JP2010135265A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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康介 萩山
Naoto Suzuki
直人 鈴木
Masakazu Kobayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery for making long-period reliability and the output characteristics improve. <P>SOLUTION: In the nonaqueous electrolyte secondary battery having a battery element including a unit cell layer in which a positive electrode in which a positive electrode active material layer is formed on a surface of a current collector, a negative electrode in which a negative electrode active material layer is formed on the surface of the current collector are laminated via an electrolyte layer; and compressive stress, when an electrolyte (1) used for the negative electrode active material layer is strained by 50%, is smaller than that when the electrolyte (2) used for the positive electrode active material layer, is strained by 50%. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、非水電解質二次電池、ならびに当該電池を用いた組電池および車両に関するものである。特に、本発明は、長期信頼性および出力特性に優れた非水電解質二次電池、ならびに当該電池を用いた組電池および車両に関するものである。   The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery, an assembled battery using the battery, and a vehicle. In particular, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in long-term reliability and output characteristics, and an assembled battery and a vehicle using the battery.

近年、大気汚染や地球温暖化に対処するため、二酸化炭素量の低減が切に望まれており、自動車業界も例外ではない。電気自動車やハイブリッド電気自動車の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が盛んに行われている。   In recent years, in order to cope with air pollution and global warming, reduction of the amount of carbon dioxide has been eagerly desired, and the automobile industry is no exception. Expectations have been gathered for the reduction of carbon dioxide emissions through the introduction of electric vehicles and hybrid electric vehicles, and motor-driven secondary batteries that hold the key to their practical use are being actively developed.

モータ駆動用二次電池としては、全ての電池の中で最も高い理論エネルギーを有するリチウムイオン二次電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。リチウムイオン二次電池は、一般に、正極活物質等を正極集電体に塗布した正極および負極活物質等を負極集電体に塗布した負極が、液体または固体状電解質層を介して接続され、電池ケースに収納される構成を有している。   As a secondary battery for driving a motor, a lithium ion secondary battery having the highest theoretical energy among all the batteries is attracting attention, and is currently being developed rapidly. In general, a lithium ion secondary battery has a positive electrode obtained by applying a positive electrode active material or the like to a positive electrode current collector and a negative electrode obtained by applying a negative electrode active material or the like to a negative electrode current collector via a liquid or solid electrolyte layer, It has the structure accommodated in a battery case.

このようなリチウムイオン二次電池において、開発動向として電池の高エネルギー密度化および高出力が要請されており、その方策として薄型の電池の開発が進んでいる。このような薄型軽量の電池を得る手法として、溶液であった電解質部分を固体状にし、薄型化を図ったポリマー電池がある。   In such a lithium ion secondary battery, as a development trend, high energy density and high output of the battery are demanded, and development of a thin battery is progressing as a countermeasure. As a technique for obtaining such a thin and light battery, there is a polymer battery in which the electrolyte portion that is a solution is made solid to reduce the thickness.

一方、このようなポリマー電池では、電極活物質として合金系材料や炭素質材料などが用いられている。しかし、充放電反応に伴い、電極活物質がリチウムイオンの吸蔵放出に伴い膨張収縮する。例えば、グラファイトのような炭素系負極活物質を用いた場合には、層間距離に対して約10%の、また、合金系活物質では、電極体積に対して200%近くの体積変化を伴う。そして、これらの電極に、高分子固体電解質や電解液成分を含むゲル電解質を用いた場合には、充放電サイクルを繰り返していくうちに、界面のコンタクトが低下したり、電極の膨張収縮が電解質層に圧力として作用する。このため、電解液が局所的に不足したり、電解液が滲み出したりして、電池の長期信頼性の低下が起こる。また、高分子固体電解質や電解液成分を含むゲル電解質を用いることで、拡散が低下し、電解液のみを用いる非水系二次電池に比較して、出力特性が低下するという問題もある。   On the other hand, in such a polymer battery, an alloy material or a carbonaceous material is used as an electrode active material. However, with the charge / discharge reaction, the electrode active material expands and contracts as the lithium ions are stored and released. For example, when a carbon-based negative electrode active material such as graphite is used, the volume change is approximately 10% with respect to the interlayer distance, and with an alloy-based active material, the volume change is nearly 200% with respect to the electrode volume. When a polymer solid electrolyte or a gel electrolyte containing an electrolytic solution component is used for these electrodes, contact between the interfaces decreases or the expansion and contraction of the electrodes may decrease as the electrolyte is repeatedly charged and discharged. Acts as a pressure on the layer. For this reason, the electrolytic solution is locally insufficient or the electrolytic solution oozes out, resulting in a decrease in long-term reliability of the battery. Further, the use of a polymer solid electrolyte or a gel electrolyte containing an electrolytic solution component causes a problem that diffusion is reduced and output characteristics are lowered as compared with a non-aqueous secondary battery using only an electrolytic solution.

このような問題を解決すべく、例えば、特許文献1では、一定の機械的強度を有する構造体にゲル状電解質を含有させた電解質層を用いることが報告されている。特許文献1によると、ゲル電解質中に含まれる電解液の保持性を向上することで、出力特性を向上さている。
特開平11−354160号公報
In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 reports using an electrolyte layer containing a gel electrolyte in a structure having a certain mechanical strength. According to Patent Document 1, the output characteristics are improved by improving the retention of the electrolyte contained in the gel electrolyte.
JP-A-11-354160

しかし、特許文献1では、負極側でのガス発生に対する機構を設けていないため、負極の膨張収縮に対して負極界面の剥離が生じ、長期信頼性に問題がある。その上、特許文献1では、ゲル電解質の電導度が低いため、目的の出力特性が低いという問題もある。   However, in Patent Document 1, since a mechanism for gas generation on the negative electrode side is not provided, peeling of the negative electrode interface occurs due to expansion and contraction of the negative electrode, which causes a problem in long-term reliability. In addition, Patent Document 1 has a problem that the target output characteristics are low because the conductivity of the gel electrolyte is low.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、長期信頼性および出力特性を向上させる非水系二次電池を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a non-aqueous secondary battery that improves long-term reliability and output characteristics.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行なった結果、負極活物質層が正極活物質層に比してやわらかくなるような電解質を用いた非水電解質二次電池により、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a non-aqueous electrolyte secondary battery using an electrolyte that makes the negative electrode active material layer softer than the positive electrode active material layer. It has been found that the above problems can be solved, and the present invention has been completed.

