JP2009245922A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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浩志 櫻井
Kaneyasu Cho
金保 趙
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery capable of exhibiting excellent charge discharge cycle characteristics and high temperature storage characteristics even if high voltage charge discharge is performed. <P>SOLUTION: The nonaqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode containing a lithium-containing composite oxide represented by general formula: Li<SB>1+x+α</SB>M<SB>1-x</SB>O<SB>2</SB>(wherein M represents at least two element containing at least one element selected from Co and Ni and at least one element selected from Al and Mg, a ratio of Co to Ni of the element M is 50-99.8 atom% in total; -0.05≤x≤0.1; -0.05≤α≤0.1) and a nonaqueous electrolyte to which a silane compound represented by general formula (1) is added. In general formula (1), R<SP>1</SP>to R<SP>4</SP>are 1-6C organic substituent or halogen element; and either one of R<SP>1</SP>to R<SP>4</SP>is 3-6C alkenyl group or 2-6C alkynyl group, and hydrogen in the organic substituent may be substituted with a halogen element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高電圧、高容量であり、充放電サイクル性能および高温貯蔵特性などに優れた非水電解液を有する二次電池に関するものである。   The present invention relates to a secondary battery having a non-aqueous electrolyte that has a high voltage and a high capacity and is excellent in charge / discharge cycle performance and high-temperature storage characteristics.

非水電解液二次電池は、高電圧(作動電圧4.2V)、高エネルギー密度という特徴を持つことから、携帯情報機器分野などにおいて広く利用され、その需要が急速に拡大しており、現在、携帯電話、ノート型パソコンを始めとするモバイル情報化機器用の標準電池としてのポジションが確立されている。当然ながら、携帯機器などの高性能化と多機能化に伴い、その電源としての非水電解液二次電池に対しても更なる高性能化(例えば、高容量化と高エネルギー密度化)が求められている。この要求に応えるために種々の方法、例えば、電極の充填率の向上による高密度化、現行の活物質(特に負極)の利用深度の向上、新規高容量の活物質の開発などが行われている。そして、現実に非水電解液二次電池がこれらの方法によって確実に高容量化されている。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries are characterized by high voltage (operating voltage 4.2V) and high energy density, so they are widely used in the field of portable information devices, and their demand is rapidly expanding. Position as a standard battery for mobile information devices such as mobile phones and notebook computers has been established. Of course, along with higher performance and multi-functionality of portable devices, etc., even higher performance (for example, higher capacity and higher energy density) will be provided for non-aqueous electrolyte secondary batteries as power sources. It has been demanded. In order to meet this demand, various methods such as higher density by improving the filling rate of electrodes, improvement of the depth of use of current active materials (especially negative electrodes), development of new high-capacity active materials, etc. have been carried out. Yes. In reality, the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is reliably increased by these methods.

また、非水電解液二次電池の更なる高容量化を図るために、正極活物質の利用率の向上や高電圧材料の開発が求められている。この中で、特に充電電圧の上昇による正極活物質の利用深度の向上が注目されている。例えば、作動電圧が4.2V級の非水電解液二次電池の活物質であるコバルト複合酸化物(LiCoO)は、現在のLi基準で4.3Vまで充電すると充電容量が約155mAh/gであるのに対し、4.50Vまで充電すると約190mAh/g以上である。このように充電電圧の向上で正極活物質の利用率が大きくなる。 Further, in order to further increase the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery, improvement in the utilization rate of the positive electrode active material and development of a high voltage material are required. Among these, the improvement of the utilization depth of the positive electrode active material due to the increase in the charging voltage has attracted attention. For example, a cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), which is an active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery with an operating voltage of 4.2 V class, has a charge capacity of about 155 mAh / g when charged to 4.3 V based on the current Li standard. On the other hand, when charged to 4.50 V, it is about 190 mAh / g or more. Thus, the utilization rate of a positive electrode active material becomes large by the improvement of a charging voltage.

しかし、電池の高電圧化に伴って、電池の容量やエネルギー密度が向上する一方で、充放電サイクル特性の低下や、高温貯蔵時における膨れなどの問題が発生する。   However, as the voltage of the battery increases, the capacity and energy density of the battery improve, while problems such as deterioration of charge / discharge cycle characteristics and swelling during high-temperature storage occur.

従来から、電池の充放電サイクルの低下や電池の膨れなどの問題を解決する技術は種々提案されている。例えば、既に実用化されている非水電解液二次電池には、主にエチレンカーボネートなどの環状エステルと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状エステルとの混合溶媒を有する非水電解液が用いられているが、この非水電解液中に、ビニレンカーボネートおよび特定の環状硫酸エステルなどの添加剤を加えることで、非水電解液二次電池に生じる前記の問題を解決する技術がある(例えば、特許文献1〜4参照)。前記の添加剤を含有する非水電解液を有する非水電解液二次電池を充電すると、負極表面に前記添加剤由来の緻密な皮膜が形成され、この皮膜により非水電解液中の有機溶媒と負極との反応が継続的に抑制される。そのために、その後の充放電サイクルの進行に伴う電池容量の低下やガス発生による電池の膨れを抑制することができ、電池の充放電サイクル特性などを改善することができると考えられている。   Conventionally, various techniques for solving problems such as a decrease in charge / discharge cycle of a battery and swelling of the battery have been proposed. For example, non-aqueous electrolyte secondary batteries that have already been put into practical use mainly include non-aqueous electrolytes having a mixed solvent of cyclic esters such as ethylene carbonate and chain esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Although an electrolytic solution is used, a technique for solving the above-mentioned problems occurring in a non-aqueous electrolyte secondary battery by adding an additive such as vinylene carbonate and a specific cyclic sulfate to the non-aqueous electrolyte. (For example, see Patent Documents 1 to 4). When a non-aqueous electrolyte secondary battery having a non-aqueous electrolyte containing the additive is charged, a dense film derived from the additive is formed on the negative electrode surface, and this film forms an organic solvent in the non-aqueous electrolyte. And the negative electrode are continuously suppressed. Therefore, it is considered that the battery capacity can be prevented from decreasing and the battery is swollen due to gas generation as the subsequent charge / discharge cycle progresses, and the charge / discharge cycle characteristics of the battery can be improved.

また、二次電池や一次電池の非水電解液に、環状スルトン誘導体および酸無水物を添加したものを使用し、電池内でのガス発生による膨れを抑えて、高温雰囲気化での使用に適した電池を提供する技術も提案されている(特許文献5)。
特開平10−189042号公報 特開2003−151623号公報 特開2003−308875号公報 特開2004−22523号公報 特開2004−47413号公報
Also suitable for use in high-temperature atmospheres by using non-aqueous electrolytes of secondary batteries and primary batteries to which cyclic sultone derivatives and acid anhydrides are added to suppress swelling due to gas generation in the batteries. There has also been proposed a technique for providing a battery (Patent Document 5).
JP-A-10-189042 JP 2003-151623 A JP 2003-308875 A JP 2004-22523 A JP 2004-47413 A

ところが、前記特許文献1〜5の技術は、電池の充電状態における正極の電位が、例えばLi基準で4.35V以上のような、高電圧となる場合については想定しておらず、これらの技術を適用するだけでは、こうした高電圧に充電される二次電池における充放電サイクル特性の低下抑制や高温貯蔵時における膨れ抑制を、十分に達成できるものではない。   However, the techniques of Patent Documents 1 to 5 do not assume a case where the potential of the positive electrode in a charged state of the battery becomes a high voltage such as 4.35 V or more on the basis of Li. However, it is not possible to sufficiently achieve reduction in charge / discharge cycle characteristics in secondary batteries charged at such a high voltage and suppression of swelling during high-temperature storage.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧充電を行っても、優れた充放電サイクル特性および高温貯蔵特性を発揮し得る非水電解液二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that can exhibit excellent charge / discharge cycle characteristics and high-temperature storage characteristics even when high-voltage charging is performed. There is to do.

前記目的を達成し得た本発明の非水電解液二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解液を備えた非水電解液二次電池であって、前記正極は、一般組成式Li1+x+α1−x(ただし、MはCoおよびNiより選択される少なくとも1種の元素と、AlおよびMgより選択される少なくとも1種の元素とを含む2種以上の元素を表し、元素MにおけるCoおよびNiの割合は、合計で50〜99.8原子%であり、−0.05≦x≦0.1、−0.05≦α≦0.1である)で表されるリチウム含有複合酸化物を含有し、前記非水電解液は、下記一般式(1)で表されるシラン化合物が添加されたものであることを特徴とするものである。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention that has achieved the above object is a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte, wherein the positive electrode has a general composition formula Li 1 + x + α M 1-x O 2 (where M represents two or more elements including at least one element selected from Co and Ni and at least one element selected from Al and Mg; The ratio of Co and Ni in the element M is 50 to 99.8 atomic% in total, and is represented by −0.05 ≦ x ≦ 0.1 and −0.05 ≦ α ≦ 0.1. The lithium-containing composite oxide is contained, and the nonaqueous electrolytic solution is characterized in that a silane compound represented by the following general formula (1) is added.

Figure 2009245922
[前記一般式(1)中、R〜Rは、炭素数が1〜6の有機置換基またはハロゲン元素であり、R〜Rのいずれか1つは、炭素数が3〜6のアルケニル基または炭素数が2〜6のアルキニル基であり、前記有機置換基の水素は、少なくとも一部がハロゲン元素で置換されていてもよい。]
Figure 2009245922
[In General Formula (1), R 1 to R 4 are an organic substituent having 1 to 6 carbon atoms or a halogen element, and any one of R 1 to R 4 has 3 to 6 carbon atoms. Or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and at least a part of hydrogen of the organic substituent may be substituted with a halogen element. ]

高電圧で充電された非水電解液二次電池では、正極活物質である金属酸化物が高電位状態で非常に強い酸化性を示すため、正極表面において非水電解液の溶媒として用いた有機溶媒と反応し、これを分解する。本発明者らは鋭意検討した結果、このような非水電解液溶媒の分解反応が、高電圧で充電された非水電解液二次電池における充放電サイクル特性の低下や高温貯蔵時における膨れの発生の原因であることを突き止めた。そして、特定のリチウム含有複合酸化物を活物質に含有する正極と、特定の官能基を有するシラン化合物を含有する非水電解液を組み合わせることで、前述の非水電解液溶媒の分解反応を抑制して、高電圧で充電される非水電解液二次電池において、充放電サイクル特性と高温貯蔵特性とを向上させ得ることを見出し、本発明を完成させたのである。   In a non-aqueous electrolyte secondary battery charged at a high voltage, the metal oxide, which is the positive electrode active material, exhibits a very strong oxidizing property in a high potential state. Reacts with solvent and decomposes. As a result of intensive studies, the present inventors have determined that such a decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte solvent causes deterioration of charge / discharge cycle characteristics in a non-aqueous electrolyte secondary battery charged at a high voltage and swelling during high-temperature storage. I found out that it was the cause of the outbreak. Then, by combining a positive electrode containing a specific lithium-containing composite oxide as an active material and a non-aqueous electrolyte containing a silane compound having a specific functional group, the above-described decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte solvent is suppressed. Thus, the present inventors have found that charge / discharge cycle characteristics and high-temperature storage characteristics can be improved in a non-aqueous electrolyte secondary battery charged at a high voltage, and the present invention has been completed.

本発明によれば、高電圧充電を行っても、優れた充放電サイクル特性および高温貯蔵特性を発揮し得る非水電解液二次電池を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it performs high voltage charge, the nonaqueous electrolyte secondary battery which can exhibit the outstanding charging / discharging cycling characteristics and high temperature storage characteristic can be provided.

本発明の電池に係る正極は、例えば、正極活物質に導電助剤やポリフッ化ビニリデンなどの結着剤などを適宜添加し、これらをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に溶解・分散させた正極合剤含有組成物(ペースト、スラリーなど)を、アルミニウム箔などの集電体の片面または両面に塗布し、溶剤を除去して帯状の成形体(正極合剤層)に形成したものが用いられる。ただし、正極の作製方法は前記例示のもののみに限られることはない。   In the positive electrode according to the battery of the present invention, for example, a conductive additive or a binder such as polyvinylidene fluoride is appropriately added to the positive electrode active material, and these are dissolved in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).・ Dispersed positive electrode mixture-containing composition (paste, slurry, etc.) is applied to one or both sides of a current collector such as an aluminum foil, and the solvent is removed to form a strip-shaped molded body (positive electrode mixture layer). Used. However, the manufacturing method of the positive electrode is not limited to the above-described examples.

正極活物質には、一般組成式Li1+x+α1−x(ただし、MはCoおよびNiより選択される少なくとも1種の元素と、AlおよびMgより選択される少なくとも1種の元素とを含む2種以上の元素を表し、元素MにおけるCoおよびNiの割合は、合計で50原子%以上99.5原子%以下であり、−0.05≦x≦0.1、−0.05≦α≦0.1である)で表されるリチウム含有複合酸化物を使用する。前記のリチウム含有複合酸化物は、高電圧充電状態での安定性が良好であるため、これを正極活物質に使用することで、非水電解液二次電池を、例えば充電後の正極の電位がLi基準で4.35V以上となるような条件で充電し、正極活物質の利用率を高めた状態で使用することが可能となるため、電池の高容量化が容易となる。また、過充電時における電池の安全性を高めることもできる。 The positive electrode active material includes a general composition formula Li 1 + x + α M 1-x O 2 (where M is at least one element selected from Co and Ni and at least one element selected from Al and Mg). 2 or more elements are included, and the ratio of Co and Ni in the element M is 50 atomic% or more and 99.5 atomic% or less in total, −0.05 ≦ x ≦ 0.1, −0.05 ≦ a lithium-containing composite oxide represented by α ≦ 0.1 is used. Since the lithium-containing composite oxide has good stability in a high-voltage charge state, by using this as a positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be used, for example, the potential of the positive electrode after charging. Can be used under the condition that the utilization rate of the positive electrode active material is increased by charging under the condition that is 4.35 V or more on the basis of Li, so that the capacity of the battery can be easily increased. Moreover, the safety of the battery at the time of overcharge can also be improved.

なお、前記リチウム含有複合酸化物は、元素Mとして、CoとNiのうち、いずれか一方のみを含有していてもよく、両者を含有していてもよいが、容量および熱的安定性をより良好なものとするためには両者を含有していることが好ましい。また、前記リチウム含有複合酸化物は、元素Mとして、AlとMgのうち、いずれか一方を含有していてもよく、両者を含有していてもよい。なお、前記リチウム含有複合酸化物において、元素Mのうち、CoおよびNiの割合が小さすぎると、電池の容量が低下することから、元素MにおけるCoおよびNiの割合は、合計で(ただし、CoまたはNiのいずれか一方しか含有しない場合には、その一方の割合。以下同じ。)、50原子%以上であり、60原子%以上であることが好ましい。一方、前記リチウム含有複合酸化物において、元素Mのうち、CoおよびNiの割合が大きすぎると、AlおよびMgの割合が小さくなって、高電圧充電状態におけるリチウム含有複合酸化物の安定性が低下するため、元素MにおけるCoおよびNiの割合は、合計で、99.8原子%以下であり、99.5原子%以下であることが好ましい。   The lithium-containing composite oxide may contain only one of Co and Ni as the element M, or may contain both, but the capacity and the thermal stability are further improved. In order to make it favorable, it is preferable to contain both. Moreover, the said lithium containing complex oxide may contain any one among Al and Mg as the element M, and may contain both. In the lithium-containing composite oxide, if the ratio of Co and Ni in the element M is too small, the capacity of the battery is reduced. Therefore, the ratio of Co and Ni in the element M is a total (however, Co Or, when only one of Ni is contained, the ratio of one of them is the same hereinafter.), 50 atomic% or more, and preferably 60 atomic% or more. On the other hand, in the lithium-containing composite oxide, if the proportion of Co and Ni in the element M is too large, the proportion of Al and Mg becomes small, and the stability of the lithium-containing composite oxide in a high-voltage charge state decreases. Therefore, the ratio of Co and Ni in the element M is 99.8 atomic% or less in total, and preferably 99.5 atomic% or less.

また、前記リチウム含有複合酸化物に係る前記一般組成式において、複合酸化物の均一性を高め容量を大きくするために、−0.05≦x≦0.1、かつ、−0.05≦α≦0.1とする。   In the general composition formula relating to the lithium-containing composite oxide, in order to increase the uniformity of the composite oxide and increase the capacity, −0.05 ≦ x ≦ 0.1 and −0.05 ≦ α. ≦ 0.1.

前記リチウム含有複合酸化物において、元素MにおけるAlおよびMgの割合は、高電圧での充電安定性を高めるために、合計で(ただし、AlまたはMgのいずれか一方しか含有しない場合には、その一方の割合。以下同じ。)で0.5原子%以上とすることが好ましく、容量を高く維持するために、合計で5原子%以下とすることが好ましい。   In the lithium-containing composite oxide, the ratio of Al and Mg in the element M is a total (however, in the case where only one of Al and Mg is contained, in order to improve charging stability at high voltage, One proportion (the same applies hereinafter)) is preferably 0.5 atomic percent or more, and in order to maintain high capacity, the total content is preferably 5 atomic percent or less.

