例1〜4及び比較例1〜5の角形の非水電解質二次電池(厚み5.5mm×幅34mm×高さ50mm)を作製した。なお、これらの非水電解質二次電池の設計容量は全て900mAhである。そして、これらの非水電解質二次電池について以下に述べる加熱試験及び過充電試験を行った。   Then, using the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 11 prepared as described above, the microporous membrane separators A1 to A4 and the high heat resistant microporous membrane separators B1 to B3 each having a shutdown function as the separator 13 are respectively shown in the following tables. 3 and Table 4 are used in combination, a separator 13 is disposed between the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 11, and the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 11 are insulated from each other by the separator 13 and are cylindrical. A cylindrical spiral electrode body was produced by spirally winding the core. Next, the cylindrical spiral electrode body was crushed with a press and formed into a shape that could be inserted into a rectangular battery outer can, and then the rectangular nonaqueous electrolytes of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were used. A secondary battery (thickness 5.5 mm × width 34 mm × height 50 mm) was produced. The design capacity of these nonaqueous electrolyte secondary batteries is all 900 mAh. These nonaqueous electrolyte secondary batteries were subjected to the heating test and overcharge test described below.

Figure 2007149507
Figure 2007149507

Figure 2007149507
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[加熱試験]
まず、各電池を25℃において1It(1C)=900mAの定電流で充電し、電池電圧が4.2Vに達した後は4.2Vの定電圧で1/50Itになるまで満充電し、その後、各電池について150℃において10分以上放置した。最初の10分の間に発煙ないし燃焼が生じない電池を○とし、発煙ないしは燃焼が生じたものは×とした。また最初の10分間に発煙ないし燃焼が生じないが、後に発煙ないし燃焼が生じたものを△とした。結果を表3及び表4にまとめて示した。
[Heating test]
First, each battery is charged at a constant current of 1 It (1C) = 900 mA at 25 ° C. After the battery voltage reaches 4.2 V, it is fully charged until it reaches 1/50 It at a constant voltage of 4.2 V, and then Each battery was left at 150 ° C. for 10 minutes or longer. A cell in which smoke or combustion did not occur during the first 10 minutes was marked with ◯, and a cell in which smoke or combustion occurred was marked with ×. In addition, smoke or combustion did not occur in the first 10 minutes, but the case where smoke or combustion occurred later was indicated by Δ. The results are summarized in Table 3 and Table 4.

[過充電試験]
過充電試験は、1It(1C)=900mAの定電流で、通常の使用条件よりも遙かに過酷な条件である電池電圧が12Vとなるまで充電した。この間に電池が燃焼及び破裂しなかったものを○とし、燃焼又は破裂したものを×とした。結果をまとめて表3及び表4に示した。
[Overcharge test]
In the overcharge test, the battery was charged at a constant current of 1 It (1 C) = 900 mA until the battery voltage, which was far more severe than normal use conditions, reached 12V. During this period, the battery was not burned and ruptured, and the burned or ruptured battery was marked as x. The results are summarized in Table 3 and Table 4.

Figure 2007149507
Figure 2007149507

Figure 2007149507
Figure 2007149507

更に、表3及び表4の結果を、シャットダウン機能を備えた微多孔膜セパレータA1〜A4と高耐熱性微多孔膜セパレータB1〜B3との組合せの関係が分かるようにマトリクス表示したものを表5に示す。   Further, the results of Tables 3 and 4 are displayed in matrix so that the relationship between the combination of the microporous membrane separators A1 to A4 having the shutdown function and the high heat resistant microporous membrane separators B1 to B3 can be understood. Shown in

Figure 2007149507
Figure 2007149507

表3に示した結果は以下のとおりであった。
(1)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1単独(比較例1)では、加熱試験時に20分後に燃焼したが、加熱試験結果で良品と判定される条件を満たしており、過充電試験結果は良好である。
(2)高耐熱性微多孔膜セパレータB1単独(比較例2)では加熱試験結果は良好であるが、過充電試験結果が劣る。
(3)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1及び高耐熱性微多孔膜セパレータB1を圧着により貼り合わせた場合(比較例3)は、加熱試験結果及び過充電試験結果ともに劣る。
(4)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1及び高耐熱性微多孔膜セパレータB1を単に重ね合わせた場合(実施例1)は、加熱試験結果及び過充電試験結果ともに良好である。
The results shown in Table 3 were as follows.
(1) The microporous membrane separator with shutdown function A1 alone (Comparative Example 1) burned after 20 minutes during the heating test, but it satisfies the conditions determined as good by the heating test result, and the overcharge test result is good It is.
(2) The high heat resistance microporous membrane separator B1 alone (Comparative Example 2) shows good heat test results but poor overcharge test results.
(3) When the microporous membrane separator A1 with shutdown function and the high heat resistant microporous membrane separator B1 are bonded together by pressure bonding (Comparative Example 3), both the heating test result and the overcharge test result are inferior.
(4) When the microporous membrane separator A1 with shutdown function and the high heat-resistant microporous membrane separator B1 are simply overlapped (Example 1), both the heating test result and the overcharge test result are good.