本発明によれば、負極で発生するガスを効率よく逃がすことで、負極界面での剥離を抑制・防止できる。このため、長期信頼性および出力特性が向上した非水系二次電池が得られる。   According to the present invention, peeling at the negative electrode interface can be suppressed / prevented by efficiently releasing the gas generated in the negative electrode. For this reason, a non-aqueous secondary battery with improved long-term reliability and output characteristics can be obtained.

本発明は、集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極と、集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極とが電解質層を介して積層されてなる単電池層を含む電池要素を有する非水電解質二次電池であって、前記負極活物質層に使用される電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力が、前記正極活物質層に使用される電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力より小さい、非水電解質二次電池を提供する。   In the present invention, a positive electrode in which a positive electrode active material layer is formed on the surface of a current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material layer is formed on the surface of the current collector are stacked via an electrolyte layer. A nonaqueous electrolyte secondary battery having a battery element including a battery layer, wherein compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) used in the negative electrode active material layer is used in the positive electrode active material layer Provided is a nonaqueous electrolyte secondary battery having a smaller compressive stress at the time of 50% strain of the electrolyte (2).

リチウムイオン二次電池をはじめとする非水電解質二次電池では、電池要素をパッケージする際に内部に入り込んだ空気や負極の細孔内に残って吸着していた空気より、初回充放電時に、気泡が発生する。また、非水系とはいっても、少量(ppmオーダー)の水が電池内に存在するため、特に負極活物質に炭素系材料を用いたリチウムイオン二次電池では、組み立てた後に最初の充電を行うと、電池内部での反応により、水が分解して、水素や酸素を発生する。さらに、負極表面の被膜形成時に、電気抵抗が増大して電解液の分解(例えば、電解質塩であるリチウム塩の加水分解)などにより、炭化水素、炭素酸化物(例えば、二酸化炭素)などのガスが発生する。従来のポリマー電池では、負極活物質層と電解質層との界面の柔軟性が低いため、ガスが移動しにくい。このようなガスを電池内部に放置すると、電池が膨らみ、または電池内圧が上昇して、ガスが活物質層を押し上げて電極からの剥離等が起こるなど、積層構造に悪影響を与える。すなわち、ガスの電池内での存在は、充放電特性や電池寿命等の特性が低下する原因となりうる。また、このようにガスが発生した部分では、リチウムイオンの移動が阻害されるため、電池特性低下を引き起こす原因ともなりうる。上記したように、負極界面で生じるガスによる諸問題を解決しうる手段を講じる必要がある。   In non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, air that has entered the interior of the battery element when packaged or air that remains adsorbed in the pores of the negative electrode, during the first charge and discharge, Bubbles are generated. In addition, even though it is non-aqueous, since a small amount (ppm order) of water exists in the battery, the lithium ion secondary battery using a carbon-based material as the negative electrode active material is charged for the first time after assembly. Then, due to the reaction inside the battery, water is decomposed to generate hydrogen and oxygen. Furthermore, during the formation of a coating on the negative electrode surface, gas such as hydrocarbons and carbon oxides (for example, carbon dioxide) increases due to the increase in electrical resistance and decomposition of the electrolyte solution (for example, hydrolysis of lithium salt, which is an electrolyte salt). Will occur. In the conventional polymer battery, since the flexibility of the interface between the negative electrode active material layer and the electrolyte layer is low, the gas hardly moves. If such a gas is left inside the battery, the battery swells or the internal pressure of the battery rises, and the gas pushes up the active material layer to cause peeling from the electrode, which adversely affects the laminated structure. That is, the presence of gas in the battery can cause deterioration of characteristics such as charge / discharge characteristics and battery life. Further, in the portion where the gas is generated in this way, the movement of lithium ions is hindered, which may cause a decrease in battery characteristics. As described above, it is necessary to take measures to solve various problems caused by the gas generated at the negative electrode interface.

これに対して、本発明では、負極活物質層では、50%歪み時の圧縮応力の低い電解質(1)が使用される。このように負極活物質層に形態変化の大きい柔軟性を付与することにより、負極界面にガスが発生しても、ガスが発生場所にとどまることなく、容易に移動でき、反応部位外に逃げる。ゆえに、このような構造をとることによって、ガス発生による諸問題を低減することができる。   On the other hand, in the present invention, the negative electrode active material layer uses an electrolyte (1) having a low compressive stress at the time of 50% strain. Thus, by providing the negative electrode active material layer with flexibility having a large shape change, even if gas is generated at the negative electrode interface, the gas can be easily moved without remaining at the generation site and escapes from the reaction site. Therefore, by taking such a structure, various problems due to gas generation can be reduced.