また、元素Mとして、Co、Ni、AlおよびMg以外に、Mn、Zr、Fe、Ti、Ca、Nb、V、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si、Snなどを含有させることができる。   Further, as element M, in addition to Co, Ni, Al, and Mg, Mn, Zr, Fe, Ti, Ca, Nb, V, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si, Sn, and the like are included. Can do.

本発明の電池には、前記リチウム含有複合酸化物以外の正極活物質を併用することもできる。このような正極活物質としては、例えば、LiCoOや更にAl、Ge、Ti、Zrなどの添加元素を少なくとも1種含む層状構造のリチウム・コバルト複合酸化物;LiNiOや更にGe、Ti、Zr、Alなどの添加元素を少なくとも1種含む層状構造のリチウム・ニッケル複合酸化物やリチウム・チタン複合酸化物;二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物などの金属酸化物;二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属硫化物;などが例示できる。また、これらの2種以上を併用および複合化して用いてもよい。 In the battery of the present invention, a positive electrode active material other than the lithium-containing composite oxide can be used in combination. As such a positive electrode active material, for example, Li a CoO 2 and a lithium-cobalt composite oxide having a layered structure including at least one additional element such as Al, Ge, Ti, Zr; Li a NiO 2 and further Ge Lithium / nickel composite oxide or lithium / titanium composite oxide having a layered structure containing at least one additive element such as Ti, Zr, and Al; metal oxides such as manganese dioxide, vanadium pentoxide, and chromium oxide; disulfide Examples thereof include metal sulfides such as titanium and molybdenum disulfide. Two or more of these may be used in combination and in combination.

本発明の正極においては、使用する正極活物質全量中、前記リチウム含有複合酸化物の含有量が、例えば、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。なお、正極活物質の全て(すなわち、100質量%)が、前記リチウム含有複合酸化物であっても構わない。正極活物質全量中における前記リチウム含有複合酸化物の量を前記下限値以上とすることで、これを使用することによる効果をより良好に確保できる。   In the positive electrode of the present invention, the total content of the lithium-containing composite oxide in the total amount of the positive electrode active material to be used is, for example, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. In addition, all (namely, 100 mass%) of the positive electrode active material may be the lithium-containing composite oxide. By setting the amount of the lithium-containing composite oxide in the total amount of the positive electrode active material to be equal to or higher than the lower limit value, the effect of using this can be better ensured.

正極における正極合剤層中の組成としては、例えば、正極活物質の含有量が90〜98質量%、導電助剤の含有量が1〜5質量%、結着剤の含有量が1〜5質量%であることが好ましい。   As a composition in the positive mix layer in a positive electrode, content of a positive electrode active material is 90-98 mass%, content of a conductive support agent is 1-5 mass%, and content of a binder is 1-5, for example. It is preferable that it is mass%.

正極合剤層の厚みは、集電体の片面当たり、30〜80μmであることが好ましい。また、正極集電体の厚みは、5〜25μmであることが好ましい。   The thickness of the positive electrode mixture layer is preferably 30 to 80 μm per one side of the current collector. Moreover, it is preferable that the thickness of a positive electrode electrical power collector is 5-25 micrometers.

本発明の非水電解液二次電池では、前記の通り、前記リチウム含有複合酸化物を正極活物質に用いていることから、充電後の正極の電位がLi基準で4.35V以上となるような高電圧充電が可能であり、これにより正極活物質の利用率を高めて、電池容量の向上を図ることができる。なお、充電状態における正極電位の上限は特に限定されず、例えば、活物質の安定性や、集電体と非水電解液溶媒の耐電圧性に応じて適宜設定すればよい。一般的には、Li基準で4.6V以下であることが好ましく、4.5V以下であることがより好ましい。ちなみに、非水電解液二次電池の開路電圧は、正極の電位と負極の電位との組み合わせによって決まり、例えば、高結晶の炭素材料を用いた負極を有する場合、正極電位がLi基準で4.35Vであると、電池の開路電圧は約4.25Vとなる(すなわち、正極電位と、電池の開路電圧とは、約0.1Vの差がある)。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, as described above, since the lithium-containing composite oxide is used as the positive electrode active material, the potential of the positive electrode after charging is 4.35 V or more on the basis of Li. High voltage charging is possible, thereby increasing the utilization rate of the positive electrode active material and improving the battery capacity. Note that the upper limit of the positive electrode potential in the charged state is not particularly limited, and may be set as appropriate depending on, for example, the stability of the active material and the voltage resistance of the current collector and the nonaqueous electrolyte solvent. In general, it is preferably 4.6 V or less, and more preferably 4.5 V or less, based on Li. Incidentally, the open circuit voltage of the non-aqueous electrolyte secondary battery is determined by the combination of the positive electrode potential and the negative electrode potential. For example, when a negative electrode using a high-crystal carbon material is used, the positive electrode potential is 4. When it is 35 V, the open circuit voltage of the battery is about 4.25 V (that is, there is a difference of about 0.1 V between the positive electrode potential and the open circuit voltage of the battery).

前記リチウム含有複合酸化物を用いた正極では、前記の通り、電位が4.35V以上となるように充電されても、例えば常温下では、これらの活物質は構造的、熱的に安定である。しかしながら、正極がこのように高電位に充電されている状態で、例えば60℃以上の高温下で貯蔵すると、正極活物質と非水電解液溶媒との反応が生じ、電池の膨れ、充放電サイクル特性などの低下が生じやすいため、電池の高温貯蔵特性は必ずしも十分とはいえない。   In the positive electrode using the lithium-containing composite oxide, as described above, even when charged so that the potential is 4.35 V or more, these active materials are structurally and thermally stable at room temperature, for example. . However, when the positive electrode is charged at such a high potential and stored at a high temperature of, for example, 60 ° C. or higher, a reaction between the positive electrode active material and the non-aqueous electrolyte solvent occurs, and the battery swells and is charged / discharged. Since deterioration of characteristics and the like is likely to occur, the high-temperature storage characteristics of the battery are not necessarily sufficient.

しかしながら、本発明では、非水電解液中に、前記一般式(1)で表されるシラン化合物を含有させており、これにより、正極表面での非水電解液溶媒との反応を抑制できるため、電池の充放電サイクル特性を良好にすることに加えて、高温貯蔵時における電池の膨れを抑制し、良好な電池特性を維持できるというように高温貯蔵特性を高めることができる。また、過充電時における電池の安全性も高めることができる。   However, in the present invention, since the silane compound represented by the general formula (1) is contained in the non-aqueous electrolyte, the reaction with the non-aqueous electrolyte solvent on the positive electrode surface can be suppressed thereby. In addition to improving the charge / discharge cycle characteristics of the battery, the high-temperature storage characteristics can be enhanced such that swelling of the battery during high-temperature storage can be suppressed and good battery characteristics can be maintained. Moreover, the safety of the battery at the time of overcharge can also be improved.

本発明の電池に係る非水電解液は、電解液溶媒である有機溶媒に、電解質塩を溶解させて調製される溶液が用いられる。また、非水電解液は、前記一般式(1)で表されるシラン化合物を含有している。前記シラン化合物を含有する非水電解液は、予め有機溶媒に電解質塩を溶解した溶液中に前記シラン化合物を添加して溶解させて調製してもよく、有機
溶媒に、前記シラン化合物を電解質塩と共に添加し、溶解させて調製してもよい。
As the nonaqueous electrolytic solution according to the battery of the present invention, a solution prepared by dissolving an electrolyte salt in an organic solvent which is an electrolytic solution solvent is used. The non-aqueous electrolyte contains a silane compound represented by the general formula (1). The non-aqueous electrolyte containing the silane compound may be prepared by adding and dissolving the silane compound in a solution obtained by dissolving the electrolyte salt in an organic solvent in advance. It may be added together and dissolved.

なお、前記シラン化合物を表す前記一般式(1)において、R〜Rのうち、いずれか1つは、炭素数が3〜6のアルケニル基(1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基など)または炭素数が2〜6のアルキニル基(エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基など)であり、炭素数3〜4のアルケニル基であることが好ましい。なお、前記アルケニル基またはアルキニル基は、その水素の少なくとも一部がハロゲン元素(F、Cl、Brなど)で置換されていてもよい。 In the general formula (1) representing the silane compound, any one of R 1 to R 4 is an alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms (1-propenyl group, 2-propenyl group, 1 -Butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, etc.) or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms (ethynyl group, 1 -Propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group and the like, and alkenyl having 3 to 4 carbon atoms It is preferably a group. In the alkenyl group or alkynyl group, at least a part of hydrogen may be substituted with a halogen element (F, Cl, Br, etc.).

また、前記シラン化合物を表す前記一般式(1)において、R〜Rのうち、炭素数が3〜6のアルケニル基および炭素数が2〜3のアルキニル基以外のものは、炭素数が1〜6の有機置換基またはハロゲン元素(F、Cl、Brなど)であり、これらは、同一でもよく、それぞれが異なっていてもよい。炭素数1〜6の有機置換基としては、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基など)、アルコキシ基、アリール基などが挙げられ、また、これらの有機置換基は、その水素の少なくとも一部がハロゲン元素(F、Cl、Brなど)で置換されていてもよい。 In the general formula (1) representing the silane compound, among R 1 to R 4 , those other than the alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms and the alkynyl group having 2 to 3 carbon atoms have carbon numbers. 1 to 6 organic substituents or halogen elements (F, Cl, Br, etc.), which may be the same or different. Examples of the organic substituent having 1 to 6 carbon atoms include alkyl groups (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), alkoxy groups, aryl groups, and the like. May be substituted with a halogen element (F, Cl, Br, etc.).

前記シラン化合物は、また、負極の表面にSEI(Solid Electrolyte Interface)皮膜を形成する機能も有していると考えられる。負極表面に前記シラン化合物由来のSEI皮膜が形成されることで、例えば正極活物質からCoやNiの溶出が生じても、これらの負極表面での析出が抑制される。   The silane compound is also considered to have a function of forming a SEI (Solid Electrolyte Interface) film on the surface of the negative electrode. By forming the SEI film derived from the silane compound on the negative electrode surface, for example, even if elution of Co or Ni occurs from the positive electrode active material, precipitation on the negative electrode surface is suppressed.

また、前記シラン化合物は、正極表面でガスを発生しにくいという特徴も有している。従来の非水電解液二次電池においては、負極のSEI皮膜形成用の添加剤には、ビニレンカーボネートがしばしば用いられてきたが、これは、より高電位の場合、正極表面で酸化分解してガスを発生し、高温貯蔵時の電池膨れを引き起こす虞があった。しかし、前記シラン化合物は正極表面で酸化分解しにくいため、本発明の非水電解液二次電池では、SEI皮膜形成用の添加剤の酸化分解に伴って発生するガスによって引き起こされる虞のある充放電サイクル特性の低下や高温貯蔵特性の低下を抑制できる。   In addition, the silane compound has a feature that gas is hardly generated on the surface of the positive electrode. In conventional non-aqueous electrolyte secondary batteries, vinylene carbonate has often been used as an additive for forming an SEI film on the negative electrode. There was a risk of generating gas and causing battery swelling during high-temperature storage. However, since the silane compound is hardly oxidatively decomposed on the surface of the positive electrode, in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, there is a possibility that the silane compound may be caused by gas generated due to oxidative decomposition of the additive for forming the SEI film. The deterioration of the discharge cycle characteristics and the high temperature storage characteristics can be suppressed.

本発明の電池に使用する非水電解液全量中における前記シラン化合物の含有量は、これを使用することによる前記の効果をより良好に確保する観点から、0.2質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましい。ただし、非水電解液における前記シラン化合物の量が多すぎると、形成される皮膜が厚くなって、抵抗を高めてしまう虞があることから、電池に使用する非水電解液全量中における前記シラン化合物の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。   The content of the silane compound in the total amount of the non-aqueous electrolyte used in the battery of the present invention is 0.2% by mass or more from the viewpoint of ensuring the above-described effect better by using this. Preferably, it is 0.3 mass% or more. However, if the amount of the silane compound in the non-aqueous electrolyte is too large, the formed film becomes thick and the resistance may be increased. Therefore, the silane in the total amount of the non-aqueous electrolyte used in the battery The content of the compound is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.

非水電解液における有機溶媒は高誘電率のものが好ましく、例えば、エーテル類、エステル類などが好適であり、例えば、誘電率が30以上のエステル類を含有していることがより好ましい。このように誘電率が高いエステル類としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、イオウ系エステル(エチレングリコールサルファイトなど)などが挙げられる。これらの中でも環状エステルが好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状カーボネートが特に推奨される。   The organic solvent in the non-aqueous electrolyte preferably has a high dielectric constant, for example, ethers and esters are preferable. For example, the organic solvent preferably contains esters having a dielectric constant of 30 or more. Examples of esters having such a high dielectric constant include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfur-based esters (ethylene glycol sulfite, etc.), and the like. Among these, cyclic esters are preferable, and cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate are particularly recommended.

また、前記溶媒以外にも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチ
ルカーボネートなどの極性鎖状カーボネート(低粘度の極性鎖状カーボネート);プロピオン酸メチルなどの鎖状のアルキルエステル類;リン酸トリメチルなどの鎖状リン酸トリエステル;3−メトキシプロピオニトリルなどのニトリル系溶媒;などの有機溶媒を用いることができる。
In addition to the above solvents, polar chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate (low viscosity polar chain carbonates); chain alkyl esters such as methyl propionate; trimethyl phosphate, etc. An organic solvent such as a chain phosphate triester; a nitrile solvent such as 3-methoxypropionitrile; and the like can be used.

さらに、フッ素系の溶媒も用いることができる。フッ素系の溶媒としては、例えば、H(CFOCH、COCH、H(CFOCHCH、H(CFOCHCF、H(CFCHO(CFHなど、または、CFCHFCFOCH、CFCHFCFOCHCHなどの直鎖構造の(パーフロロアルキル)アルキルエーテル、若しくは、イソ(パーフロロアルキル)アルキルエーテル、すなわち、2−トリフロロメチルヘキサロロプロピルメチルエーテル、2−トリフロロメチルヘキサフロロプロピルエチルエーテル、2−トリフロロメチルヘキサフロロプロピルプロピルエーテル、3−トリフロロオクタフロロブチルメチルエーテル、3−トリフロロオクタフロロブチルエチルエーテル、3−トリフロロオクタフロロブチルプロピルエーテル、4−トリフロロデカフロロペンチルメチルエーテル、4−トリフロロデカフロロペンチルエチルエーテル、4−トリフロロデカフロロペンチルプロピルエーテル、5−トリフロロドデカフロロヘキシルメチルエーテル、5−トリフロロドデカフロロヘキシルエチルエーテル、5−トリフロロドデカフロロヘキシルプロピルエーテル、6−トリフロロテトラデカフロロヘプチルメチルエーテル、6−トリフロロテトラデカフロロヘプチルエチルエーテル、6−トリフロロテトラデカフロロヘプチルプロピルエーテル、7−トリフロロヘキサデカフロロオクチルメチルエーテル、7−トリフロロヘキサデカフロロオクチルエチルエーテル、7−トリフロロヘキサデカフロロヘキシルオクチルエーテルなどが挙げられる。更に、前記のイソ(パーフロロアルキル)アルキルエーテルと、前記の直鎖構造の(パーフロロアルキル)アルキルエーテルを併用することもできる。 Furthermore, a fluorine-based solvent can also be used. Examples of the fluorine-based solvent include H (CF 2 ) 2 OCH 3 , C 4 F 9 OCH 3 , H (CF 2 ) 2 OCH 2 CH 3 , H (CF 2 ) 2 OCH 2 CF 3 , H (CF 2 ) 2 CH 2 O (CF 2 ) 2 H or the like, or (perfluoroalkyl) alkyl ether having a linear structure such as CF 3 CHFCF 2 OCH 3 , CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CH 3 , or iso (par Fluoroalkyl) alkyl ethers, that is, 2-trifluoromethylhexafluoropropyl methyl ether, 2-trifluoromethyl hexafluoropropyl ethyl ether, 2-trifluoromethyl hexafluoropropylpropyl ether, 3-trifluorooctafluorobutyl methyl ether 3-trifluorooctafluorobutyl ethyl ether, 3- Rifluorooctafluorobutylpropyl ether, 4-trifluorodecafluoropentyl methyl ether, 4-trifluorodecafluoropentyl ethyl ether, 4-trifluorodecafluoropentylpropyl ether, 5-trifluorododecafluorohexyl methyl ether, 5- Trifluorododecafluorohexyl ethyl ether, 5-trifluorododecafluorohexyl propyl ether, 6-trifluorotetradecafluoroheptyl methyl ether, 6-trifluorotetradecafluoroheptyl ethyl ether, 6-trifluorotetradecafluoroheptylpropyl ether 7-trifluorohexadecafluorooctyl methyl ether, 7-trifluorohexadecafluorooctyl ethyl ether, 7-trifluorohexadecafluorohexyl octyl ether Le and the like. Further, the iso (perfluoroalkyl) alkyl ether can be used in combination with the linear structure (perfluoroalkyl) alkyl ether.