そうすると、表3に示した結果から、シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータ及び高耐熱性微多孔膜セパレータを単に重ね合わせることにより良好なサーマル試験結果及び過充電試験結果が得られることが分かる。なお、この場合シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1の幅は高耐熱性微多孔膜セパレータB1の幅よりも大きくなっている。   Then, it can be seen from the results shown in Table 3 that good thermal test results and overcharge test results can be obtained by simply overlaying the microporous membrane separator with shutdown function and the high heat resistant microporous membrane separator. In this case, the width of the microporous membrane separator A1 with a shutdown function is larger than the width of the high heat resistant microporous membrane separator B1.

また、表4に示した結果は以下のとおりであった。
(5)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1と高耐熱性微多孔膜セパレータB1とを単に重ね合わせた場合(実施例1)は、加熱試験結果及び過充電試験結果ともに良好である。
(6)同じ幅のシャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA2と高耐熱性微多孔膜セパレータB1とを単に重ね合わせた場合(実施例2)は、加熱試験時に30分後に発煙したが、加熱試験結果で良品と判定される条件を満たしており、また、過充電試験結果も良好である。
(7)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1及びA2(シャットダウン温度:121℃)よりもシャットダウン温度がわずかに高いシャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA3(シャットダウン温度:127℃)と高耐熱性微多孔膜セパレータB1とを単に重ね合わせた場合(実施例3)は、過充電試験において漏液が見られたが、過充電試験結果で良品と判定される条件を満たしており、また、加熱試験結果も良好である。
(8)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1及びA2(シャットダウン温度:121℃)よりもシャットダウン温度が非常に高いシャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA4(シャットダウン温度:142℃)と高耐熱性微多孔膜セパレータB1とを単に重ね合わせた場合(比較例4)は、加熱試験結果は良好であったが、過充電試験結果が劣る。
(9)高耐熱性微多孔膜セパレータB1(150℃の熱収縮率:10%)よりも熱収縮率が大きい高耐熱性微多孔膜セパレータB2(150℃の熱収縮率:22%)とシャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1とを単に重ね合わせた場合(比較例5)は、過充電試験結果は良好であったが、加熱試験結果が劣る。
(10)高耐熱性微多孔膜セパレータB1(150℃の熱収縮率:10%)よりも熱収縮率が小さい高耐熱性微多孔膜セパレータB3(150℃の熱収縮率:2%)とシャットダウン機能付き微多孔膜セパレータA1とを単に重ね合わせた場合(実施例4)は、加熱試験結果及び過充電試験結果ともに良好である。
The results shown in Table 4 were as follows.
(5) When the microporous membrane separator A1 with shutdown function and the high heat-resistant microporous membrane separator B1 are simply overlapped (Example 1), both the heating test result and the overcharge test result are good.
(6) When the microporous membrane separator A2 with the same width shutdown function and the high heat-resistant microporous membrane separator B1 were simply overlapped (Example 2), smoke was emitted after 30 minutes during the heating test. In this case, the condition to be judged as non-defective is satisfied, and the overcharge test result is also good.
(7) Microporous membrane separator A3 (shutdown temperature: 127 ° C.) with a shutdown function slightly higher than the microporous membrane separators A1 and A2 (shutdown temperature: 121 ° C.) with a shutdown function and a highly heat-resistant microporous membrane When the separator B1 was simply superimposed (Example 3), liquid leakage was observed in the overcharge test, but the conditions for determining good products in the overcharge test result were satisfied, and the heating test result was also It is good.
(8) Microporous membrane separator A4 with shutdown function (shutdown temperature: 142 ° C.) and a highly heat-resistant microporous membrane having a shutdown temperature much higher than that of microporous membrane separators A1 and A2 with shutdown function (shutdown temperature: 121 ° C.) When the separator B1 was simply overlapped (Comparative Example 4), the heating test result was good, but the overcharge test result was inferior.
(9) High heat-resistant microporous membrane separator B1 (150 ° C. heat shrinkage rate: 10%) and higher heat-resistant microporous membrane separator B2 (150 ° C. heat shrinkage rate: 22%) and shutdown When the microporous membrane separator with function A1 was simply overlapped (Comparative Example 5), the overcharge test result was good, but the heating test result was inferior.
(10) High heat-resistant microporous membrane separator B1 (150 ° C. heat shrinkage rate: 10%) and high heat-resistant microporous membrane separator B3 (150 ° C. heat shrinkage rate: 2%) and shutdown When the microporous membrane separator A1 with function is simply overlapped (Example 4), both the heating test result and the overcharge test result are good.