また、上述したように、高分子固体電解質や電解液成分を含むゲル電解質を用いたポリマー電池では、充放電反応に伴い、電極活物質がリチウムイオンの吸蔵放出に伴い膨張収縮する。このような状態で充放電サイクルを繰り返していくと、界面のコンタクトが低下したり、電極の膨張収縮が電解質層に圧力として作用したりする。このため、電解液が局所的に不足したり、電解液が滲み出したりして、電池の長期信頼性の低下が起こる。特に、負極活物質にケイ素(Si)を使用する場合には、充電に伴い、Liとの合金化により活物質中のリチウム量が増加し、Li15Si組成までは、いわゆるアモルファス状態であり、体積変化が比較的小さく、安定領域である。更に充電がなされると、Li15Si組成を超えてリチウム量が増大して、アモルファス状態から結晶状態に変化し、不安定領域に達し、その際に大幅な体積の膨張が生じ、放電時には、逆に大きな体積の収縮が生じる。こうした膨張収縮により粒子の崩壊(微細化)が起こり、電極の劣化が進行することになる。即ち、膨張収縮による活物質粒子の崩壊により、活物質の一部が集電体への電子の流れから切断されるため電池反応に寄与し得なくなる。 In addition, as described above, in a polymer battery using a solid polymer electrolyte or a gel electrolyte containing an electrolytic solution component, the electrode active material expands and contracts as the lithium ions are occluded and released along with the charge / discharge reaction. When the charge / discharge cycle is repeated in such a state, the contact at the interface is lowered, or the expansion / contraction of the electrode acts as a pressure on the electrolyte layer. For this reason, the electrolytic solution is locally insufficient or the electrolytic solution oozes out, resulting in a decrease in long-term reliability of the battery. In particular, when silicon (Si) is used for the negative electrode active material, the amount of lithium in the active material increases due to alloying with Li due to charging, and the Li 15 Si 4 composition is in a so-called amorphous state. The volume change is relatively small, and it is a stable region. When the battery is further charged, the amount of lithium exceeds the Li 15 Si 4 composition, changes from an amorphous state to a crystalline state, reaches an unstable region, and at that time, a significant volume expansion occurs. Conversely, a large volume of shrinkage occurs. Such expansion and contraction causes particle collapse (miniaturization), and deterioration of the electrode proceeds. That is, due to the collapse of the active material particles due to expansion and contraction, a part of the active material is cut off from the flow of electrons to the current collector, and thus cannot contribute to the battery reaction.

これに対して、本発明では、50%歪み時の圧縮応力の低い電解質(1)を負極に使用して、負極活物質層に形態変化の大きい柔軟性を付与する。これにより、電極、特に負極で膨張収縮が起きても、負極活物質層が軟らかいため、ここで膨張収縮を吸収することができる。このため、本発明は電池性能の低下の抑制・防止に有効である。   On the other hand, in the present invention, the electrolyte (1) having a low compressive stress at the time of 50% strain is used for the negative electrode, thereby giving the negative electrode active material layer flexibility with a large form change. Thereby, even if expansion | swelling shrinkage | contraction occurs with an electrode, especially a negative electrode, since a negative electrode active material layer is soft, expansion | swelling shrinkage | contraction can be absorbed here. For this reason, this invention is effective in suppression and prevention of the fall of battery performance.

一方、本発明では、正極活物質層では、負極活物質層に比して、50%歪み時の圧縮応力の高い電解質(2)が使用される。上述したように、正極側では、負極に比して、ガスがあまり発生しないため、ガス発生や膨張収縮による諸問題が起こりにくい。逆に、このように正極活物質層を形態変化の小さい硬い構造とすることにより、ゲル電解質の活物質層での保持性を高めることができる。このため、液漏れや短絡を抑制・防止して、電池の寿命を延ばして、長期信頼性を確保することができる。   On the other hand, in the present invention, the positive electrode active material layer uses an electrolyte (2) having a high compressive stress at 50% strain as compared with the negative electrode active material layer. As described above, on the positive electrode side, as much gas is not generated as compared with the negative electrode, various problems due to gas generation and expansion / contraction are unlikely to occur. On the contrary, the retention property of the gel electrolyte in the active material layer can be improved by making the positive electrode active material layer have a hard structure with little change in shape. For this reason, liquid leakage and a short circuit can be suppressed and prevented, the lifetime of a battery can be extended, and long-term reliability can be ensured.

以下、図面を参照しながら、本発明のリチウムイオン電池の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみには制限されない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the lithium ion battery of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention should be determined based on the description of the claims, and only in the following forms: Not limited. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.

まず、本発明に係る非水電解質二次電池は、容量が大きく、長期信頼性や出力特性に優れることから、車両の駆動電源用等として好適に利用できる。この他にも、小型で高容量化が強く求められる携帯電話やノート型パソコンなどの携帯・モバイル機器向けの非水電解質二次電池にも十分に適用可能である。   First, since the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has a large capacity and is excellent in long-term reliability and output characteristics, it can be suitably used as a drive power source for vehicles. In addition to this, the present invention can be sufficiently applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries for portable / mobile devices such as mobile phones and notebook computers that are strongly required to be small in size and have a high capacity.

本発明の対象となるリチウムイオン電池は、例えば、形態・構造で区別した場合には、積層型(扁平型)電池、巻回型(円筒型)電池など、従来公知のいずれの形態・構造にも適用し得るものである。積層型(扁平型)電池構造を採用することで簡単な熱圧着などのシール技術により長期信頼性を確保でき、コスト面や作業性の点では有利である。   The lithium ion battery that is the subject of the present invention is, for example, any conventionally known form / structure, such as a stacked (flat) battery or a wound (cylindrical) battery, when distinguished by form / structure. Is also applicable. By adopting a stacked (flat) battery structure, long-term reliability can be secured by a sealing technique such as simple thermocompression bonding, which is advantageous in terms of cost and workability.