また、前記非水電解液に電池の性能を向上させることができる各種の添加剤を添加してもよい。例えば、前記シラン化合物以外のC=C不飽和結合を有する化合物を電解液中に添加すると、電池の充放電サイクル特性の低下を更に抑制できる場合がある。このような不飽和結合を有する化合物としては、例えば、H(CFCHOOCCH=CH、F(CFCHCHOOCCH=CHなどのフッ素化された脂肪族化合物、フッ素含有芳香族化合物、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。 Moreover, you may add the various additive which can improve the performance of a battery to the said non-aqueous electrolyte. For example, when a compound having a C═C unsaturated bond other than the silane compound is added to the electrolytic solution, the deterioration of the charge / discharge cycle characteristics of the battery may be further suppressed. Examples of the compound having such an unsaturated bond include fluorinated aliphatic compounds such as H (CF 2 ) 4 CH 2 OOCCH═CH 2 and F (CF 2 ) 8 CH 2 CH 2 OOCCH═CH 2 . , Fluorine-containing aromatic compounds, vinylene carbonate, and the like.

ただし、前記シラン化合物以外のC=C不飽和結合を有する化合物は、その使用量があまり多すぎると、電池膨れを引き起こす虞があることから、それらを使用する場合には、非水電解液全量中の量を、10質量%以下とすることが好ましい。   However, since the compound having a C═C unsaturated bond other than the silane compound may cause the battery to swell if the amount used is too large, the total amount of the non-aqueous electrolyte is used when using them. The amount in it is preferably 10% by mass or less.

非水電解液に用いる電解質塩としては、リチウムの過塩素酸塩、有機ホウ素リチウム塩、トリフロロメタンスルホン酸塩に代表される含フッ素化合物の塩、イミド塩などが好適に用いられる。このような電解質塩の具体例としては、例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、LiCSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiCnF2n+1SO(n≧2)、LiN(RfOSO(Rfはフルオロアルキル基を表す)などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、電池の充放電特性が良好となる点で、LiPFやLiBFが好ましい。こうした含フッ素有機リチウム塩はアニオン性が大きく、かつイオン解離しやすいので前記溶媒に溶解しやすいからである。 As the electrolyte salt used in the non-aqueous electrolyte, lithium perchlorate, organoboron lithium salt, fluorine-containing compound salt represented by trifluoromethanesulfonate, imide salt, and the like are preferably used. Specific examples of the electrolyte salt, for example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiCnF 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (Rf 3 OSO 2 ) 2 (Rf is a fluoroalkyl group) These may be used alone, or these may be used alone or in combination of two or more. Among these, LiPF 6 and LiBF 4 are preferable in that the charge / discharge characteristics of the battery are good. This is because such a fluorine-containing organic lithium salt is highly anionic and easily dissociates ions, so that it is easily dissolved in the solvent.

非水電解液中の電解質塩の濃度は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.5mol/l以上、より好ましくは0.8mol/l以上であって、好ましくは1.7mol/l以下、より好ましくは1.2mol/l以下である。   The concentration of the electrolyte salt in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.5 mol / l or more, more preferably 0.8 mol / l or more, and preferably 1.7 mol. / L or less, more preferably 1.2 mol / l or less.

本発明の非水電解液二次電池は、前記の正極および前記の非水電解液を有していればよく、その他の構成、構造については特に制限はなく、従来公知の非水電解液二次電池で用いられている各種構成、構造が採用可能である。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as it has the positive electrode and the non-aqueous electrolyte, and there are no particular restrictions on other configurations and structures. Various configurations and structures used in secondary batteries can be employed.

すなわち、本発明の非水電解液二次電池に係る負極も特に制限はなく、従来公知の非水電解液二次電池で採用されている負極を用いることができる。例えば、負極活物質に、必要に応じて導電助剤や、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンラバーなどの結着剤などを適宜添加し、これらを水などの溶剤に溶解・分散させた負極合剤含有組成物(ペースト、スラリーなど)を、銅箔などの集電体の片面または両面に塗布し、溶剤を除去して帯状の成形体(負極合剤層)に形成したものが用いられる。ただし、負極の作製方法は前記例示のもののみに限られることはない。   That is, the negative electrode according to the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and a negative electrode employed in a conventionally known nonaqueous electrolyte secondary battery can be used. For example, a negative electrode mixture containing a conductive additive, a binder such as polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, etc., as appropriate, added to the negative electrode active material, and dissolved and dispersed in a solvent such as water. A composition (paste, slurry, etc.) is applied to one or both sides of a current collector such as a copper foil, and the solvent is removed to form a strip-shaped molded body (negative electrode mixture layer). However, the manufacturing method of the negative electrode is not limited to the above-described examples.

負極活物質としては、リチウムを吸蔵・放出可能なものが使用でき、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料;Si、Snなどのリチウムと合金化可能な元素で構成される金属または該元素を含有する合金;などが用いられる。   As the negative electrode active material, materials capable of inserting and extracting lithium can be used. For example, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, mesocarbon micro beads, carbon fibers , Carbon materials such as activated carbon, metals composed of elements that can be alloyed with lithium, such as Si and Sn, or alloys containing the elements.

前記負極活物質の中でも、(002)面の面間隔d002が0.340nm以下の黒鉛、またはリチウムと合金化可能な元素で構成される金属、若しくは該元素を含有する合金が好ましく、d002が0.337nm以下の黒鉛が特に好ましい。このような活物質を用いることにより、電池の更なる高容量化を実現できるからである。d002の下限値は特に限定されないが、理論的には約0.335nmである。 Among the negative electrode active material, an alloy containing the (002) plane of graphite plane spacing d 002 is less 0.340nm or metal consists of lithium can be alloyed elements, or said element preferably, d 002 Is particularly preferable. This is because the use of such an active material can realize further increase in capacity of the battery. The lower limit value of d 002 is not particularly limited, but is theoretically about 0.335 nm.

002が0.340nm以下の黒鉛においては、その結晶構造におけるc軸方向の結晶子の大きさLcは、3nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、25nm以上であることが更に好ましい。このようなLcを有する場合にはリチウムの吸蔵・放出がより容易になるからである。Lcの上限は特に限定されないが、通常200nm程度である。また、前記黒鉛の平均粒径は、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上であって、好ましくは15μm以下、より好ましくは13μm以下であり、また、その純度は99.9%以上であることが好ましい。このような粒子径や純度を有する前記黒鉛であれば、特性にも支障なくコストも安く、入手が容易だからである。本明細書における前記黒鉛におけるd002およびLcは、X線回折法により測定される値である。 In graphite with d 002 of 0.340 nm or less, the crystallite size Lc in the c-axis direction in the crystal structure is preferably 3 nm or more, more preferably 8 nm or more, and 25 nm or more. Is more preferable. This is because, when such Lc is contained, insertion and extraction of lithium becomes easier. The upper limit of Lc is not particularly limited, but is usually about 200 nm. The average particle size of the graphite is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, preferably 15 μm or less, more preferably 13 μm or less, and its purity is 99.9% or more. Is preferred. This is because the graphite having such a particle size and purity is easy to obtain, with no trouble in properties and low cost. In the present specification, d 002 and Lc in the graphite are values measured by an X-ray diffraction method.

なお、特に、d002が0.340nm以下の黒鉛のように高結晶性の黒鉛を負極活物質に用いた場合には、負極表面で非水電解液溶媒が還元分解されやすくなるが、非水電解液に前記一般式で表されるシラン化合物を、例えば前述の含有量で含有させることで、かかる有機溶媒の還元分解を抑制して、電池特性が総合的に優れた非水電解液二次電池とすることができる。 In particular, when highly crystalline graphite such as graphite having a d 002 of 0.340 nm or less is used as the negative electrode active material, the nonaqueous electrolyte solvent tends to be reductively decomposed on the negative electrode surface. By containing the silane compound represented by the above general formula in the electrolytic solution, for example, in the above-described content, the secondary decomposition of the nonaqueous electrolytic solution with excellent battery characteristics is suppressed by suppressing the reductive decomposition of the organic solvent. It can be a battery.

負極における負極合剤層中の組成としては、例えば、結着剤の使用を必要とする負極活物質を用いる場合には、負極活物質の含有量が90〜98質量%、結着剤の含有量が1〜5質量%であることが好ましい。また、導電助剤を用いる場合には、負極合剤層中の導電助剤の含有量が、例えば1〜5質量%であることが好ましい。   As the composition in the negative electrode mixture layer in the negative electrode, for example, when a negative electrode active material that requires the use of a binder is used, the content of the negative electrode active material is 90 to 98% by mass, and the binder is contained. The amount is preferably 1 to 5% by mass. Moreover, when using a conductive support agent, it is preferable that content of the conductive support agent in a negative mix layer is 1-5 mass%, for example.

負極合剤層の厚みは、集電体の片面当たり、50〜100μmであることが好ましく、また、負極集電体の厚みは、5〜15μmであることが好ましい。   The thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 50 to 100 μm per side of the current collector, and the thickness of the negative electrode current collector is preferably 5 to 15 μm.

本発明の非水電解液二次電池において、セパレータとしては、強度が十分で且つ電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、厚さが10〜50μmで開口率が30〜70%の、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, as the separator, it is preferable that the separator has sufficient strength and can hold a large amount of the electrolyte. From such a viewpoint, the thickness is 10 to 50 μm and the aperture ratio is 30 to 70. %, A microporous film or a nonwoven fabric containing polyethylene, polypropylene, or ethylene-propylene copolymer is preferable.

また、上記セパレータ以外に、融点が80〜140℃である熱可塑性樹脂を主成分とする微多孔膜からなるセパレータ層(I)と耐熱温度が150℃以上の無機粒子を主体として含む多孔質のセパレータ層(II)とを有する積層セパレータを用いることができる。   In addition to the separator, a separator layer (I) composed of a microporous film mainly composed of a thermoplastic resin having a melting point of 80 to 140 ° C. and a porous layer mainly comprising inorganic particles having a heat resistant temperature of 150 ° C. or more. A laminated separator having a separator layer (II) can be used.

前記積層セパレータは、セパレータ層(I)およびセパレータ層(II)の少なくとも一方に、板状粒子を含有していることが好ましい。   The laminated separator preferably contains plate-like particles in at least one of the separator layer (I) and the separator layer (II).

前記積層セパレータにおけるセパレータ層(I)は、主にシャットダウン機能を確保するためのものである。前記セパレータが組み込まれた電気化学素子の温度が、セパレータ層(I)の熱可塑性樹脂の融点以上に達したときには、熱可塑性樹脂が溶融してセパレータの空孔を塞ぎ、電気化学反応の進行を抑制するシャットダウンを生じる。   The separator layer (I) in the laminated separator is mainly for ensuring a shutdown function. When the temperature of the electrochemical element incorporating the separator reaches or exceeds the melting point of the thermoplastic resin of the separator layer (I), the thermoplastic resin melts to block the pores of the separator, and the electrochemical reaction proceeds. Causes a shutdown to be suppressed.

また、前記積層セパレータにおけるセパレータ層(II)は、セパレータ本来の機能、主に正極と負極との直接の接触による短絡を防止する機能を備えたものであり、耐熱温度が150℃以上の無機粒子によって、その機能を確保している。すなわち、セパレータ層(II)により、電気化学素子が通常使用される温度域では、セパレータを介して正極と負極とを押し付けて電極体を構成する場合などにおいて、正極活物質がセパレータを突き抜けて負極と接触することによる短絡の発生を防止することができる。また、電気化学素子が高温となった場合には、喩えセパレータ層(I)が収縮しても、収縮し難いセパレータ層(II)によって、セパレータが熱収縮した場合に発生し得る正負極の直接の接触による短絡を防止することもできる。なお、後記の多孔質基体を除き、本明細書でいう「耐熱温度が150℃以上」とは、少なくとも150℃において軟化などの変形が見られないことを意味している。   In addition, the separator layer (II) in the laminated separator has an original function of the separator, mainly a function of preventing a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode, and an inorganic particle having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher. The function is secured by. That is, in the temperature range where an electrochemical element is normally used by the separator layer (II), when the positive electrode and the negative electrode are pressed through the separator to form an electrode body, the positive electrode active material penetrates the separator and the negative electrode The occurrence of a short circuit due to contact with can be prevented. In addition, when the electrochemical device is at a high temperature, even if the separator layer (I) shrinks, the separator layer (II) which does not easily shrink can cause the positive and negative electrodes directly when the separator is thermally contracted. It is also possible to prevent short circuit due to contact. Except for the porous substrate described later, “heat-resistant temperature is 150 ° C. or higher” in this specification means that deformation such as softening is not observed at least at 150 ° C.

更に、前記積層セパレータでは、セパレータ層(I)およびセパレータ層(II)の少なくとも一方が板状粒子を含有することが好ましい。セパレータ層(I)、セパレータ層(II)の少なくとも一方が板状粒子を含有することで、セパレータにおける正極負極間の経路、すなわち所謂曲路率が大きくなる。そのため、前記積層セパレータを用いた非水電解質二次電池では、デンドライトが生成した場合でも、該デンドライトが負極から正極に到達し難くなり、デンドライトショートに対する信頼性を高めることができる。なお、セパレータ層(II)が板状粒子を含有する場合は、この板状粒子が「耐熱温度が150℃以上の無機粒子」を兼ねることができ、セパレータ層(II)に含まれる無機粒子の少なくとも一部を板状粒子で構成することができる。   Furthermore, in the laminated separator, it is preferable that at least one of the separator layer (I) and the separator layer (II) contains plate-like particles. When at least one of the separator layer (I) and the separator layer (II) contains plate-like particles, a path between the positive electrode and the negative electrode in the separator, that is, a so-called curvature is increased. Therefore, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using the laminated separator, even when dendrite is generated, the dendrite is difficult to reach from the negative electrode to the positive electrode, and the reliability against a dendrite short can be improved. When the separator layer (II) contains plate-like particles, the plate-like particles can also serve as “inorganic particles having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher”, and the inorganic particles contained in the separator layer (II) At least a part can be composed of plate-like particles.

本明細書でいうセパレータ層(I)における「熱可塑性樹脂を主成分とする」とは、セパレータ層(I)を構成する微多孔膜中の固形分比率で、熱可塑性樹脂が50体積%以上であることを意味している。また、本明細書でいうセパレータ層(II)における「耐熱温度が150℃以上の無機粒子を主体として含む」とは、層内の固形分比率(ただし、後記の多孔質基体を有する場合においては、多孔質基体を除いた固形分比率)で、耐熱温度が150℃以上の無機粒子が50体積%以上であることを意味している。   In the separator layer (I) in the present specification, “having a thermoplastic resin as a main component” means a solid content ratio in the microporous film constituting the separator layer (I), and the thermoplastic resin is 50% by volume or more. It means that. Further, in the separator layer (II) in this specification, “mainly containing inorganic particles having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher” means a solid content ratio in the layer (however, in the case of having a porous substrate described later) The solid content ratio excluding the porous substrate) means that the inorganic particles having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or more are 50% by volume or more.

セパレータ層(I)における熱可塑性樹脂は、融点が80〜140℃のものである。熱可塑性樹脂の融点は、例えば、JIS K 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解温度により求めることができる。   The thermoplastic resin in the separator layer (I) has a melting point of 80 to 140 ° C. The melting point of the thermoplastic resin can be determined by, for example, the melting temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with JIS K 7121.

前記熱可塑性樹脂としては、電気絶縁性を有しており、電気化学素子の有する電解液に対して安定であり、更に、電池の作動電圧範囲において酸化還元されにくい電気化学的に安定な材料が好ましい。具体的には、ポリエチレン(PE)、共重合ポリオレフィン、またはポリオレフィン誘導体(塩素化ポリエチレンなど)、ポリオレフィンワックス、石油ワックス、カルナバワックスなどが挙げられる。上記共重合ポリオレフィンとしては、エチレン−ビニルモノマー共重合体、より具体的には、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、あるいは、エチレン−メチルアクリレート共重合体やエチレン−エチルアクリレート共重合体などの、エチレン−アクリル酸共重合体が例示できる。上記共重合ポリオレフィンにおけるエチレン由来の構造単位は、85mol%以上であることが望ましい。また、ポリシクロオレフィンなどを用いることもできる。熱可塑性樹脂には、上記例示の樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を用いても構わない。   As the thermoplastic resin, there is an electrochemically stable material that has electrical insulation, is stable with respect to the electrolyte solution of the electrochemical element, and is not easily oxidized and reduced in the operating voltage range of the battery. preferable. Specific examples include polyethylene (PE), copolymerized polyolefin, or polyolefin derivative (such as chlorinated polyethylene), polyolefin wax, petroleum wax, carnauba wax, and the like. Examples of the copolymer polyolefin include an ethylene-vinyl monomer copolymer, more specifically, an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), an ethylene-methyl acrylate copolymer, and ethylene. Examples thereof include ethylene-acrylic acid copolymers such as ethyl acrylate copolymer. The ethylene-derived structural unit in the copolymerized polyolefin is desirably 85 mol% or more. Moreover, polycycloolefin etc. can also be used. As the thermoplastic resin, one of the above exemplified resins may be used alone, or two or more of them may be used.