そうすると、表4に示した結果からは以下のことが分かる。
(a)シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータのシャットダウン温度は140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。
(b)セパレータ幅は、シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータと高耐熱性微多孔膜セパレータともに同じ幅であっても一応良好な結果が得られるが、シャットダウン機能付き微多孔膜セパレータの方が高耐熱性微多孔膜セパレータよりも0.5mm以上大きい方がより良好な結果が得られる。
(c)高耐熱性微多孔膜セパレータの150℃における熱収縮率は10%以下が好ましい。
Then, the results shown in Table 4 show the following.
(A) The shutdown temperature of the microporous membrane separator with a shutdown function is preferably 140 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or lower.
(B) Even if the separator width is the same width for both the microporous membrane separator with shutdown function and the high heat resistant microporous membrane separator, good results can be obtained. However, the microporous membrane separator with shutdown function has higher heat resistance. A better result is obtained when the thickness is 0.5 mm or more than the porous microporous membrane separator.
(C) The heat shrinkage rate at 150 ° C. of the high heat resistant microporous membrane separator is preferably 10% or less.

上記実施例1〜4では、セパレータとしてシャットダウン機能付きセパレータと高耐熱性セパレータとを互いに接着することなく重ね合わせた2層からなるものを使用した非水電解質二次電池を示したが、シャットダウン機能付きセパレータと高耐熱性セパレータとが接着されることなく重ね合わせたものであれば2層以上の多層としても同様の効果を奏する。さらに、高耐熱性セパレータの150℃における熱収縮率が10%以下のものであれば良好な加熱試験結果及び過充電試験結果を奏する非水電解質二次電池が得られることから、ポリプロピレン樹脂を主体とする微多孔膜セパレータ、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を主体とする微多孔膜セパレータ以外に、ポリアクリルアミド樹脂を主体とする微多孔膜セパレータや、ポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アラミド樹脂等の不織布セパレータを使用することもできる。   In the above Examples 1 to 4, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a separator composed of two layers in which a separator with a shutdown function and a high heat-resistant separator are bonded to each other as a separator was shown. If the attached separator and the high heat-resistant separator are overlapped without being bonded, the same effect can be obtained even when the multilayer is composed of two or more layers. In addition, if the heat shrinkage rate of the high heat-resistant separator at 150 ° C. is 10% or less, a non-aqueous electrolyte secondary battery with good heat test results and overcharge test results can be obtained. In addition to the microporous membrane separator mainly composed of polytetrafluoroethylene resin, the microporous membrane separator mainly composed of polyacrylamide resin, polyethylene resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, aramid resin, etc. Nonwoven fabric separators can also be used.

従来から作製されている角形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。It is a perspective view which cuts the square nonaqueous electrolyte secondary battery produced conventionally from the lengthwise direction.

符号の説明Explanation of symbols

10 非水電解質二次電池
11 負極板
12 正極板
13 セパレータ
14 偏平状の渦巻状電極体
15 角形の電池外装缶
16 封口板
17 絶縁体
18 負極端子
19 集電体
20 絶縁スペーサ
21 電解液注入孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nonaqueous electrolyte secondary battery 11 Negative electrode plate 12 Positive electrode plate 13 Separator 14 Flat spiral electrode body 15 Rectangular battery outer can 16 Sealing plate 17 Insulator 18 Negative electrode terminal 19 Current collector 20 Insulating spacer 21 Electrolyte injection hole

Claims (4)

正極と、負極と、前記正極及び負極とを隔離するセパレータと、非水電解質とを備えた非水電解質二次電池において、
前記セパレータは、シャットダウン機能付きセパレータと、前記シャットダウン機能付きセパレータよりも耐熱性が高い高耐熱性セパレータとを互いに接着することなく重ね合わせた少なくとも2層からなることを特徴とする非水電解質二次電池。
In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator separating the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The separator is composed of at least two layers in which a separator with a shutdown function and a high heat-resistant separator having higher heat resistance than the separator with a shutdown function are stacked without adhering to each other. battery.
前記シャットダウン機能付きセパレータの幅は前記高耐熱性セパレータの幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a width of the separator with a shutdown function is larger than a width of the high heat resistant separator. 前記シャットダウン機能付きセパレータはシャットダウン温度が140℃以下のものを含み、前記高耐熱性セパレータは150℃での熱収縮率が10%以下のものを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池。   3. The separator according to claim 1, wherein the separator with a shutdown function includes a separator having a shutdown temperature of 140 ° C. or lower, and the high heat-resistant separator includes a separator having a thermal shrinkage at 150 ° C. of 10% or less. Non-aqueous electrolyte secondary battery. 前記シャットダウン機能付きセパレータはオレフィン樹脂を主とした微多孔膜セパレータであり、前記高耐熱性セパレータは、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂から選択された樹脂を主とした微多孔膜又はポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アラミド樹脂から選択された樹脂を主とした不織布からなることを特徴とする請求項3に記載の非水電解質二次電池。   The separator with a shutdown function is a microporous membrane separator mainly made of an olefin resin, and the high heat-resistant separator is a microporous membrane mainly made of a resin selected from polypropylene resin, polytetrafluoroethylene resin, and polyacrylamide resin. 4. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 3, wherein the nonaqueous electrolyte secondary battery is made of a nonwoven fabric mainly composed of a resin selected from polyethylene resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, and aramid resin.
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