また、リチウムイオン電池内の電気的な接続形態(電極構造)で見た場合、双極型でない(内部並列接続タイプ)電池および双極型(内部直列接続タイプ)電池のいずれにも適用し得るものである。これらのうち、双極型電池は、積層型電池に比して一層の高出力密度および高電圧を有しうる利点があるため好ましい。積層型電池は正極および負極のそれぞれからリード線をとり、当該リード線を介して隣の電池と接続される。このため、リード線の長さに相当して電子の伝導パスが長くなり、電池の出力が低くなる。これに対して双極型電池は、集電体を介して縦方向(電極の積層方向)に電流が流れるため、電子の伝導パスを短くでき、高出力になる。これにより、電池電圧の高い電池が構成できる。   Also, when viewed in terms of electrical connection (electrode structure) in a lithium ion battery, it can be applied to both non-bipolar (internal parallel connection type) batteries and bipolar (internal series connection type) batteries. is there. Of these, bipolar batteries are preferred because they have the advantage of having a higher power density and higher voltage than stacked batteries. A stacked battery takes lead wires from each of a positive electrode and a negative electrode, and is connected to an adjacent battery via the lead wires. For this reason, the conduction path of electrons becomes longer corresponding to the length of the lead wire, and the output of the battery is lowered. On the other hand, in the bipolar battery, current flows in the vertical direction (electrode stacking direction) through the current collector, so that the electron conduction path can be shortened and the output is high. Thereby, a battery with a high battery voltage can be constituted.

リチウムイオン電池内の電解質の種類で区別した場合には、電解質に非水系の電解液等の溶液電解質を用いた溶液電解質型電池、電解質に高分子電解質を用いたポリマー電池など従来公知のいずれの電解質のタイプにも適用し得るものである。電解質に高分子電解質を用いたポリマー電池に好ましく適用される。該ポリマー電池は、更に高分子ゲル電解質(単にゲル電解質ともいう)を用いたゲル電解質型電池、高分子固体電解質(単にポリマー電解質ともいう)を用いた固体高分子(全固体)型電池に分けられる。このうち、ポリマー電池、なかでも固体高分子(全固体)型電池は、液漏れが生じないので、液絡の問題が無く信頼性が高く、かつ簡易な構成で出力特性に優れた電池を形成することができる点で有利である。   When distinguished by the type of electrolyte in the lithium ion battery, any of the conventionally known ones such as a solution electrolyte type battery using a solution electrolyte such as a non-aqueous electrolyte for the electrolyte, a polymer battery using a polymer electrolyte for the electrolyte, etc. It can also be applied to electrolyte types. It is preferably applied to a polymer battery using a polymer electrolyte as an electrolyte. The polymer battery is further divided into a gel electrolyte type battery using a polymer gel electrolyte (also simply referred to as a gel electrolyte) and a solid polymer (all solid) type battery using a polymer solid electrolyte (also simply referred to as a polymer electrolyte). It is done. Among them, polymer batteries, especially solid polymer (all solid) batteries, do not cause liquid leakage, so there is no problem of liquid junction, high reliability, and a simple configuration with excellent output characteristics. This is advantageous in that it can be done.

以下の説明では、本発明の双極型でない(内部並列接続タイプ)リチウムイオン電池及び双極型(内部直列接続タイプ)のリチウムイオン電池につき図面を用いて説明するが、決してこれらに制限されるべきものではない。   In the following description, a non-polar type (internal parallel connection type) lithium ion battery and a bipolar type (internal series connection type) lithium ion battery according to the present invention will be described with reference to the drawings. is not.

図1は、本発明のリチウムイオン電池の代表的な一実施形態である、双極型でない積層型のリチウムイオン二次電池(以下、単にリチウムイオン電池ともいう)の全体構造を模式的に表した断面概略図である。   FIG. 1 schematically shows the overall structure of a laminated lithium ion secondary battery (hereinafter also simply referred to as a lithium ion battery) which is a typical embodiment of the lithium ion battery of the present invention. FIG.

図1に示すように、本実施形態のリチウムイオン電池10は、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素(電池要素)21が、外装であるラミネートシート29の内部に封止された構造を有する。詳しくは、高分子−金属複合ラミネートシートを電池の外装として用いて、その周辺部の全部を熱融着にて接合することにより、発電要素21を収納し密封した構成を有している。   As shown in FIG. 1, in the lithium ion battery 10 of this embodiment, a substantially rectangular power generation element (battery element) 21 in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside a laminate sheet 29 that is an exterior. It has a structure. Specifically, the power generation element 21 is housed and sealed by using a polymer-metal composite laminate sheet as the battery exterior and joining all of its peripheral parts by thermal fusion.

発電要素21は、正極集電体11の両面に正極活物質層13が配置された正極と、電解質層17と、負極集電体12の両面に負極活物質層15が配置された負極とを積層した構成を有している。具体的には、1つの正極活物質層13とこれに隣接する負極活物質層15とが、電解質層17を介して対向するようにして、正極、電解質層および負極がこの順に積層されている。   The power generation element 21 includes a positive electrode in which the positive electrode active material layer 13 is disposed on both surfaces of the positive electrode current collector 11, an electrolyte layer 17, and a negative electrode in which the negative electrode active material layer 15 is disposed on both surfaces of the negative electrode current collector 12. It has a stacked configuration. Specifically, the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode are laminated in this order so that one positive electrode active material layer 13 and the negative electrode active material layer 15 adjacent thereto face each other with the electrolyte layer 17 therebetween. .