前記熱可塑性樹脂としては、上記例示の材料の中でも、PE、ポリオレフィンワックス、またはエチレン由来の構造単位が85mol%以上のEVAが好適に用いられる。また、熱可塑性樹脂は、必要に応じて、樹脂に添加される公知の各種添加剤(例えば、酸化防止剤など)を含有していても構わない。   Among the materials exemplified above, PE, polyolefin wax, or EVA having a structural unit derived from ethylene of 85 mol% or more is preferably used as the thermoplastic resin. Further, the thermoplastic resin may contain various known additives (for example, antioxidants) added to the resin as necessary.

セパレータ層(I)は、上記のような樹脂を主成分とする微多孔膜で構成する。このような微多孔膜としては、例えば、従来公知のリチウム二次電池などの電気化学素子で使用されているポリオレフィン(PE、エチレン−プロピレン共重合体などの共重合ポリオレフィンなど)製の微多孔膜、すなわち、無機粒子などを混合したポリオレフィンを用いて形成したフィルムやシートに、一軸または二軸延伸を施して微細な空孔を形成したものなどを用いることができる。また、上記の熱可塑性樹脂と、他の樹脂を混合してフィルムやシートとし、その後、上記他の樹脂のみを溶解する溶媒中に、これらフィルムやシートを浸漬して、上記他の樹脂のみを溶解させて空孔を形成したものを、セパレータ層(I)として用いることもできる。   The separator layer (I) is composed of a microporous film containing the above resin as a main component. As such a microporous film, for example, a microporous film made of a polyolefin (such as a copolymer polyolefin such as PE or ethylene-propylene copolymer) used in an electrochemical element such as a conventionally known lithium secondary battery That is, it is possible to use a film or sheet formed using a polyolefin mixed with inorganic particles or the like and formed with fine pores by uniaxial or biaxial stretching. In addition, the above thermoplastic resin and other resin are mixed to form a film or sheet, and then the film or sheet is immersed in a solvent that dissolves only the other resin, so that only the other resin is mixed. What melt | dissolved and formed the void | hole can also be used as a separator layer (I).

積層セパレータにおける熱可塑性樹脂の含有量は、シャットダウンの効果をより得やすくするために、例えば、下記のようであることが好ましい。セパレータの全構成成分中における熱可塑性樹脂の体積は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましい。また、熱可塑性樹脂の体積が、セパレータ層(I)の全構成成分中、50体積%以上であることが好ましく、70体積%以上であることがより好ましく、80体積%以上であることがより好ましい。更に、後記の方法により求められるセパレータ層(II)の空孔率が10〜50%であり、且つ熱可塑性樹脂の体積が、セパレータ層(II)の空孔体積の50%以上であることが好ましい。   In order to make it easier to obtain the shutdown effect, the content of the thermoplastic resin in the laminated separator is preferably as follows, for example. The volume of the thermoplastic resin in all the constituent components of the separator is preferably 10% by volume or more, and more preferably 20% by volume or more. Further, the volume of the thermoplastic resin is preferably 50% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, and more preferably 80% by volume or more in all the constituent components of the separator layer (I). preferable. Furthermore, the porosity of the separator layer (II) obtained by the method described later is 10 to 50%, and the volume of the thermoplastic resin is 50% or more of the pore volume of the separator layer (II). preferable.

セパレータ層(II)における無機粒子は、耐熱性および電気絶縁性を有しており、電解液やセパレータ製造の際に使用する溶媒に対して安定であり、更に電池の作動電圧範囲において酸化還元されにくい電気化学的に安定なものであればよい。   The inorganic particles in the separator layer (II) have heat resistance and electrical insulation, are stable to the electrolyte and the solvent used in the production of the separator, and are oxidized and reduced within the operating voltage range of the battery. Any material that is difficult and electrochemically stable may be used.

無機粒子の構成材料の具体例としては、例えば、酸化鉄、SiO、Al、TiO、BaTiO、ZrOなどの無機酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機窒化物;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウムなどの難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶;モンモリロナイトなどの粘土;などが挙げられる。ここで、上記無機酸化物は、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、マイカなどの鉱物資源由来物質またはこれらの人造物などであってもよい。また、金属、SnO、スズ−インジウム酸化物(ITO)などの導電性酸化物、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素質材料などで例示される導電性材料の表面を、電気絶縁性を有する材料(例えば、上記の無機酸化物など)で被覆することにより電気絶縁性を持たせた粒子であってもよい。上記の無機酸化物の中でも、Al、SiOおよびベーマイトが特に好ましく用いられる。 Specific examples of the constituent material of the inorganic particles include inorganic oxides such as iron oxide, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , and ZrO 2 ; inorganic nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; Insoluble ion crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, and barium sulfate; Covalent crystals such as silicon and diamond; clays such as montmorillonite; Here, the inorganic oxide may be a mineral resource-derived substance such as boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, mica, or an artificial product thereof. In addition, the surface of a conductive material exemplified by metal, SnO 2 , conductive oxide such as tin-indium oxide (ITO), carbonaceous material such as carbon black, graphite, etc., is a material having electrical insulation ( For example, the particle | grains which gave electrical insulation property by coat | covering with said inorganic oxide etc. may be sufficient. Among the above inorganic oxides, Al 2 O 3 , SiO 2 and boehmite are particularly preferably used.

無機粒子の形状としては、例えば、球状に近い形状であってもよく、板状であってもよいが、短絡防止の点からは、板状の粒子であることが好ましい。板状粒子の代表的なものとしては、板状のAlや板状のベーマイトなどが挙げられる。 The shape of the inorganic particles may be, for example, a shape close to a sphere or a plate shape, but is preferably a plate-like particle from the viewpoint of preventing a short circuit. Typical examples of the plate-like particles include plate-like Al 2 O 3 and plate-like boehmite.

無機粒子は、分散などの点から微粒子であることが好ましく、粒径として平均粒径で、例えば、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.1μm以上であって、好ましくは15μm以下、より好ましくは5μm以下である。なお、本明細書でいう微粒子[無機粒子、後記の板状粒子、後記の熱可塑性樹脂]の平均粒径は、例えば、レーザー散乱粒度分布計(例えば、HORIBA社製「LA−920」)を用い、無機粒子の場合には、これらを溶解しない媒体に、熱可塑性樹脂の場合には、これらの樹脂を膨潤させない媒体(例えば水)に、これら微粒子を分散させて測定した数平均粒子径として規定することができる。   The inorganic particles are preferably fine particles from the viewpoint of dispersion and the like, and the average particle size is, for example, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, and preferably 15 μm or less. Preferably it is 5 micrometers or less. The average particle size of the fine particles [inorganic particles, plate-like particles described later, thermoplastic resin described later] used in the present specification is, for example, a laser scattering particle size distribution meter (for example, “LA-920” manufactured by HORIBA). In the case of inorganic particles, the number average particle diameter measured by dispersing these fine particles in a medium that does not dissolve them in the case of thermoplastic resins, and in the case of thermoplastic resins in a medium that does not swell these resins (for example, water) Can be prescribed.

無機粒子の含有量は、内部短絡防止の効果を向上させるためには、セパレータの全構成成分中、20体積%以上とするのが好ましく、50体積%以上とするのがより好ましい。また、セパレータにおける樹脂の含有量を確保してシャットダウン特性を維持するためには、セパレータの全構成成分中における無機粒子の含有量は、80体積%以下に抑制することが好ましい。   In order to improve the effect of preventing internal short circuit, the content of the inorganic particles is preferably 20% by volume or more and more preferably 50% by volume or more in all the constituent components of the separator. Moreover, in order to ensure the content of the resin in the separator and maintain the shutdown characteristics, the content of the inorganic particles in all the constituent components of the separator is preferably suppressed to 80% by volume or less.

なお、無機粒子を主体として含むセパレータ層(II)には、後記の繊維状物や上記の樹脂、その他の添加粒子などを含有させることもできるが、上記の通り、セパレータ層(II)は主に正負極の短絡を防止するセパレータとしての本来の機能を確保するためのものであり、セパレータ層(II)中の無機粒子の含有量が少ないと、この機能を確保するのが困難になる。そのため、セパレータ層(II)中における無機粒子の含有量は、全固形分量(後記の多孔質基体を用いる場合には、多孔質基体を除いた全固形分量)中、50体積%以上であることが好ましく、70体積%以上であることがより好ましく、80体積%以上であることが更に好ましい。   The separator layer (II) mainly containing inorganic particles can contain the following fibrous material, the above resin, and other additive particles. As described above, the separator layer (II) is mainly used. In addition, it is intended to ensure the original function as a separator for preventing a short circuit between the positive and negative electrodes. If the content of inorganic particles in the separator layer (II) is small, it is difficult to ensure this function. Therefore, the content of inorganic particles in the separator layer (II) is 50% by volume or more in the total solid content (when using the porous substrate described later, the total solid content excluding the porous substrate). Is more preferable, 70% by volume or more is more preferable, and 80% by volume or more is further preferable.

前記セパレータでは、セパレータ層(I)およびセパレータ層(II)の少なくとも一方に板状粒子を含有させるのが望ましい。なお、セパレータ層(II)が板状粒子を含有する場合には、上記の通り、板状粒子が前記無機粒子を兼ねることができる。   In the separator, it is preferable that at least one of the separator layer (I) and the separator layer (II) contains plate-like particles. When the separator layer (II) contains plate-like particles, the plate-like particles can also serve as the inorganic particles as described above.

セパレータ層(I)に板状粒子を含有させる方法としては、以下の方法が例示される。例えば、セパレータ層(I)として、無機粒子などを混合したポリオレフィンを用いて形成したフィルムやシートに、一軸または二軸延伸を施して微細な空孔を形成する工程を経て作製される微多孔膜を使用する場合には、空孔形成用の上記無機粒子として、板状粒子を使用する方法が挙げられる。また、上記の熱可塑性樹脂と、他の樹脂を混合してフィルムやシートとし、その後、上記他の樹脂のみを溶解する溶媒中に、これらフィルムやシートを浸漬して、上記他の樹脂のみを溶解させて空孔を形成する工程を経て作製される微多孔膜を使用する場合には、熱可塑性樹脂と他の樹脂との混合物に更に板状粒子を混合して、微多孔膜の作製に用いる方法が挙げられる。   Examples of the method for incorporating the plate-like particles into the separator layer (I) include the following methods. For example, as a separator layer (I), a microporous film produced through a process of forming fine pores by uniaxially or biaxially stretching a film or sheet formed using polyolefin mixed with inorganic particles or the like In the case of using, a method of using plate-like particles is mentioned as the inorganic particles for pore formation. In addition, the above thermoplastic resin and other resin are mixed to form a film or sheet, and then the film or sheet is immersed in a solvent that dissolves only the other resin, so that only the other resin is mixed. In the case of using a microporous membrane prepared through a step of dissolving and forming pores, a plate-like particle is further mixed with a mixture of a thermoplastic resin and another resin to produce a microporous membrane. The method to use is mentioned.

板状粒子の形態としては、アスペクト比が、5以上、より好ましくは10以上であって、100以下、より好ましくは50以下であることが望ましい。また、粒子の平板面の長軸方向長さと短軸方向長さの比(長軸方向長さ/短軸方向長さ)の平均値は、3以下、より好ましくは2以下で、1に近い値であることが望ましい。   As the form of the plate-like particles, it is desirable that the aspect ratio is 5 or more, more preferably 10 or more, and 100 or less, more preferably 50 or less. Further, the average value of the ratio of the length in the major axis direction to the length in the minor axis direction (length in the major axis direction / length in the minor axis direction) of the flat plate surface of the grain is 3 or less, more preferably 2 or less and close to 1. It is desirable to be a value.

なお、板状粒子における上記の平板面の長軸方向長さと短軸方向長さの比の平均値は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影した画像を画像解析することにより求めることができる。更に板状粒子における上記のアスペクト比も、SEMにより撮影した画像を、画像解析することにより求めることができる。   In addition, the average value of the ratio of the length in the major axis direction to the length in the minor axis direction of the flat plate surface in the plate-like particles can be obtained, for example, by image analysis of an image taken with a scanning electron microscope (SEM). it can. Further, the above aspect ratio of the plate-like particles can also be obtained by image analysis of an image taken by SEM.

また、板状粒子の平均粒径としては、セパレータの厚みより小さければよく、一方、セパレータの厚みの1/100以上とするのが好ましい。より具体的には、上述の測定法で測定される数平均粒子径で、例えば、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.1μm以上であって、好ましくは15μm以下、より好ましくは5μm以下である。   Further, the average particle size of the plate-like particles may be smaller than the thickness of the separator, and is preferably 1/100 or more of the thickness of the separator. More specifically, the number average particle diameter measured by the above-described measurement method is, for example, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, preferably 15 μm or less, more preferably 5 μm or less. It is.

セパレータ中での板状粒子の存在形態は、平板面がセパレータの面に対して略平行であることが好ましく、より具体的には、セパレータの表面近傍における板状粒子について、その平板面とセパレータ面との平均角度が30°以下であることが好ましい[最も好ましくは、当該平均角度が0°、すなわち、セパレータの表面近傍における板状の平板面が、セパレータの面に対して平行である]。ここでいう「表面近傍」とは、セパレータの表面から全体厚みに対しておよそ10%の範囲を指す。板状粒子の存在形態が上記のような場合には、電極表面に析出するリチウムデンドライトや電極表面の活物質の突起により内部短絡が生じるのをより効果的に防ぐことができる。   The presence form of the plate-like particles in the separator is preferably such that the flat plate surface is substantially parallel to the surface of the separator. More specifically, for the plate-like particles near the surface of the separator, the flat plate surface and the separator The average angle with the surface is preferably 30 ° or less [most preferably, the average angle is 0 °, that is, the plate-like flat plate surface near the surface of the separator is parallel to the surface of the separator] . Here, “near the surface” refers to a range of about 10% from the surface of the separator to the entire thickness. When the presence state of the plate-like particles is as described above, it is possible to more effectively prevent an internal short circuit from occurring due to the lithium dendrite deposited on the electrode surface or the projection of the active material on the electrode surface.

板状粒子としては、板状の無機粒子の具体例として上で例示した無機微粒子(代表的には、板状のAlや板状のベーマイトなど)の他に、耐熱温度が150℃以上の樹脂材料などを用いることもできる。板状粒子の構成材料は、2種以上を併用することもできる。 As the plate-like particles, in addition to the inorganic fine particles (typically plate-like Al 2 O 3 and plate-like boehmite) exemplified above as specific examples of the plate-like inorganic particles, the heat resistant temperature is 150 ° C. The above resin materials can also be used. Two or more kinds of the constituent materials of the plate-like particles can be used in combination.

なお、セパレータ層(I)およびセパレータ層(II)の少なくとも一方に板状粒子を含有させることによる効果をより有効に発揮させるためには、板状粒子の含有量は、セパレータの全構成成分の全体積中(ただし、後記の多孔質基体を用いる場合には、多孔質基体を除いた全構成成分の全体積中)、25%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。   In addition, in order to exhibit the effect by including a plate-like particle in at least one of the separator layer (I) and the separator layer (II) more effectively, the content of the plate-like particle is the total component of the separator. It is preferably 25% or more, more preferably 40% or more, in the total volume (however, when a porous substrate described later is used, in the total volume of all components excluding the porous substrate). 70% or more is more preferable.

なお、板状粒子は、セパレータ層(II)に含有させることがより好ましく、セパレータ層(II)において、無機粒子を板状粒子とすることが更に好ましい。   The plate-like particles are more preferably contained in the separator layer (II), and in the separator layer (II), the inorganic particles are more preferably plate-like particles.

セパレータ層(II)には、セパレータの、形状安定性の確保などのために有機バインダを含有させることが好ましい。有機バインダとしては、EVA(酢酸ビニル由来の構造単位が20〜35mol%のもの)、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのエチレン−アクリル酸共重合体、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルピロリドン(PVP)、架橋アクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられるが、特に、150℃以上の耐熱温度を有する耐熱性のバインダが好ましく用いられる。有機バインダは、上記例示のものを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。セパレータ層(II)における有機バインダの含有量は、セパレータの形状安定性を良好にするために、重量比で、無機粒子100に対して1以上とするのがよい。   The separator layer (II) preferably contains an organic binder for ensuring the shape stability of the separator. As the organic binder, EVA (with a structural unit derived from vinyl acetate of 20 to 35 mol%), ethylene-acrylic acid copolymer such as ethylene-ethyl acrylate copolymer, fluorine-based rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), Examples include carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), cross-linked acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, etc. A heat-resistant binder having a heat-resistant temperature is preferably used. As the organic binder, those exemplified above may be used alone or in combination of two or more. The content of the organic binder in the separator layer (II) is preferably 1 or more with respect to the inorganic particles 100 in terms of weight ratio in order to improve the shape stability of the separator.