これにより、隣接する正極、電解質層および負極は、1つの単電池層19を構成する。従って、本実施形態のリチウムイオン電池10は、単電池層19が複数積層されることで、電気的に並列接続されてなる構成を有するともいえる。また、単電池層19の外周には、隣接する正極集電体11と負極集電体12との間を絶縁するためのシール部(絶縁層)(図示せず;後述する図4の符号31を参照)が設けられていてもよい。発電要素21の両最外層に位置する最外層正極集電体には、いずれも片面のみに正極活物質層12が配置されているが、両面に活物質層が設けられてもよい。なお、図3とは正極および負極の配置を逆にすることで、発電要素21の両最外層に最外層負極集電体が位置するようにし、該最外層負極集電体の片面のみに負極活物質層が配置されているようにしてもよい。   Thereby, the adjacent positive electrode, electrolyte layer, and negative electrode constitute one unit cell layer 19. Therefore, it can be said that the lithium ion battery 10 of the present embodiment has a configuration in which a plurality of single battery layers 19 are stacked and electrically connected in parallel. Further, on the outer periphery of the unit cell layer 19, a seal portion (insulating layer) for insulating between the adjacent positive electrode current collector 11 and negative electrode current collector 12 (not shown; reference numeral 31 in FIG. 4 described later) May be provided. Although the positive electrode active material layer 12 is disposed on only one side of the outermost layer positive electrode current collector located on both outermost layers of the power generation element 21, active material layers may be provided on both sides. In addition, the arrangement of the positive electrode and the negative electrode is reversed from that in FIG. 3 so that the outermost negative electrode current collector is positioned in both outermost layers of the power generation element 21, and the negative electrode is formed only on one side of the outermost negative electrode current collector. An active material layer may be arranged.

正極集電体11および負極集電体12は、各電極(正極および負極)と導通される正極集電板25および負極集電板27がそれぞれ取り付けられ、ラミネートシート29の端部に挟まれるようにしてラミネートシート29の外部に導出される構造を有している。正極集電板25および負極集電板27はそれぞれ、必要に応じて正極リードおよび負極リード(図示せず)を介して、各電極の正極集電体11および負極集電体12に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられていてもよい。   The positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 12 are attached to a positive electrode current collector plate 25 and a negative electrode current collector plate 27 that are electrically connected to the respective electrodes (positive electrode and negative electrode), and are sandwiched between end portions of the laminate sheet 29. Thus, it has a structure led out of the laminate sheet 29. The positive electrode current collector plate 25 and the negative electrode current collector plate 27 are ultrasonically welded to the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 12 of each electrode, respectively, via a positive electrode lead and a negative electrode lead (not shown) as necessary. Or resistance welding or the like.

図2は、本発明のリチウムイオン電池の他の代表的な他の一実施形態である双極型の積層型リチウムイオン二次電池(以下、単に双極型リチウムイオン電池とも称する)の全体構造を模式的に表わした概略断面図である。しかし、本発明の技術的範囲はかような形態のみに制限されない。   FIG. 2 schematically shows the overall structure of a bipolar stacked lithium ion secondary battery (hereinafter also simply referred to as a bipolar lithium ion battery), which is another typical embodiment of the lithium ion battery of the present invention. FIG. However, the technical scope of the present invention is not limited to such a form.

図2に示す本実施形態の双極型電池10’は、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素(電池要素;積層体)21が、電池外装材であるラミネートフィルム29の内部に封止された構造を有する。   In the bipolar battery 10 ′ of this embodiment shown in FIG. 2, a substantially rectangular power generation element (battery element; laminate) 21 in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside a laminate film 29 that is a battery exterior material. It has a stopped structure.

図2に示すように、本実施形態の双極型電池10’の発電要素21は、集電体11の一方の面に電気的に結合した正極活物質層13が形成され、前記集電体11の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層15が形成された複数の双極型電極を有する。各双極型電極は、電解質層17を介して積層されて発電要素21を形成する。なお、電解質層17は、基材としてのセパレータの面方向中央部に電解質が保持されてなる構成を有する。この際、一の双極型電極の正極活物質層13と前記一の双極型電極に隣接する他の双極型電極の負極活物質層15とが電解質層17を介して向き合うように、各双極型電極および電解質層17が交互に積層されている。すなわち、一の双極型電極の正極活物質層13と前記一の双極型電極に隣接する他の双極型電極の負極活物質層15との間に電解質層17が挟まれて配置されている。   As shown in FIG. 2, in the power generation element 21 of the bipolar battery 10 ′ of the present embodiment, a positive electrode active material layer 13 that is electrically coupled to one surface of the current collector 11 is formed. And a plurality of bipolar electrodes having a negative electrode active material layer 15 electrically coupled to the opposite surface. Each bipolar electrode is stacked via the electrolyte layer 17 to form the power generation element 21. The electrolyte layer 17 has a configuration in which an electrolyte is held at the center in the surface direction of a separator as a base material. At this time, each bipolar type is formed such that the positive electrode active material layer 13 of one bipolar electrode and the negative electrode active material layer 15 of another bipolar electrode adjacent to the one bipolar electrode face each other through the electrolyte layer 17. Electrodes and electrolyte layers 17 are alternately stacked. That is, the electrolyte layer 17 is disposed between the positive electrode active material layer 13 of one bipolar electrode and the negative electrode active material layer 15 of another bipolar electrode adjacent to the one bipolar electrode.

隣接する正極活物質層13、電解質層17、および負極活物質層15は、一つの単電池層(=電池単位ないし単セル)19を構成する。したがって、双極型電池10’は、単電池層19が積層されてなる構成を有するともいえる。また、電解質層17からの電解液の漏れによる液絡を防止する目的で、単電池層19の外周部にはシール部31が配置されている。該シール部31を設けることで、隣接する集電体11間を絶縁し、隣接する電極間の接触による短絡を防止することもできる。なお、発電要素21の最外層に位置する正極側の最外層集電体11aには、片面のみに正極活物質層13が形成されている。また、発電要素21の最外層に位置する負極側の最外層集電体11bには、片面のみに負極活物質層15が形成されている。ただし、正極側の最外層集電体11aの両面に正極活物質層13が形成されてもよい。同様に、負極側の最外層集電体11bの両面に負極活物質層13が形成されてもよい。   The adjacent positive electrode active material layer 13, electrolyte layer 17, and negative electrode active material layer 15 constitute one single battery layer (= battery unit or single cell) 19. Therefore, it can be said that the bipolar battery 10 ′ has a configuration in which the single battery layers 19 are stacked. Further, for the purpose of preventing liquid junction due to leakage of the electrolytic solution from the electrolyte layer 17, a seal portion 31 is disposed on the outer peripheral portion of the unit cell layer 19. By providing the seal portion 31, it is possible to insulate between the adjacent current collectors 11 and prevent a short circuit due to contact between adjacent electrodes. A positive electrode active material layer 13 is formed only on one side of the positive electrode outermost layer current collector 11 a located in the outermost layer of the power generation element 21. The negative electrode active material layer 15 is formed only on one surface of the outermost current collector 11b on the negative electrode side located in the outermost layer of the power generation element 21. However, the positive electrode active material layer 13 may be formed on both surfaces of the outermost layer current collector 11a on the positive electrode side. Similarly, the negative electrode active material layer 13 may be formed on both surfaces of the outermost layer current collector 11b on the negative electrode side.

さらに、図2に示す双極型二次電池10’では、正極側最外層集電体11aに隣接するように正極集電板25が配置され、これが延長されて電池外装材であるラミネートシート29から導出している。一方、負極側最外層集電体11bに隣接するように負極集電板27が配置され、同様にこれが延長されて電池の外装であるラミネートシート29から導出している。   Further, in the bipolar secondary battery 10 ′ shown in FIG. 2, a positive electrode current collector plate 25 is disposed so as to be adjacent to the positive electrode side outermost layer current collector 11a, and this is extended to form a laminate sheet 29 that is a battery exterior material. Derived. On the other hand, the negative electrode current collector plate 27 is disposed so as to be adjacent to the negative electrode side outermost layer current collector 11b, which is similarly extended and led out from the laminate sheet 29 which is an exterior of the battery.

図2に示す双極型電池10’においては、通常、各単電池層19の周囲にシール部31が設けられる。このシール部31は、電池内で隣り合う集電体14どうしが接触したり、発電要素21における単電池層19の端部の僅かな不揃いなどに起因する短絡が起こったりするのを防止する目的で設けられる。かようなシール部31の設置により、長期間の信頼性および安全性が確保され、高品質の双極型電池10’が提供されうる。   In the bipolar battery 10 ′ shown in FIG. 2, a seal portion 31 is usually provided around each single cell layer 19. The purpose of this seal portion 31 is to prevent the adjacent current collectors 14 in the battery from contacting each other and the occurrence of a short circuit due to a slight irregularity at the end of the unit cell layer 19 in the power generation element 21. Is provided. By installing such a seal portion 31, long-term reliability and safety can be ensured, and a high-quality bipolar battery 10 'can be provided.

なお、単電池層19の積層回数は、所望する電圧に応じて調節する。また、双極型電池10’では、電池の厚みを極力薄くしても十分な出力が確保できれば、単電池層19の積層回数を少なくしてもよい。双極型電池10’でも、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、発電要素21を電池外装材であるラミネートシート29に減圧封入し、正極集電板25及び負極集電板27をラミネートシート29の外部に取り出した構造とするのがよい。   Note that the number of stacks of the unit cell layers 19 is adjusted according to a desired voltage. In the bipolar battery 10 ′, the number of times the single battery layer 19 is stacked may be reduced if a sufficient output can be secured even if the battery is made as thin as possible. Even in the bipolar battery 10 ′, in order to prevent external impact and environmental degradation during use, the power generation element 21 is sealed under reduced pressure in a laminate sheet 29 that is a battery exterior material, and the positive current collector plate 25 and the negative current collector. It is preferable that the plate 27 be taken out of the laminate sheet 29.

リチウムイオン電池10と双極型電池10’の各構成要件および製造方法に関しては、双方の電池内の電気的な接続形態(電極構造)が異なることを除いては、基本的には同様である。よって、上記したリチウムイオン電池10の各構成要件を中心に、以下説明する。ただし、双極型電池10’の各構成要件および製造方法に関しても、同様の構成要件及び製造方法を適宜利用して構成ないし製造することができることは言うまでもない。また、本発明のリチウムイオン電池10および/または双極型電池10’を用いて、組電池や車両を構成することもできる。   The constituent elements and the manufacturing method of the lithium ion battery 10 and the bipolar battery 10 'are basically the same except that the electrical connection form (electrode structure) in both batteries is different. Therefore, it demonstrates below centering on each component of the above-mentioned lithium ion battery 10. FIG. However, it goes without saying that the constituent elements and the manufacturing method of the bipolar battery 10 ′ can be configured or manufactured by appropriately using the same constituent elements and manufacturing method. Moreover, an assembled battery and a vehicle can also be comprised using the lithium ion battery 10 and / or bipolar battery 10 'of this invention.