上記例示の有機バインダの中でも、EVA、エチレン−アクリル酸共重合体、フッ素系ゴム、SBRなどの柔軟性の高いバインダが好ましい。このような柔軟性の高い有機バインダの具体例としては、三井デュポンポリケミカル社の「エバフレックスシリーズ(EVA)」、日本ユニカー社のEVA、三井デュポンポリケミカル社の「エバフレックス−EEAシリーズ(エチレン−アクリル酸共重合体)」、日本ユニカー社のEEA、ダイキン工業社の「ダイエルラテックスシリーズ(フッ素ゴム)」、JSR社の「TRD−2001(SBR)」、日本ゼオン社の「EM−400B(SBR)」などがある。   Among the organic binders exemplified above, highly flexible binders such as EVA, ethylene-acrylic acid copolymer, fluorine rubber, and SBR are preferable. Specific examples of such highly flexible organic binders include Mitsui DuPont Polychemical's “Evaflex Series (EVA)”, Nihon Unicar's EVA, Mitsui DuPont Polychemical's “Evaflex-EAA Series (Ethylene). -Acrylic acid copolymer) ", Nippon Unicar's EEA, Daikin Industries'" Daiel Latex Series (Fluororubber) ", JSR's" TRD-2001 (SBR) ", Nippon Zeon's" EM-400B " (SBR) ".

なお、上記の有機バインダを使用する場合には、後記するセパレータ層(II)形成用の組成物の溶媒に溶解させるか、または分散させたエマルジョンの形態で用いればよい。   In addition, when using said organic binder, what is necessary is just to use it with the form of the emulsion dissolved or disperse | distributed to the solvent of the composition for separator layer (II) formation mentioned later.

また、セパレータの形状安定性や柔軟性を確保するために、セパレータ層(II)において、繊維状物などを無機粒子と混在させてもよい。繊維状物としては、耐熱温度が150℃以上であって、電気絶縁性を有しており、電気化学的に安定で、更に下記に詳述する電解液や、セパレータ製造の際に使用する溶媒に安定であれば、特に材質に制限はない。なお、本明細書でいう「繊維状物」とは、アスペクト比[長尺方向の長さ/長尺方向に直交する方向の幅(直径)]が4以上のものを意味しており、アスペクト比は10以上であることが好ましい。   Further, in order to ensure the shape stability and flexibility of the separator, a fibrous material or the like may be mixed with inorganic particles in the separator layer (II). The fibrous material has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher, has an electrical insulation property, is electrochemically stable, and further uses an electrolyte solution described in detail below and a solvent used in manufacturing a separator. If it is stable, the material is not particularly limited. The “fibrous material” in the present specification means an aspect ratio [length in the longitudinal direction / width in the direction perpendicular to the longitudinal direction (diameter)] of 4 or more. The ratio is preferably 10 or more.

繊維状物の具体的な構成材料としては、例えば、セルロースおよびその変成体[カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)など]、ポリオレフィン[ポリプロピレン(PP)、プロピレンの共重合体など]、ポリエステル[ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)など]、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの樹脂;ガラス、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの無機酸化物;などを挙げることができ、これらの構成材料を2種以上併用して繊維状物を構成してもよい。また、繊維状物は、必要に応じて、公知の各種添加剤(例えば、樹脂である場合には酸化防止剤など)を含有していても構わない。   Specific examples of the constituent material of the fibrous material include, for example, cellulose and modified products thereof [carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylcellulose (HPC), etc.], polyolefin [polypropylene (PP), propylene copolymer, etc.], Polyesters [polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), etc.], polyacrylonitrile (PAN), polyaramid, polyamideimide, polyimide and other resins; glass, alumina, zirconia, silica and other inorganic materials An oxide; etc. can be mentioned, and two or more of these constituent materials may be used in combination to form a fibrous material. The fibrous material may contain various known additives (for example, an antioxidant in the case of a resin) as necessary.

また、前記積層セパレータは、独立膜として用いた場合に取り扱い性を向上するために、セパレータ層(II)において多孔質基体を用いることができる。多孔質基体は、上記の繊維状物が織布、不織布(紙を含む)などのシート状物を形成してなる耐熱温度が150℃以上のものであり、市販の不織布などを基体として用いることができる。この態様のセパレータでは、多孔質基体の空隙内に無機粒子を含有させることが好ましいが、多孔質基体と無機粒子を結着させるために、上記の有機バインダを用いることもできる。   Moreover, in order to improve the handleability when the laminated separator is used as an independent film, a porous substrate can be used in the separator layer (II). The porous substrate has a heat resistant temperature of 150 ° C. or more formed by forming a sheet-like material such as a woven fabric or a nonwoven fabric (including paper), and a commercially available nonwoven fabric or the like is used as the substrate. Can do. In the separator of this aspect, it is preferable to contain inorganic particles in the voids of the porous substrate, but the above organic binder can also be used to bind the porous substrate and the inorganic particles.

なお、多孔質基体の「耐熱性」は、軟化などによる実質的な寸法変化が生じないことを意味し、対象物の長さの変化、すなわち、多孔質基体においては、室温での長さに対する収縮の割合(収縮率)が5%以下を維持することのできる上限温度(耐熱温度)がシャットダウン温度よりも十分に高いか否かで耐熱性を評価する。シャットダウン後の電気化学素子の安全性を高めるために、多孔質基体は、シャットダウン温度よりも20℃以上高い耐熱温度を有することが望ましく、より具体的には、多孔質基体の耐熱温度は、150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがより好ましい。   The “heat resistance” of the porous substrate means that a substantial dimensional change due to softening or the like does not occur, and the change in the length of the object, that is, the porous substrate with respect to the length at room temperature. The heat resistance is evaluated based on whether or not the upper limit temperature (heat resistance temperature) at which the shrinkage ratio (shrinkage ratio) can be maintained at 5% or less is sufficiently higher than the shutdown temperature. In order to increase the safety of the electrochemical device after shutdown, the porous substrate preferably has a heat resistant temperature that is 20 ° C. or more higher than the shutdown temperature. More specifically, the heat resistant temperature of the porous substrate is 150 ° C. It is preferable that the temperature is higher than or equal to ° C, and more preferably higher than or equal to 180 ° C.

なお、多孔質基体を用いてセパレータ層(II)を構成する場合には、無機粒子(板状粒子を含む)や、セパレータ層(II)に熱可塑性樹脂の微粒子の微粒子を使用する際には、無機粒子やこれらの微粒子の全部または一部が、多孔質基体の空隙内に存在する形態とすることが好ましい。このような形態とすることで、無機粒子などの作用をより有効に発揮させることができる。   When the separator layer (II) is formed using a porous substrate, inorganic particles (including plate-like particles) or when using fine particles of thermoplastic resin fine particles in the separator layer (II) In addition, it is preferable that all or part of the inorganic particles and these fine particles exist in the voids of the porous substrate. By setting it as such a form, the effect | action of an inorganic particle etc. can be exhibited more effectively.

繊維状物(多孔質基体を構成する繊維状物、その他の繊維状物を含む)の直径は、セパレータ層(II)の厚み以下であればよいが、例えば、0.01〜5μmであることが好ましい。径が大きすぎると、繊維状物同士の絡み合いが不足するため、例えばシート状物を形成して多孔質基体を構成する場合に、その強度が小さくなって取り扱いが困難となることがある。また、径が小さすぎると、セパレータの空隙が小さくなりすぎて、イオン透過性が低下する傾向にあり、電気化学素子の負荷特性を低下させてしまうことがある。   The diameter of the fibrous material (including the fibrous material constituting the porous substrate and other fibrous materials) may be equal to or less than the thickness of the separator layer (II), and is, for example, 0.01 to 5 μm. Is preferred. If the diameter is too large, the entanglement between the fibrous materials is insufficient. For example, when a porous substrate is formed by forming a sheet-like material, the strength may be reduced and handling may be difficult. On the other hand, if the diameter is too small, the gap of the separator becomes too small, and the ion permeability tends to be lowered, and the load characteristics of the electrochemical device may be lowered.

前記セパレータにおける繊維状物の含有量は、全構成成分中、例えば、10体積%以上、より好ましくは20体積%以上であって、90体積%以下、より好ましくは80体積%以下であることが望ましい。セパレータ中での繊維状物の存在状態は、例えば、長軸(長尺方向の軸)の、セパレータ面に対する角度が平均で30°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。   The content of the fibrous material in the separator is, for example, 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, and 90% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, in all the constituent components. desirable. The state of the presence of the fibrous material in the separator is, for example, that the angle of the long axis (long axis) with respect to the separator surface is preferably 30 ° or less on average, and more preferably 20 ° or less. .

また、繊維状物を多孔質基体として用いる場合には、多孔質基体の占める割合が、セパレータの全構成成分中、10体積%以上90体積%以下となるように、他の成分の含有量を調整するのが望ましい。   When the fibrous material is used as the porous substrate, the content of other components is adjusted so that the proportion of the porous substrate is 10% by volume or more and 90% by volume or less in all the constituent components of the separator. It is desirable to adjust.

また、セパレータ層(II)には、上記の熱可塑性樹脂を含有させてもよい。セパレータ層(II)に含有させる樹脂の形態については特に制限はなく、微粒子状の他、例えば、セパレータ層(II)においては、多孔質基体を構成する繊維状物を芯材として、その表面に熱可塑性樹脂を付着させたり、またはその表面を熱可塑性樹脂で被覆させたりして、セパレータ層(II)に含有させてもよい。また、セパレータ層(II)における上記の「耐熱温度が150℃以上の無機粒子」などをコアとし、熱可塑性樹脂をシェルとするコアシェル構造の形態で、セパレータ層(II)に含有させてもよい。熱可塑性樹脂としては、微粒子状のものを用いることが好ましい。   The separator layer (II) may contain the above thermoplastic resin. The form of the resin to be contained in the separator layer (II) is not particularly limited. In addition to fine particles, for example, in the separator layer (II), the fibrous material constituting the porous substrate is used as a core material on the surface. A separator may be contained in the separator layer (II) by attaching a thermoplastic resin or coating the surface thereof with a thermoplastic resin. Further, the separator layer (II) may be contained in the separator layer (II) in the form of a core-shell structure in which the above-mentioned “inorganic particles having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher” in the separator layer (II) or the like is used as the core. . As the thermoplastic resin, it is preferable to use fine particles.

微粒子状の熱可塑性樹脂の場合には、乾燥時におけるこれらの粒径がセパレータの厚みより小さければ良いが、セパレータの厚みの1/100〜1/3の平均粒径を有することが好ましい。具体的には、熱可塑性樹脂の平均粒径が0.1〜20μmであることが好ましい。熱可塑性樹脂の粒径が小さすぎる場合は、粒子同士の隙間が小さくなり、イオンの伝導パスが長くなって電池特性が低下することがある。また、粒径が大きすぎると、セパレータ層(I)やセパレータ層(II)の厚みが大きくなり、電池のエネルギー密度の低下を招くために好ましくない。   In the case of a particulate thermoplastic resin, it is sufficient that these particle sizes at the time of drying are smaller than the thickness of the separator, but preferably have an average particle size of 1/100 to 1/3 of the thickness of the separator. Specifically, the average particle size of the thermoplastic resin is preferably 0.1 to 20 μm. When the particle size of the thermoplastic resin is too small, the gap between the particles becomes small, the ion conduction path becomes long, and the battery characteristics may deteriorate. On the other hand, if the particle size is too large, the thickness of the separator layer (I) or the separator layer (II) is increased, which is not preferable because the energy density of the battery is reduced.

電気化学素子における短絡防止効果をより高め、セパレータの強度を確保して取り扱い性を良好にする観点から、セパレータの厚みは、3μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。他方、電気化学素子のエネルギー密度をより高める観点からは、セパレータの厚みは、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。   From the viewpoint of further improving the short-circuit preventing effect in the electrochemical device, ensuring the strength of the separator and improving the handleability, the thickness of the separator is preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of further increasing the energy density of the electrochemical element, the thickness of the separator is preferably 30 μm or less, and more preferably 20 μm or less.

また、セパレータ層(I)の厚みは、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であって、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。そして、セパレータ層(II)の厚みは、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上であって、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下である。   The thickness of the separator layer (I) is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. And the thickness of separator layer (II) becomes like this. Preferably it is 1 micrometer or more, More preferably, it is 2 micrometers or more, Preferably it is 20 micrometers or less, More preferably, it is 10 micrometers or less.

また、積層セパレータの空孔率としては、電解液の保液量を確保してイオン透過性を良好にするために、乾燥した状態で、15%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。一方、セパレータ強度の確保と内部短絡の防止の観点から、セパレータの空孔率は、乾燥した状態で、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。なお、セパレータの空孔率:P(%)は、セパレータの厚み、面積あたりの質量、構成成分の密度から、下記式を用いて各成分iについての総和を求めることにより計算できる。
P=100−(Σa/ρ)×(m/t)
[ここで、上記式中、a:質量%で表した成分iの比率、ρ:成分iの密度(g/cm)、m:セパレータの単位面積あたりの質量(g/cm)、t:セパレータの厚み(cm)である。]
Further, the porosity of the laminated separator is preferably 15% or more, and preferably 20% or more in a dried state in order to ensure the amount of electrolyte retained and to improve ion permeability. It is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of ensuring the strength of the separator and preventing internal short circuit, the porosity of the separator is preferably 70% or less, more preferably 60% or less, in a dry state. The porosity of the separator: P (%) can be calculated by calculating the sum of each component i from the thickness of the separator, the mass per area, and the density of the constituent components using the following formula.
P = 100− (Σa i / ρ i ) × (m / t)
[Wherein, in the above formula, a i : ratio of component i expressed by mass%, ρ i : density of component i (g / cm 3 ), m: mass per unit area of separator (g / cm 2 ) , T is the thickness (cm) of the separator. ]

また、上記の式において、mをセパレータ層(II)の単位面積あたりの質量(g/cm)とし、tをセパレータ層(II)の厚み(cm)とすることで、上記式を用いてセパレータ層(II)の空孔率:P(%)を求めることもできる。この方法により求められるセパレータ層(II)の空孔率は、上記の通り、10〜50%であることが好ましい。 In the above formula, m is the mass per unit area (g / cm 2 ) of the separator layer (II), and t is the thickness (cm) of the separator layer (II). The porosity of the separator layer (II): P (%) can also be determined. As described above, the porosity of the separator layer (II) obtained by this method is preferably 10 to 50%.

また、前記積層セパレータは、JIS P 8117に準拠した方法で行われ、0.879g/mmの圧力下で100mlの空気が膜を透過する秒数で示されるガーレー値が、10〜300secであることが望ましい。透気度が大きすぎると、イオン透過性が小さくなり、他方、小さすぎると、セパレータの強度が小さくなることがある。さらに、セパレータの強度としては、直径1mmのニードルを用いた突き刺し強度で50g以上であることが望ましい。かかる突き刺し強度が小さすぎると、リチウムのデンドライト結晶が発生した場合に、セパレータの突き破れによる短絡が発生する場合がある。 The laminated separator is formed by a method in accordance with JIS P 8117, and the Gurley value indicated by the number of seconds that 100 ml of air passes through the membrane under a pressure of 0.879 g / mm 2 is 10 to 300 sec. It is desirable. If the air permeability is too high, the ion permeability is reduced, whereas if it is too low, the strength of the separator may be reduced. Further, the strength of the separator is desirably 50 g or more in terms of piercing strength using a needle having a diameter of 1 mm. If the piercing strength is too small, a short circuit may occur due to the piercing of the separator when lithium dendrite crystals are generated.

前記セパレータのシャットダウン特性は、例えば、電気化学素子の内部抵抗の温度変化により求めることができる。具体的には、電気化学素子を恒温槽中に設置し、温度を室温から毎分1℃の割合で上昇させ、電気化学素子の内部抵抗が上昇する温度を求めることで測定することが可能である。この場合、150℃における電気化学素子の内部抵抗は、室温の5倍以上であることが好ましく、10倍以上であることが更に好ましい。   The shutdown characteristic of the separator can be determined, for example, by the temperature change of the internal resistance of the electrochemical element. Specifically, it can be measured by placing the electrochemical element in a thermostat, increasing the temperature from room temperature at a rate of 1 ° C. per minute, and determining the temperature at which the internal resistance of the electrochemical element increases. is there. In this case, the internal resistance of the electrochemical element at 150 ° C. is preferably 5 times or more of room temperature, and more preferably 10 times or more.

前記積層セパレータでは、上記の各構成を採用することによって、少なくともセパレータ層(II)の150℃での熱収縮率を1%以下とすることができる。すなわち、電気化学素子内部が150℃程度になっても、セパレータ層(II)の収縮が殆ど生じないため、正負極の接触による短絡を防止することができ、高温での電気化学素子の安全性を高めることができる。また、例えば、セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とが一体化した態様のセパレータの場合には、セパレータ層(II)の存在によって、セパレータ全体の150℃での熱収縮率を1%以下とすることもできる。なお、セパレータまたはセパレータ層(II)における「150℃の熱収縮率」とは、セパレータまたはセパレータ層(II)を恒温槽に入れ、温度を150℃まで上昇させて30分放置した後に取り出して、恒温槽に入れる前のセパレータまたはセパレータ層(II)の寸法と比較することで求められる寸法の減少割合を百分率で表したものである。   In the laminated separator, at least the separator layer (II) can have a heat shrinkage rate at 150 ° C. of 1% or less by adopting the above-described configurations. That is, even when the inside of the electrochemical element reaches about 150 ° C., the separator layer (II) hardly contracts, so that a short circuit due to contact between the positive and negative electrodes can be prevented, and the safety of the electrochemical element at high temperature Can be increased. Further, for example, in the case of a separator in which the separator layer (I) and the separator layer (II) are integrated, the presence of the separator layer (II) reduces the thermal contraction rate at 150 ° C. of the entire separator to 1%. It can also be as follows. The “150 ° C. heat shrinkage” in the separator or separator layer (II) means that the separator or separator layer (II) is placed in a thermostatic bath, the temperature is raised to 150 ° C. and left for 30 minutes, and then taken out. The percentage of reduction in size obtained by comparing with the size of the separator or separator layer (II) before entering the thermostatic bath is expressed as a percentage.

前記積層セパレータの製造方法としては、例えば、下記の(a)または(b)の方法を採用できる。製造方法(a)は、多孔質基体に、無機粒子を含有するセパレータ層(II)形成用組成物(スラリーなどの液状組成物など)を塗布した後、所定の温度で乾燥し、その後他方の組成物を塗布してから所定の温度で乾燥してセパレータ層(II)を形成し、これを、セパレータ層(I)とするための熱可塑性樹脂を主成分とする微多孔膜と重ね合わせて1つのセパレータとする方法である。この場合、セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とは一体化されていてもよいし、それぞれ独立した構成であって、非水電解質二次電池の組み立てにより、非水電解質二次電池内で重ね合わされた状態で一体のセパレータとして機能するものであってもよい。   As a method for producing the laminated separator, for example, the following method (a) or (b) can be adopted. In the production method (a), a separator layer (II) forming composition containing inorganic particles (such as a liquid composition such as a slurry) is applied to a porous substrate, and then dried at a predetermined temperature. The composition is applied and then dried at a predetermined temperature to form a separator layer (II), which is superposed on a microporous film mainly composed of a thermoplastic resin for forming the separator layer (I). In this method, one separator is used. In this case, the separator layer (I) and the separator layer (II) may be integrated with each other, and each of the separator layers (I) and the separator layer (II) may be integrated into the nonaqueous electrolyte secondary battery by assembling the nonaqueous electrolyte secondary battery. It may function as an integrated separator in a state of being overlapped with each other.

セパレータ層(I)とセパレータ層(II)を一体化するには、例えば、セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とを重ね合わせ、ロールプレスなどにより両者を貼り合わせる方法などが挙げられる。   In order to integrate the separator layer (I) and the separator layer (II), for example, a method in which the separator layer (I) and the separator layer (II) are superposed and bonded together by a roll press or the like can be mentioned.

上記の場合の多孔質基体としては、具体的には、上記例示の各材料を構成成分に含む繊維状物の少なくとも1種で構成される織布や、これら繊維状物同士が絡み合った構造を有する不織布などの多孔質シートなどが挙げられる。より具体的には、紙、PP不織布、ポリエステル不織布(PET不織布、PEN不織布、PBT不織布など)、PAN不織布などの不織布が例示できる。   As the porous substrate in the above case, specifically, a woven fabric composed of at least one kind of fibrous material containing each of the above exemplified materials as a constituent component, or a structure in which these fibrous materials are entangled with each other. Examples thereof include porous sheets such as non-woven fabrics. More specifically, non-woven fabrics such as paper, PP non-woven fabric, polyester non-woven fabric (PET non-woven fabric, PEN non-woven fabric, PBT non-woven fabric, etc.) and PAN non-woven fabric can be exemplified.

セパレータ層(II)形成用組成物は、無機粒子(板状粒子とすることもできる)の他、必要に応じて熱可塑性樹脂、有機バインダなどを含有し、これらを溶媒(分散媒を含む。以下同じ。)に分散させたものである。なお、有機バインダについては溶媒に溶解させることもできる。セパレータ層(II)形成用組成物に用いられる溶媒は、熱可塑性樹脂や、無機粒子などを均一に分散でき、また、有機バインダを均一に溶解または分散できるものであればよいが、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、テトラヒドロフランなどのフラン類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類など、一般に有機溶媒が好適に用いられる。なお、これらの溶媒に、界面張力を制御する目的で、アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコールなど)、または、モノメチルアセテートなどの各種プロピレンオキサイド系グリコールエーテルなどを適宜添加してもよい。また、有機バインダが水溶性である場合、エマルジョンとして使用する場合などでは、水を溶媒としてもよく、この際にもアルコール類(メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)を適宜加えて界面張力を制御することもできる。   Separator layer (II) formation composition contains a thermoplastic resin, an organic binder, etc. as needed other than inorganic particles (it can also be considered as plate-like particles), and these contain a solvent (dispersion medium). The same shall apply hereinafter). The organic binder can be dissolved in a solvent. The solvent used in the composition for forming the separator layer (II) may be any one that can uniformly disperse the thermoplastic resin, inorganic particles, and the like, and can uniformly dissolve or disperse the organic binder. In general, organic solvents such as aromatic hydrocarbons such as tetrahydrofuran, furans such as tetrahydrofuran, and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are preferably used. In addition, for the purpose of controlling the interfacial tension, alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.) or various propylene oxide glycol ethers such as monomethyl acetate may be appropriately added to these solvents. In addition, when the organic binder is water-soluble or used as an emulsion, water may be used as a solvent. In this case, alcohols (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.) are appropriately added. It is also possible to control the interfacial tension.

セパレータ層(II)形成用組成物は、無機粒子、熱可塑性樹脂、および有機バインダを含む固形分含量を、例えば10〜80質量%とすることが好ましい。   The composition for forming the separator layer (II) preferably has a solid content including inorganic particles, a thermoplastic resin, and an organic binder of, for example, 10 to 80% by mass.

上記多孔質基体の空孔の開口径が比較的大きい場合、例えば、5μm以上の場合には、これが電気化学素子の短絡の要因となりやすい。よって、この場合には、無機粒子や板状粒子、熱可塑性樹脂などの全部または一部が、多孔質基体の空隙内に存在する構造とすることが好ましい。多孔質基体の空隙内に無機粒子や板状粒子、熱可塑性樹脂などを存在させるには、例えば、これらを含有するセパレータ層(II)形成用組成物を多孔質基体に塗布した後に一定のギャップを通し、余分の組成物を除去した後、乾燥するなどの工程を用いればよい。   When the pore diameter of the porous substrate is relatively large, for example, when it is 5 μm or more, this tends to cause a short circuit of the electrochemical element. Therefore, in this case, it is preferable to have a structure in which all or part of inorganic particles, plate-like particles, thermoplastic resin, and the like are present in the voids of the porous substrate. In order to allow inorganic particles, plate-like particles, thermoplastic resin, etc. to exist in the voids of the porous substrate, for example, after applying the separator layer (II) forming composition containing them to the porous substrate, a certain gap A process such as drying after removing excess composition may be used.

なお、セパレータに含有させる板状粒子の配向性を高めてその機能をより有効に作用させるためには、板状粒子を含有するセパレータ層(II)形成用組成物を多孔質基体に塗布し含浸させた後、上記組成物にシェアや磁場をかけるといった方法を用いればよい。例えば、上記のように、板状粒子を含有するセパレータ層(II)形成用組成物を多孔質基体に塗布した後、一定のギャップを通すことで、上記組成物にシェアをかけることができる。   In order to increase the orientation of the plate-like particles contained in the separator and to make its function work more effectively, the separator layer (II) forming composition containing the plate-like particles is applied to the porous substrate and impregnated. Then, a method of applying a shear or a magnetic field to the composition may be used. For example, as described above, the composition for forming the separator layer (II) containing plate-like particles is applied to the porous substrate and then passed through a certain gap, whereby the composition can be shared.

また、無機粒子や板状粒子、熱可塑性樹脂など、それぞれの構成物の持つ作用をより有効に発揮させるために、上記構成物を偏在させて、セパレータの膜面と平行または略平行に、上記構成物が層状に集まった形態としてもよい。   Further, in order to more effectively exert the action of each constituent such as inorganic particles, plate-like particles, thermoplastic resin, etc., the constituents are unevenly distributed and parallel or substantially parallel to the separator film surface. It is good also as a form which the structure gathered in layers.

前記セパレータの製造方法(b)は、セパレータ層(II)形成用組成物に、更に必要に応じて繊維状物を含有させ、これをフィルムや金属箔などの基板上に塗布し、所定の温度で乾燥した後に、該基板から剥離する方法である。(b)の方法でも、(a)の方法と同様に、熱可塑性樹脂を主成分とする微多孔膜からなるセパレータ層(I)と無機粒子を主体として含むセパレータ層(II)とは、それぞれ独立した構成としてもよいし、一体化された構成としてもよい。セパレータ層(I)とセパレータ層(II)を一体化するには、別途形成したセパレータ層(II)とセパレータ層(I)とをロールプレスなどにより貼り合わせる方法の他、基板の代わりにセパレータ層(I)の表面にセパレータ層(II)形成用組成物を塗布し、乾燥して、セパレータ層(I)の表面に直接セパレータ層(II)を形成する方法を採用することもできる。   In the separator production method (b), the separator layer (II) -forming composition further contains a fibrous material as necessary, and this is applied onto a substrate such as a film or a metal foil, and is subjected to a predetermined temperature. And then drying from the substrate. In the method (b), as in the method (a), the separator layer (I) composed of a microporous film mainly composed of a thermoplastic resin and the separator layer (II) mainly composed of inorganic particles are respectively It is good also as an independent structure and it is good also as an integrated structure. In order to integrate the separator layer (I) and the separator layer (II), the separator layer (II) and the separator layer (I) that are separately formed are bonded together by a roll press or the like. A method of forming the separator layer (II) directly on the surface of the separator layer (I) by applying the composition for forming the separator layer (II) on the surface of (I) and drying it may be employed.

また、(b)の方法によって、電気化学素子を構成する正極および負極の少なくとも一方の電極の表面に、セパレータ層(II)を形成して、セパレータと電極を一体化した構造としてもよい。   Further, the separator (II) may be formed on the surface of at least one of the positive electrode and the negative electrode constituting the electrochemical element by the method (b), and the separator and the electrode may be integrated.

また、(a)、(b)いずれの製造方法を採用する場合においても、セパレータ層(I)を正極および負極の少なくとも一方の電極と一体化してもよい。セパレータ層(I)を電極と一体化するには、例えば、セパレータ層(I)となる微多孔膜と電極とを重ねてロールプレスする方法などが採用できる。更に、製造方法(b)により、正極または負極の一方の表面にセパレータ層(II)を形成し、他方の電極の表面にセパレータ層(I)となる微多孔膜を貼り付けて一体化してもよいし、製造方法(a)または(b)により作製したセパレータ層(I)とセパレータ層(II)とを一体化したセパレータを、正極および負極のいずれか一方の表面に貼り付けて、一体化してもよい。セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とが一体化したセパレータを電極の表面に貼り付けて一体化するには、例えば、セパレータと電極とを重ねてロールプレスする方法などが採用できる。   Further, in the case of employing any of the manufacturing methods (a) and (b), the separator layer (I) may be integrated with at least one of the positive electrode and the negative electrode. In order to integrate the separator layer (I) with the electrode, for example, a method of roll pressing the microporous film serving as the separator layer (I) and the electrode can be employed. Further, by the production method (b), the separator layer (II) is formed on one surface of the positive electrode or the negative electrode, and the microporous film that becomes the separator layer (I) is attached to the surface of the other electrode and integrated. It is good to integrate the separator layer (I) and separator layer (II) produced by the production method (a) or (b) by attaching them to the surface of either the positive electrode or the negative electrode. May be. In order to attach and integrate the separator in which the separator layer (I) and the separator layer (II) are integrated on the surface of the electrode, for example, a method of roll pressing the separator and the electrode can be employed.

なお、熱可塑性樹脂を主成分とする微多孔膜からなるセパレータ層(I)と、無機粒子を主体として含むセパレータ層(II)とは、それぞれ1層ずつである必要はなく、複数の層がセパレータ中にあってもよい。例えば、セパレータ層(II)の両面にセパレータ層(I)を配置した構成としてもよく、セパレータ層(I)の両面にセパレータ層(II)を形成した構成としてもよい。ただし、層数を増やすことでセパレータの厚みを増やして、内部抵抗の増加やエネルギー密度の低下を招く虞があるので、層数を多くしすぎるのは好ましくなく、セパレータ層の層数は5層以下であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂は、粒子状で独立して存在していてもよく、繊維状物などに、一部が融着されていても構わない。また、上記の通り、セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とは、一体化して独立膜としてセパレータを構成する以外に、それぞれ独立した構成要素とし、電気化学素子が組み立てられた段階で、電気化学素子内で重ね合わされた状態となり、正極と負極の間に介在するセパレータとして機能するようにすることもできる。更に、セパレータ層(I)とセパレータ層(II)とは接している必要はなく、それらの間に別の層、例えば、多孔質基体を構成する繊維状物の層などが介在していてもよい。   The separator layer (I) composed of a microporous film mainly composed of a thermoplastic resin and the separator layer (II) mainly composed of inorganic particles do not have to be one each, and a plurality of layers are not required. It may be in the separator. For example, the separator layer (I) may be arranged on both sides of the separator layer (II), or the separator layer (II) may be formed on both sides of the separator layer (I). However, increasing the number of layers may increase the thickness of the separator, leading to an increase in internal resistance and a decrease in energy density. Therefore, it is not preferable to increase the number of layers, and the number of separator layers is five. The following is preferable. Further, the thermoplastic resin may be present in the form of particles and may be partly fused to a fibrous material or the like. In addition, as described above, the separator layer (I) and the separator layer (II) are each an independent component other than constituting the separator as an independent film, and at the stage where the electrochemical element is assembled, It can also be made to function as a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode by being superposed in the electrochemical element. Furthermore, the separator layer (I) and the separator layer (II) do not need to be in contact with each other, and another layer, for example, a fibrous layer constituting a porous substrate may be interposed between them. Good.

上記の積層セパレータを用いることにより、非水電解質二次電池が異常加熱した際の安全性と、内部短絡およびデンドライトによる短絡に対する信頼性に優れた非水二次電池を構成することができる。   By using the laminated separator described above, it is possible to configure a non-aqueous secondary battery that is excellent in safety when the non-aqueous electrolyte secondary battery is abnormally heated and in reliability with respect to an internal short circuit and a short circuit due to dendrite.

本発明の非水電解質二次電池では、その形状などについても特に制限はない。例えば、コイン形、ボタン形、シート形、積層形、円筒形、偏平形、角形、電気自動車などに用いる大型のものなど、いずれであってもよい。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the shape thereof is not particularly limited. For example, any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a laminated shape, a cylindrical shape, a flat shape, a square shape, a large size used for an electric vehicle, etc. may be used.

次に、本発明の非水電解液二次電池を、図面に基づいて説明する。なお、図面で示す非水電解液二次電池は、本発明の一例に過ぎず、本発明の非水電解液二次電池は、これらの図面に図示するものに限定される訳ではない。図1は、本発明の非水電解液二次電池の一例を示す外観斜視図であり、図2は、図1のI−I線の断面図である。なお、下記説明では、正極、負極、セパレータおよび非水電解液については、先に説明したものと同様のものが使用されるので、その詳細な説明は省略する。   Next, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings. The non-aqueous electrolyte secondary battery shown in the drawings is merely an example of the present invention, and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited to those illustrated in these drawings. 1 is an external perspective view showing an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. In the following description, the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte are the same as those described above, and thus detailed description thereof is omitted.

図1において、非水電解液二次電池1は、角形の電池ケース2と蓋板3とを備えている。電池ケース2はアルミニウム合金などの金属で形成され、電池の外装材となるものであり、この電池ケース2は正極端子を兼ねている。蓋板3もアルミニウム合金などの金属で形成され、電池ケース2の開口部を封口している。また、蓋板3には、ポリプロピレンなどの合成樹脂で形成された絶縁パッキング4を介して、ステンレス鋼などの金属で形成された端子5が設けられている。   In FIG. 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery 1 includes a rectangular battery case 2 and a cover plate 3. The battery case 2 is formed of a metal such as an aluminum alloy and serves as a battery exterior material. The battery case 2 also serves as a positive electrode terminal. The cover plate 3 is also formed of a metal such as an aluminum alloy and seals the opening of the battery case 2. Further, the lid plate 3 is provided with terminals 5 made of metal such as stainless steel through an insulating packing 4 made of synthetic resin such as polypropylene.