本発明において、負極活物質層は、50%歪み時の圧縮応力が小さい電解質(1)が使用される。また、正極活物質層は、負極活物質層に比して50%歪み時の圧縮応力の大きい電解質(2)が使用される。このように、負極活物質層を軟らかい構造とすることにより、負極側で発生するガスを効率よく反応部位から逃がし、また、膨張収縮を有効に吸収することができる。また、正極活物質層を硬い構造とすることにより、液漏れや短絡を有効に抑制・防止できる。これにより、大きな容量、優れた出力特性を達成しうる。なお、本発明では、負極活物質層は積層構造を有していてもよい。このような場合には、少なくとも電解質層と負極活物質層との界面には、本発明に係る50%歪み時の圧縮応力の低い電解質(1)が使用される。これにより、本発明による効果は十分達成できる。また、負極活物質層が積層構造を有する場合の電解質層と接しない他の層は、従来と同様の負極活物質層とすることができる。同様にして、正極活物質層は積層構造を有していてもよい。このような場合には、少なくとも電解質層と正極活物質層との界面には、本発明に係る50%歪み時の圧縮応力の大きい電解質(2)が使用される。これにより、本発明による効果は十分達成できる。また、正極活物質層が積層構造を有する場合の電解質層と接しない他の層は、従来と同様の正極活物質層とすることができる。   In the present invention, the negative electrode active material layer uses an electrolyte (1) having a small compressive stress at 50% strain. The positive electrode active material layer uses an electrolyte (2) having a large compressive stress at 50% strain as compared with the negative electrode active material layer. Thus, by making a negative electrode active material layer into a soft structure, the gas generated on the negative electrode side can be efficiently released from the reaction site, and expansion and contraction can be effectively absorbed. Further, by making the positive electrode active material layer a hard structure, liquid leakage and short circuit can be effectively suppressed / prevented. Thereby, a large capacity and excellent output characteristics can be achieved. In the present invention, the negative electrode active material layer may have a laminated structure. In such a case, the electrolyte (1) having a low compressive stress at 50% strain according to the present invention is used at least at the interface between the electrolyte layer and the negative electrode active material layer. Thereby, the effect by this invention can fully be achieved. Moreover, the other layer which is not in contact with the electrolyte layer when the negative electrode active material layer has a laminated structure can be a negative electrode active material layer similar to the conventional one. Similarly, the positive electrode active material layer may have a laminated structure. In such a case, the electrolyte (2) having a large compressive stress at 50% strain according to the present invention is used at least at the interface between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer. Thereby, the effect by this invention can fully be achieved. Moreover, the other layer which is not in contact with the electrolyte layer in the case where the positive electrode active material layer has a laminated structure can be a positive electrode active material layer similar to the conventional one.

本明細書において、「電解質」とは、溶媒中に溶解した際に、陽イオンと陰イオンに電離する物質を意味する。なお、下記に詳述するが、電解質が全固体電解質である場合には、「電解質(1)」または「電解質(2)」は、全固体型電解質のみを意味する。また、電解質がゲル電解質である場合には、「電解質(1)」または「電解質(2)」は、マトリックスポリマー中に電解液を保持させたゲル電解質(高分子ゲル電解質)を意味する。   In the present specification, the “electrolyte” means a substance that ionizes into a cation and an anion when dissolved in a solvent. As will be described in detail below, when the electrolyte is an all-solid electrolyte, “electrolyte (1)” or “electrolyte (2)” means only an all-solid electrolyte. When the electrolyte is a gel electrolyte, the “electrolyte (1)” or “electrolyte (2)” means a gel electrolyte (polymer gel electrolyte) in which an electrolytic solution is held in a matrix polymer.

本発明において、電解質(1)と電解質(2)との50%歪み時の圧縮応力の大小関係は、上記効果を達成しうるものであれば特に制限されない。具体的には、負極活物質層の電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力に対する、正極活物質層の電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力の比が、1を超えて100以下であることが好ましい。このような範囲であれば、長期信頼性および出力特性を向上することができる。より好ましくは、負極活物質層の50%歪み時の圧縮応力に対する、正極活物質層の50%歪み時の圧縮応力の比が、1を超えて50以下、特に好ましくは1を超えて10以下である。なお、本明細書において、「50%歪み時の圧縮応力」とは、電解質の荷重−歪−応力を測定することにより測定され、下記実施例で測定される値を意味する。   In the present invention, the magnitude relationship of the compressive stress at the time of 50% strain between the electrolyte (1) and the electrolyte (2) is not particularly limited as long as the above effect can be achieved. Specifically, the ratio of the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (2) of the positive electrode active material layer to the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) of the negative electrode active material layer exceeds 1 and is 100. The following is preferable. Within such a range, long-term reliability and output characteristics can be improved. More preferably, the ratio of the compressive stress at 50% strain of the positive electrode active material layer to the compressive stress at 50% strain of the negative electrode active material layer is more than 1 and 50 or less, particularly preferably more than 1 and 10 or less. It is. In the present specification, “compressive stress at 50% strain” means a value measured by measuring the load-strain-stress of the electrolyte and measured in the following examples.

また、負極活物質層に使用される電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力は、上記したように、発生したガスを逃がし、また膨張収縮を適宜吸収することができれば特に制限されない。好ましくは、電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力は、0.01〜2.5MPa、より好ましくは0.01〜1.3MPaである。このような50%歪み時の圧縮応力を有する電解質(1)を負極活物質層に用いることにより、発生したガスを十分逃がし、膨張収縮を効率よく吸収することができ、優れた出力特性及び長期信頼性を達成することができる。   Further, the compressive stress at the time of 50% strain of the electrolyte (1) used in the negative electrode active material layer is not particularly limited as long as the generated gas can be released and expansion and contraction can be appropriately absorbed. Preferably, the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) is 0.01 to 2.5 MPa, more preferably 0.01 to 1.3 MPa. By using the electrolyte (1) having a compressive stress at the time of 50% strain for the negative electrode active material layer, the generated gas can be sufficiently released, and the expansion and contraction can be efficiently absorbed. Reliability can be achieved.