図2において、非水電解液二次電池1は、正極6と、負極7と、セパレータ8とを備えている。正極6と負極7はセパレータ8を介して渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧して扁平状巻回構造の電極巻回体9として、電池ケース2内に非水電解液と共に収納されている。ただし、図2では、煩雑化を避けるため、正極6や負極7の作製にあたって使用した集電体としての金属箔や、非水電解液などは図示していない。また、電極巻回体9の内周側の部分は断面にしていない。   In FIG. 2, the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 includes a positive electrode 6, a negative electrode 7, and a separator 8. The positive electrode 6 and the negative electrode 7 are wound in a spiral shape via a separator 8 and then pressed so as to be flattened to form an electrode winding body 9 having a flat winding structure in a non-aqueous electrolyte solution in the battery case 2. It is stored with. However, in FIG. 2, in order to avoid complication, the metal foil, the non-aqueous electrolyte, and the like used as the current collector used in the production of the positive electrode 6 and the negative electrode 7 are not illustrated. Further, the inner peripheral side portion of the electrode winding body 9 is not cross-sectional.

また、電池ケース2の底部にはポリテトラフルオロエチレンシートなどの合成樹脂シートで形成された絶縁体10が配置され、電極巻回体9からは正極6および負極7のそれぞれの一端に接続された正極リード体11と負極リード体12が引き出されている。正極リード体11、負極リード体12は、ニッケルなどの金属から形成されている。端子5にはポリプロピレンなどの合成樹脂で形成された絶縁体13を介して、ステンレス鋼などの金属で形成されたリード板14が取り付けられている。   In addition, an insulator 10 formed of a synthetic resin sheet such as a polytetrafluoroethylene sheet is disposed at the bottom of the battery case 2, and the electrode winding body 9 is connected to one end of each of the positive electrode 6 and the negative electrode 7. The positive electrode lead body 11 and the negative electrode lead body 12 are drawn out. The positive electrode lead body 11 and the negative electrode lead body 12 are made of a metal such as nickel. A lead plate 14 made of a metal such as stainless steel is attached to the terminal 5 via an insulator 13 made of a synthetic resin such as polypropylene.

蓋板3は電池ケース2の開口部に挿入され、両者の接合部を溶接することによって、電池ケース2の開口部が封口され、電池内部が密閉されている。   The cover plate 3 is inserted into the opening of the battery case 2, and the opening of the battery case 2 is sealed and the inside of the battery is sealed by welding the joint of both.

なお、図2では、正極リード体11を蓋板3に直接溶接することによって、電池ケース2と蓋板3とが正極端子として機能し、負極リード体12をリード板14に溶接し、リード板14を介して負極リード体12と端子5とを導通させることによって、端子5が負極端子として機能するようになっているが、電池ケース2の材質などによっては、その正負が逆となる場合もある。   In FIG. 2, by directly welding the positive electrode lead body 11 to the lid plate 3, the battery case 2 and the lid plate 3 function as positive electrode terminals, and the negative electrode lead body 12 is welded to the lead plate 14. The terminal 5 functions as a negative electrode terminal by connecting the negative electrode lead body 12 and the terminal 5 via 14. However, depending on the material of the battery case 2, the sign may be reversed. is there.

前記電池ケース2としては、金属製の角形ケースを用いたが、その他に金属製の円筒ケース、または金属(アルミニウムなど)ラミネートフィルムからなるラミネートケースなどを用いることもできる。   As the battery case 2, a metal square case is used, but a metal cylindrical case or a laminate case made of a metal (aluminum, etc.) laminate film can also be used.

前記非水電解液二次電池1の製造方法は特に限定されないが、電池ケース2に正極6、負極7、セパレータ8および非水電解液を収納した後であって電池を完全に密閉する前に、充電を行うことが好ましい。これにより、充電初期に発生するガスや電池内の残留水分を電池外に除去することができる。   The manufacturing method of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is not particularly limited, but after the positive electrode 6, the negative electrode 7, the separator 8 and the non-aqueous electrolyte are stored in the battery case 2 and before the battery is completely sealed. It is preferable to perform charging. Thereby, the gas generated at the initial stage of charging and the residual moisture in the battery can be removed outside the battery.

本発明の非水電解液二次電池は、高電圧充電が可能で高容量であり、かつ充放電サイクル特性および高温貯蔵特性に優れ、また、過充電時の安全性も良好である。よって、本発明の非水電解液二次電池は、こうした特性を活かして、携帯電話、ノート型パソコンなど、モバイル情報機器の駆動電源用の二次電池を始めとして、様々な機器の電源として幅広く利用することができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be charged at a high voltage, has a high capacity, is excellent in charge / discharge cycle characteristics and high-temperature storage characteristics, and has good safety during overcharge. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is widely used as a power source for various devices such as secondary batteries for driving power sources of mobile information devices such as mobile phones and notebook personal computers, taking advantage of these characteristics. Can be used.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
以下に示すようにして電極の作製と非水電解液の調製を行い、図1および図2に示したものと同様の構造の非水電解液二次電池を作製した。
Example 1
An electrode was prepared and a non-aqueous electrolyte was prepared as described below, and a non-aqueous electrolyte secondary battery having the same structure as that shown in FIGS. 1 and 2 was prepared.

<電極の作製>
正極は次のようにして作製した。まず、リチウム含有複合酸化物であるLiCo0.995Mg0.005(正極活物質)94質量部に、導電助剤としてカーボンブラック3質量部を加えて混合し、この混合物にポリフッ化ビニリデン3質量部をNMPに溶解させた溶液を加えて混合して正極合剤含有スラリーとし、70メッシュの網を通過させて粒径が大きなものを取り除いた。この正極合剤含有スラリーを、厚みが15μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に均一に塗付して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形して総厚さを136μmにした後、切断し、アルミニウム製のリード体を溶接して、帯状の正極を作製した。
<Production of electrode>
The positive electrode was produced as follows. First, 94 parts by mass of LiCo 0.995 Mg 0.005 O 2 (positive electrode active material), which is a lithium-containing composite oxide, was added with 3 parts by mass of carbon black as a conductive additive and mixed, and this mixture was combined with polyvinylidene fluoride. A solution in which 3 parts by mass was dissolved in NMP was added and mixed to form a positive electrode mixture-containing slurry, which was passed through a 70-mesh net to remove large particles. After this positive electrode mixture-containing slurry is uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm and dried, and then compression-molded by a roll press machine to a total thickness of 136 μm This was cut and welded with an aluminum lead body to produce a strip-like positive electrode.

負極は次のようにして作製した。負極活物質としては、以下の方法により合成された高結晶の人造黒鉛を用いた。すなわち、コークス粉末100質量部、タールピッチ40質量部、炭化ケイ素14質量部、およびコールタール20質量部を、空気中において200℃で混合した後に粉砕し、窒素雰囲気中において1000℃で熱処理し、更に窒素雰囲気中において3000℃で熱処理して黒鉛化させて人造黒鉛とした。得られた人造黒鉛は、BET比表面積が4.0m/gで、X線回折法によって測定されるd002が0.336nm、c軸方向の結晶子の大きさLcが48nm、全細孔容積が1×10−3/kgであった。 The negative electrode was produced as follows. As the negative electrode active material, high crystal artificial graphite synthesized by the following method was used. That is, 100 parts by mass of coke powder, 40 parts by mass of tar pitch, 14 parts by mass of silicon carbide, and 20 parts by mass of coal tar were mixed in air at 200 ° C. and then pulverized, and heat-treated at 1000 ° C. in a nitrogen atmosphere. Furthermore, it was heat-treated at 3000 ° C. in a nitrogen atmosphere and graphitized to obtain artificial graphite. The obtained artificial graphite had a BET specific surface area of 4.0 m 2 / g, d 002 measured by X-ray diffraction of 0.336 nm, c-axis direction crystallite size Lc of 48 nm, total pores The volume was 1 × 10 −3 m 3 / kg.

この人造黒鉛を用い、結着剤としてスチレンブタジエンラバーを用い、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを用い、これらを質量比98:1:1の割合で混合し、更に水を加えて混合して負極合剤含有ペーストとした。この負極合剤含有ペーストを、厚みが10μmの銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥し、その後、ロールプレス機により圧縮成形して総厚さを138μmにした後、切断し、ニッケル製のリード体を溶接して、帯状の負極を作製した。   Using this artificial graphite, styrene butadiene rubber as a binder, carboxymethyl cellulose as a thickener, these are mixed at a mass ratio of 98: 1: 1, and further mixed with water to mix the negative electrode. An agent-containing paste was obtained. This negative electrode mixture-containing paste was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of copper foil having a thickness of 10 μm and dried, and then compression-molded by a roll press machine to a total thickness of 138 μm. It cut | disconnected and the lead body made from nickel was welded, and the strip | belt-shaped negative electrode was produced.

<非水電解液の調製>
エチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート、およびジエチルカーボネートの体積比10:10:30の混合溶媒にLiPFを1.0mol/lの濃度で溶解させたものに、信越化学社製の2−プロペニルトリメチルシランを、非水電解液の全質量に対して3.0質量%となるように添加して、非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
To a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1.0 mol / l in a mixed solvent of ethylene carbonate, methyl ethyl carbonate, and diethyl carbonate at a volume ratio of 10:10:30, 2-propenyltrimethylsilane manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. The nonaqueous electrolyte solution was prepared by adding 3.0% by mass with respect to the total mass of the nonaqueous electrolyte solution.

<電池の作製>
前記帯状の正極を、PE製微多孔膜セパレータ(厚み22μm、空孔率49%、平均孔径0.09μm、融点135℃)を介して、前記帯状の負極に重ね、渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧して扁平状巻回構造の電極巻回体とし、この電極巻回体をポリプロピレン製の絶縁テープで固定した。次に、外寸が縦(厚み)4.0mm、横34mm、高さ50mmの、アルミニウム合金製の角形の電池ケースに前記電極巻回体を挿入し、リード体の溶接を行うとともに、アルミニウム合金製の蓋板を電池ケースの開口端部に溶接した。その後、蓋板に設けた電解液注入口から前記非水電解液を注入し、1時間静置した。なお、本実施例の非水電解液二次電池では、4.4Vまで充電した場合(正極の電位がLi基準で4.5V)の設計電気容量は、820mAhとした。ちなみに前記の非水電解液二次電池の4.2Vまで充電した場合(正極の電位がLi基準で4.3V)の設計電気容量は、720mAhである。
<Production of battery>
After the strip-like positive electrode is wound on the strip-like negative electrode through a microporous membrane separator made of PE (thickness 22 μm, porosity 49%, average pore diameter 0.09 μm, melting point 135 ° C.) and wound in a spiral shape Then, an electrode wound body having a flat wound structure was formed by applying pressure so as to be flat, and this electrode wound body was fixed with an insulating tape made of polypropylene. Next, the electrode winding body is inserted into a prismatic battery case made of aluminum alloy having outer dimensions of 4.0 mm (thickness), 34 mm in width, and 50 mm in height, and the lead body is welded, and the aluminum alloy The made lid plate was welded to the open end of the battery case. Thereafter, the non-aqueous electrolyte solution was injected from the electrolyte solution injection port provided on the cover plate, and was allowed to stand for 1 hour. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of this example, the design electric capacity when charged to 4.4 V (the positive electrode potential is 4.5 V on the basis of Li) was 820 mAh. Incidentally, when the non-aqueous electrolyte secondary battery is charged to 4.2 V (the positive electrode potential is 4.3 V with respect to Li), the design electric capacity is 720 mAh.

次に、前記電池を露点−30℃のドライルーム内で以下の条件で充電した。すなわち、充電は、充電量が電池の設計電気容量(820mAh)の25%(205mAh)となるように、0.25CmA(205mA)の定電流で1時間行った。この間、電池内から発生するガスを前記電解液注入口から電池ケースの外に自然放出させた。充電終了後に電解液注入口を封止して電池内部を密閉状態にした。作製した電池を0.3CmA(246mA)で4.1Vになるまで充電してから、60℃で12時間貯蔵した。その後、0.3CmA(246mA)で4.4Vになるまで充電してから、更に4.4Vの定電圧で3時間充電し、1CmA(820mA)で3Vまで放電し、評価用電池(非水電解液二次電池)とした。   Next, the battery was charged in a dry room having a dew point of −30 ° C. under the following conditions. That is, charging was performed for 1 hour at a constant current of 0.25 CmA (205 mA) so that the amount of charge was 25% (205 mAh) of the design electric capacity (820 mAh) of the battery. During this time, the gas generated from the inside of the battery was spontaneously released out of the battery case from the electrolyte solution inlet. After charging, the electrolyte injection port was sealed to seal the inside of the battery. The produced battery was charged at 0.3 CmA (246 mA) to 4.1 V and then stored at 60 ° C. for 12 hours. Thereafter, the battery is charged at 0.3 CmA (246 mA) to 4.4 V, then charged at a constant voltage of 4.4 V for 3 hours, discharged at 1 CmA (820 mA) to 3 V, and an evaluation battery (non-aqueous electrolysis). Liquid secondary battery).

実施例2
非水電解液に添加するシラン化合物を、2−プロペニルトリメチルシランからエチニルトリメチルシラン(信越化学社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、この非水電解液を用いた以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Example 2
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silane compound added to the nonaqueous electrolytic solution was changed from 2-propenyltrimethylsilane to ethynyltrimethylsilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolyte was used.

実施例3
セパレータを、有機バインダであるSBRのエマルジョン(固形分比率40質量%):100gと、水:4000gとを容器に入れ、均一に分散するまで室温で攪拌し、この分散液に耐熱性微粒子であるベーマイト粉末(板状、平均粒径1μm、アスペクト比10):4000gを4回に分けて加え、ディスパーにより2800rpmで5時間攪拌して均一なスラリーを調製し、ポリエチレン製多孔質膜(多孔質層(I):厚み16μm、空孔率40%、平均孔径0.02μm、融点135℃)上に、前記のスラリーをマイクログラビアコーターによって塗布し、乾燥して耐熱多孔質層(多孔質層(II))を形成することによって得られた厚み22μmのセパレータ(耐熱多孔質層における耐熱性微粒子の体積比率91体積%、耐熱多孔質層の空孔率48%)を用い、正極と負極と前記セパレータを樹脂多孔質膜(多孔質層(I))が負極側に向くように介在させつつ重ね、渦巻状に巻回して巻回体電極群を作製した以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Example 3
The separator is an organic binder SBR emulsion (solid content ratio 40 mass%): 100 g and water: 4000 g are put in a container and stirred at room temperature until uniformly dispersed, and the dispersion is heat-resistant fine particles. Boehmite powder (plate shape, average particle size 1 μm, aspect ratio 10): 4000 g was added in 4 portions, and stirred with a disper at 2800 rpm for 5 hours to prepare a uniform slurry, and a polyethylene porous membrane (porous layer) (I): The slurry was applied on a microgravure coater on a thickness of 16 μm, a porosity of 40%, an average pore diameter of 0.02 μm, and a melting point of 135 ° C., and dried to form a heat resistant porous layer (porous layer (II )) To obtain a separator having a thickness of 22 μm (a volume ratio of 91% by volume of heat-resistant fine particles in the heat-resistant porous layer, a heat-resistant porous layer) 48% porosity), the positive electrode, the negative electrode, and the separator are stacked with the resin porous membrane (porous layer (I)) facing toward the negative electrode, and wound in a spiral shape to form a wound electrode A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the group was produced.

比較例1
2−プロペニルトリメチルシランを添加しない以外は実施例1と同様にして非水電解液を調製し、この非水電解液を用いた以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 1
A nonaqueous electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2-propenyltrimethylsilane was not added, and a nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that this nonaqueous electrolyte solution was used. Produced.

比較例2
2−プロペニルトリメチルシランを添加する代わりにビニレンカーボネートを添加した以外は実施例1と同様にして非水電解液を調製し、この非水電解液を用いた以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 2
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that vinylene carbonate was added instead of adding 2-propenyltrimethylsilane, and the same procedure as in Example 1 was conducted except that this nonaqueous electrolytic solution was used. A water electrolyte secondary battery was produced.

比較例3
2−プロペニルトリメチルシランを添加する代わりにトリメチルビニルシランを添加した以外は実施例1と同様にして非水電解液を調製し、この非水電解液を用いた以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 3
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that trimethylvinylsilane was added instead of adding 2-propenyltrimethylsilane, and the same procedure was performed as in Example 1 except that this nonaqueous electrolytic solution was used. A water electrolyte secondary battery was produced.

比較例4
2−プロペニルトリメチルシランを添加する代わりにジアリルジメチルシランを添加した以外は実施例1と同様にして非水電解液を調製し、この非水電解液を用いた以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 4
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that diallyldimethylsilane was added instead of adding 2-propenyltrimethylsilane, and in the same manner as in Example 1 except that this nonaqueous electrolytic solution was used. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced.

実施例1〜3および比較例1〜4の非水電解液二次電池について、下記の各評価を行った。結果を表1に示す。   The following evaluation was performed about the nonaqueous electrolyte secondary battery of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4. The results are shown in Table 1.

<高温貯蔵特性>
実施例1〜3、比較例1〜4の各電池を、20℃において410mA (0.5C)で4.4Vになるまで充電し、更に4.4Vの定電圧で3時間充電して満充電とし、この時の電池の厚みを測定した。その後、20℃において1Cで3Vまで放電して貯蔵前の放電容量を測定した。なお、実施例1の電池(前記の測定に用いたものとは別の電池)については、前記の充電条件のうち、充電電圧のみを4.2Vに変更した以外は前記と同じ条件で充電し、貯蔵前の電池厚み測定および放電容量測定を行った。
<High temperature storage characteristics>
The batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were charged at 4.4 ° C. at 410 mA (0.5 C) at 20 ° C. until further charged to 4.4 V, and further charged for 3 hours at a constant voltage of 4.4 V. The thickness of the battery at this time was measured. Then, it discharged to 3V at 1C at 20 degreeC, and measured the discharge capacity before storage. In addition, about the battery of Example 1 (battery different from what was used for the said measurement), it charges on the same conditions as the above except having changed only the charging voltage into 4.2V among the said charging conditions. The battery thickness and storage capacity before storage were measured.

次に、前記各電池を前記と同様にして充電した後、恒温槽中において80℃で5日間貯蔵した。貯蔵後の電池を20℃まで自然冷却し、電池の厚みを測定して、貯蔵前の電池ケースの厚みとの比較から、貯蔵後の電池の膨れを求めた。   Next, each battery was charged in the same manner as described above, and then stored in a thermostatic bath at 80 ° C. for 5 days. The battery after storage was naturally cooled to 20 ° C., the thickness of the battery was measured, and the swelling of the battery after storage was determined from comparison with the thickness of the battery case before storage.

<充放電サイクル特性>
実施例1〜3、比較例1〜4の各電池について、前記高温貯蔵特性試験を行っていない別の電池を、20℃において、0.5Cで4.4Vになるまで充電し、更に4.4Vの定電圧で3時間充電して満充電とし、その後、1Cで3Vまで放電する充放電サイクルを200回繰り返し、1サイクル目の放電容量と200サイクル目の放電容量を測定した。続いて、1サイクル目の放電容量と200サイクル目の放電容量を用いて、下記式により容量維持率を算出し、充放電サイクル特性を評価した。
容量維持率(%)=(200サイクル目放電容量/1サイクル目放電容量)×100
<Charge / discharge cycle characteristics>
For each of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, another battery that was not subjected to the high temperature storage characteristic test was charged to 4.4 V at 0.5 C at 20 ° C. A charge / discharge cycle in which the battery was fully charged by charging at a constant voltage of 4V for 3 hours and then discharged to 3V at 1C was repeated 200 times, and the discharge capacity at the first cycle and the discharge capacity at the 200th cycle were measured. Subsequently, using the discharge capacity at the first cycle and the discharge capacity at the 200th cycle, the capacity retention rate was calculated by the following formula, and the charge / discharge cycle characteristics were evaluated.
Capacity retention rate (%) = (discharge capacity at the 200th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100

また、実施例1の電池(前記充放電サイクル特性評価に使用したものとは別の電池)について、前記の充電条件のうち、充電電圧のみを4.2Vに変更した以外は同じ条件で充放電サイクル特性を評価した。なお、表1における実施例1の電圧の記載は、充電電圧を意味している。   Moreover, about the battery of Example 1 (battery different from what was used for the said charging / discharging cycle characteristic evaluation), it charged / discharged on the same conditions except having changed only the charging voltage into 4.2V among the said charging conditions. Cycle characteristics were evaluated. In addition, the description of the voltage of Example 1 in Table 1 means a charging voltage.

Figure 2009245922
Figure 2009245922

表1から分かるように、実施例1〜3の非水電解液二次電池は、高容量であり、また、充放電サイクル後の容量維持率が高く優れた充放電サイクル特性を備えており、更に、高温貯蔵後の電池膨れが小さく、高温貯蔵特性も良好である。これに対し、前記一般式(1)で表されるシラン化合物を含有しない非水電解液を用いて構成した比較例1〜4の非水電解液二次電池は、充放電サイクル後の容量維持率が低く充放電サイクル特性が劣っているか、または、高温貯蔵後の電池膨れが大きく、高温貯蔵特性が劣っている。   As can be seen from Table 1, the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 3 have a high capacity, and have a high capacity retention rate after the charge / discharge cycle and excellent charge / discharge cycle characteristics, Furthermore, battery swelling after high-temperature storage is small, and high-temperature storage characteristics are also good. In contrast, the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 to 4 configured using the non-aqueous electrolyte not containing the silane compound represented by the general formula (1) maintain the capacity after the charge / discharge cycle. The rate is low and the charge / discharge cycle characteristics are inferior, or the battery swells after high-temperature storage is large, and the high-temperature storage characteristics are inferior.

また、実施例1の電池では、充電電圧を4.2Vした場合に比べて充電電圧を4.4Vとしたときには、放電容量が大きくなっており、正極活物質の利用率を高めて高容量化を達成できている。そして、実施例1の電池では、4.4Vと高電圧充電を行っても、前記の通り、優れた充放電サイクル特性および高温貯蔵特性も確保できている。   Further, in the battery of Example 1, when the charge voltage is 4.4 V, the discharge capacity is larger than when the charge voltage is 4.2 V, and the utilization rate of the positive electrode active material is increased to increase the capacity. Has been achieved. In the battery of Example 1, excellent charge / discharge cycle characteristics and high-temperature storage characteristics can be secured as described above even when high voltage charging is performed at 4.4 V.

実施例1〜3のリチウム二次電池のセパレータについて、150℃の恒温槽内に3時間放置して収縮率を測定した。収縮率の測定は、次のようにして行った。   About the separator of the lithium secondary battery of Examples 1-3, it was left to stand in a 150 degreeC thermostat for 3 hours, and the shrinkage rate was measured. The shrinkage rate was measured as follows.

4cm×4cmに切り出したセパレータの試験片を、クリップで固定した2枚の厚さ5mmのガラス板で挟みこみ、150℃の恒温槽内に3時間放置した後に取り出し、各試験片の長さを測定し、試験前の長さと比較して長さの減少割合を収縮率とした。測定の結果を表2に示す。   A separator test piece cut into 4 cm × 4 cm was sandwiched between two glass plates with a thickness of 5 mm fixed with clips, left in a thermostatic bath at 150 ° C. for 3 hours, taken out, and the length of each test piece was measured. Measured, and the rate of decrease in length compared to the length before the test was taken as the shrinkage rate. Table 2 shows the measurement results.

Figure 2009245922
Figure 2009245922

表2に示すように、実施例3の非水電解質二次電池で用いた積層セパレータの150℃での熱収縮率は0%であり、高温での熱収縮が抑制されたセパレータとなっていた。   As shown in Table 2, the heat shrinkage rate at 150 ° C. of the laminated separator used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 3 was 0%, and the heat shrinkage at a high temperature was suppressed. .

また、実施例1〜3の各リチウム二次電池について、下記の評価を行った。まず、以下の方法により、それぞれの電池に用いたセパレータのシャットダウン温度を求めた。放電状態の電池を恒温槽に入れ、30℃から150℃まで毎分1℃の割合で温度上昇させて加熱し、電池の内部抵抗の温度変化を求めた。そして、抵抗値が30℃での値の5倍以上に上昇したときの温度を、シャットダウン温度とした。   Moreover, the following evaluation was performed about each lithium secondary battery of Examples 1-3. First, the shutdown temperature of the separator used for each battery was determined by the following method. The discharged battery was placed in a thermostatic bath, heated from 30 ° C. to 150 ° C. at a rate of 1 ° C. per minute, and heated, and the temperature change of the internal resistance of the battery was determined. The temperature at which the resistance value increased to 5 times or more the value at 30 ° C. was taken as the shutdown temperature.

また、0.2Cの電流値で電池電圧が4.25Vになるまで定電流充電を行い、次いで、4.25Vでの定電圧充電を行う定電流−定電圧充電とした。充電終了までの総充電時間は15時間とした。上記条件で充電した電池を、30℃から150℃まで、毎分5℃の割合で昇温し、その後引き続き150℃で3時間放置し、電池の表面温度および電池電圧を測定した。更に電池の100mΩの抵抗を介して正負極を短絡させる、外部短絡試験を行い、電池表面の最高温度を測定した。上記の評価結果を表3に示す。   In addition, constant current charging was performed until the battery voltage reached 4.25 V at a current value of 0.2 C, and then constant current-constant voltage charging in which constant voltage charging at 4.25 V was performed. The total charging time until the end of charging was 15 hours. The battery charged under the above conditions was heated from 30 ° C. to 150 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute and then allowed to stand at 150 ° C. for 3 hours to measure the surface temperature of the battery and the battery voltage. Further, an external short circuit test was conducted in which the positive and negative electrodes were short-circuited through a 100 mΩ resistor of the battery, and the maximum temperature on the battery surface was measured. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 2009245922
Figure 2009245922

表3に示すように、実施例3では、電池の高温での安全性を確保するのに適切な温度範囲でシャットダウンを生じ、さらに外部短絡試験においても、電池の表面温度が大幅に上昇するといった異常は見られず、従来よりも安全性の高い電池を構成することができた。また、本発明で用いられるシラン化合物の効果を阻害することもなかった。   As shown in Table 3, in Example 3, a shutdown occurs in an appropriate temperature range to ensure the safety of the battery at a high temperature, and the surface temperature of the battery significantly increases even in the external short-circuit test. No abnormality was found, and a battery with higher safety than before could be constructed. Moreover, the effect of the silane compound used in the present invention was not inhibited.

本発明の非水電解液二次電池の一例を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention. 図1のI−I線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 非水電解液二次電池
2 電池ケース
3 蓋板
4 絶縁パッキング
5 端子
6 正極
7 負極
8 セパレータ
9 電極巻回体
10 絶縁体
11 正極リード体
12 負極リード体
13 絶縁体
14 リード板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonaqueous electrolyte secondary battery 2 Battery case 3 Cover plate 4 Insulation packing 5 Terminal 6 Positive electrode 7 Negative electrode 8 Separator 9 Electrode winding body 10 Insulator 11 Positive electrode lead body 12 Negative electrode lead body 13 Insulator 14 Lead plate

Claims (4)

正極、負極、セパレータおよび非水電解液を備えた非水電解液二次電池であって、
前記正極は、一般組成式Li1+x+α1−x(ただし、MはCoおよびNiより選択される少なくとも1種の元素と、AlおよびMgより選択される少なくとも1種の元素とを含む2種以上の元素を表し、元素MにおけるCoおよびNiの割合は、合計で50〜99.8原子%であり、−0.05≦x≦0.1、−0.05≦α≦0.1である)で表されるリチウム含有複合酸化物を含有し、
前記非水電解液は、下記一般式(1)で表されるシラン化合物が添加されたものであることを特徴とする非水電解質二次電池。
Figure 2009245922
[前記一般式(1)中、R〜Rは、炭素数が1〜6の有機置換基またはハロゲン元素であり、R〜Rのいずれか1つは、炭素数が3〜6のアルケニル基または炭素数が2〜6のアルキニル基であり、前記有機置換基の水素は、少なくとも一部がハロゲン元素で置換されていてもよい。]
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode has a general composition formula Li 1 + x + α M 1-x O 2 (wherein M includes at least one element selected from Co and Ni and at least one element selected from Al and Mg) It represents an element of seeds or more, and the ratio of Co and Ni in the element M is 50 to 99.8 atomic% in total, -0.05 ≦ x ≦ 0.1, −0.05 ≦ α ≦ 0.1 A lithium-containing composite oxide represented by
The non-aqueous electrolyte secondary battery is characterized in that a silane compound represented by the following general formula (1) is added.
Figure 2009245922
[In General Formula (1), R 1 to R 4 are an organic substituent having 1 to 6 carbon atoms or a halogen element, and any one of R 1 to R 4 has 3 to 6 carbon atoms. Or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and at least a part of hydrogen of the organic substituent may be substituted with a halogen element. ]
元素MにおけるAlおよびMgの割合が、合計で0.5〜5原子%である請求項1に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the ratio of Al and Mg in the element M is 0.5 to 5 atomic% in total. シラン化合物が、炭素数が3または4のアルケニル基を有している請求項1または2に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the silane compound has an alkenyl group having 3 or 4 carbon atoms. 前記正極と前記負極との間にセパレータを備え、前記セパレータは、融点が80〜140℃である熱可塑性樹脂を主成分とする微多孔膜からなるセパレータ層(I)と耐熱温度が150℃以上の無機粒子を主体として含む多孔質のセパレータ層(II)とを有する積層セパレータであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質二次電池。   A separator is provided between the positive electrode and the negative electrode, and the separator has a separator layer (I) composed of a microporous film mainly composed of a thermoplastic resin having a melting point of 80 to 140 ° C. and a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the nonaqueous electrolyte secondary battery is a laminated separator having a porous separator layer (II) containing mainly inorganic particles.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013175409A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Gs Yuasa Corp Lithium secondary battery
JP2014220109A (en) * 2013-05-08 2014-11-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2015032215A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 华为技术有限公司 Nonaqueous organic high-voltage electrolyte additive, nonaqueous organic high-voltage electrolyte and lithium ion secondary battery
KR20150069459A (en) * 2013-12-13 2015-06-23 한양대학교 산학협력단 Electrolyte and lithium secondary cell comprising the same
WO2019059365A1 (en) 2017-09-22 2019-03-28 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous electrolyte secondary battery, and energy device
JP2020068212A (en) * 2018-10-26 2020-04-30 三星電子株式会社Samsung Electronics Co., Ltd. Lithium battery
CN113991178A (en) * 2021-10-26 2022-01-28 远景动力技术(江苏)有限公司 Non-aqueous electrolyte of lithium ion battery and application thereof
US11251466B2 (en) 2018-03-14 2022-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Lithium secondary battery including electrolyte containing trialkoxyalkylsilane compound
WO2023087168A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 Electrolyte, secondary battery, battery module, battery pack, and electric device
WO2023100766A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 パナソニックエナジ-株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7475836B2 (en) 2018-10-26 2024-04-30 三星電子株式会社 Lithium battery

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321311A (en) * 1995-05-24 1996-12-03 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery
JPH0982313A (en) * 1995-09-07 1997-03-28 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004039510A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Denso Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the electrolyte
JP2004171981A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using the same
JP2006294597A (en) * 2005-03-17 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
JP2007123098A (en) * 2005-10-28 2007-05-17 Sony Corp Battery
JP2007165297A (en) * 2005-11-16 2007-06-28 Mitsubishi Chemicals Corp Lithium secondary battery
JP2007242303A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium ion secondary battery

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321311A (en) * 1995-05-24 1996-12-03 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery
JPH0982313A (en) * 1995-09-07 1997-03-28 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004039510A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Denso Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the electrolyte
JP2004171981A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using the same
JP2006294597A (en) * 2005-03-17 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
JP2007123098A (en) * 2005-10-28 2007-05-17 Sony Corp Battery
JP2007165297A (en) * 2005-11-16 2007-06-28 Mitsubishi Chemicals Corp Lithium secondary battery
JP2007242303A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium ion secondary battery

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013175409A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Gs Yuasa Corp Lithium secondary battery
JP2014220109A (en) * 2013-05-08 2014-11-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2015032215A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 华为技术有限公司 Nonaqueous organic high-voltage electrolyte additive, nonaqueous organic high-voltage electrolyte and lithium ion secondary battery
CN104425841A (en) * 2013-09-05 2015-03-18 华为技术有限公司 Nonaqueous organic high voltage electrolyte additive, nonaqueous organic high voltage electrolyte and lithium ion secondary battery
KR102216069B1 (en) * 2013-12-13 2021-02-16 한양대학교 산학협력단 Electrolyte and lithium secondary cell comprising the same
KR20150069459A (en) * 2013-12-13 2015-06-23 한양대학교 산학협력단 Electrolyte and lithium secondary cell comprising the same
WO2019059365A1 (en) 2017-09-22 2019-03-28 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous electrolyte secondary battery, and energy device
US11251466B2 (en) 2018-03-14 2022-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Lithium secondary battery including electrolyte containing trialkoxyalkylsilane compound
JP2020068212A (en) * 2018-10-26 2020-04-30 三星電子株式会社Samsung Electronics Co., Ltd. Lithium battery
JP7475836B2 (en) 2018-10-26 2024-04-30 三星電子株式会社 Lithium battery
CN113991178A (en) * 2021-10-26 2022-01-28 远景动力技术(江苏)有限公司 Non-aqueous electrolyte of lithium ion battery and application thereof
CN113991178B (en) * 2021-10-26 2023-08-04 远景动力技术(江苏)有限公司 Nonaqueous electrolyte for lithium ion battery and application thereof
WO2023087168A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 Electrolyte, secondary battery, battery module, battery pack, and electric device
WO2023100766A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 パナソニックエナジ-株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery

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