正極活物質層に使用される電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力は、上記したように、液漏れや短絡を抑制・防止することができれば特に制限されない。好ましくは、電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力は、0.02〜3.0Mpa、より好ましくは0.05〜1.8Mpaである。このような50%歪み時の圧縮応力を有する電解質(2)を正極活物質層に用いることにより、液漏れや短絡を十分抑制・防止することが可能である。   The compressive stress at the time of 50% strain of the electrolyte (2) used for the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as liquid leakage and short circuit can be suppressed / prevented as described above. Preferably, the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (2) is 0.02 to 3.0 Mpa, more preferably 0.05 to 1.8 Mpa. By using such an electrolyte (2) having a compressive stress at 50% strain in the positive electrode active material layer, it is possible to sufficiently suppress and prevent liquid leakage and short circuit.

以下、本発明に係る非水電解質二次電池の各構成要素について説明する。   Hereinafter, each component of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described.

<正極/負極活物質層>
本発明において、負極活物質層および正極活物質層で使用される電解質の形態は特に制限されず、電解質は、液体、ゲル、または固体のいずれの形態であってもよい。電池が破損した際の安全性や液絡の防止を考慮すると、電解質は、ゲル電解質、全固体電解質のような固体高分子電解質であることが好ましい。すなわち、電解質(1)および(2)の少なくとも一方は、固体高分子電解質であることが好ましい。電解質として固体高分子電解質を用いることにより漏液を防止することが可能となる。ひいては、液絡を防ぎ信頼性の高いリチウムイオン電池を構成できるからである。ここで、「固体高分子電解質」とは、詳しくは、後述するが、高分子ゲル電解質、固体高分子型電解質、無機固体型電解質すべてを含めるものとする。
<Positive electrode / negative electrode active material layer>
In the present invention, the form of the electrolyte used in the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer is not particularly limited, and the electrolyte may be in any form of liquid, gel, or solid. In consideration of safety when the battery is damaged and prevention of liquid junction, the electrolyte is preferably a solid polymer electrolyte such as a gel electrolyte or an all-solid electrolyte. That is, it is preferable that at least one of the electrolytes (1) and (2) is a solid polymer electrolyte. Liquid leakage can be prevented by using a solid polymer electrolyte as the electrolyte. As a result, a liquid junction can be prevented and a highly reliable lithium ion battery can be constituted. Here, the “solid polymer electrolyte” will be described later in detail, but includes a polymer gel electrolyte, a solid polymer electrolyte, and an inorganic solid electrolyte.

電解質としては、具体的には、従来公知の材料として、(a)ゲル電解質(高分子ゲル電解質)、(b)全固体高分子電解質(高分子固体電解質、無機固体型電解質)、(c)液体電解質(電解液)などが好ましく挙げられる。以下、これらの電解質について詳述する。   Specific examples of the electrolyte include conventionally known materials: (a) gel electrolyte (polymer gel electrolyte), (b) all solid polymer electrolyte (polymer solid electrolyte, inorganic solid electrolyte), (c) A liquid electrolyte (electrolyte) is preferred. Hereinafter, these electrolytes will be described in detail.

(a)ゲル電解質(高分子ゲル電解質)
ゲル電解質(高分子ゲル電解質)とは、マトリックスポリマー(ホストポリマー)中に電解液を保持させたものをいう。電解質としてゲル電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、集電体への電解質の流出をおさえ、各層間のイオン伝導性を遮断することが容易になる点で優れている。
(A) Gel electrolyte (polymer gel electrolyte)
The gel electrolyte (polymer gel electrolyte) refers to an electrolyte solution held in a matrix polymer (host polymer). The use of a gel electrolyte as the electrolyte is superior in that the fluidity of the electrolyte is lost, the electrolyte is prevented from flowing out to the current collector, and the ion conductivity between the layers can be easily blocked.

上記ゲル電解質(高分子ゲル電解質)は、下記に詳述するように、PEO、PPOなどの全固体型高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含ませることにより作製される。また、PVdF、PAN、PMMAなど、リチウムイオン伝導性をもたない高分子の骨格中に、電解液を保持させたものも、ゲル電解質(高分子ゲル電解質)に含まれる。ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率は、特に限定されない。ポリマー100%を全固体高分子電解質、電解液100%を液体電解質とすると、その中間体はすべてゲル電解質(高分子ゲル電解質)の概念に含まれる。また、セラミックなどの無機固体などイオン伝導性を持つ無機固体型電解質も全固体型電解質にあたる。よって、上記高分子ゲル電解質、固体高分子型電解質、無機固体型電解質すべてを含めて固体電解質とする。   As described in detail below, the gel electrolyte (polymer gel electrolyte) is prepared by including an electrolyte solution usually used in a lithium ion battery in an all solid polymer electrolyte such as PEO or PPO. Moreover, what hold | maintained electrolyte solution in polymer skeletons which do not have lithium ion conductivity, such as PVdF, PAN, and PMMA, is also contained in gel electrolyte (polymer gel electrolyte). The ratio of the polymer constituting the gel electrolyte and the electrolytic solution is not particularly limited. If 100% of the polymer is an all solid polymer electrolyte and 100% of the electrolyte is a liquid electrolyte, all of the intermediates are included in the concept of gel electrolyte (polymer gel electrolyte). An inorganic solid electrolyte having ion conductivity such as an inorganic solid such as ceramic corresponds to the all solid electrolyte. Therefore, the polymer gel electrolyte, the solid polymer electrolyte, and the inorganic solid electrolyte are all included in the solid electrolyte.

ゲル電解質として用いるマトリックスポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシドを主鎖または側鎖に持つポリマー(PEO)、ポリプロピレンオキシドを主鎖または側鎖に持つポリマー(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメタクリル酸エステル、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(PVdF−HFP)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリ(メチルアクリレート)(PMA)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)などが挙げられる。また、上記のポリマー等の混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体なども使用できる。これらのうち、PEO、PPOおよびそれらの共重合体、PVdF、PVdF−HFPを用いることが望ましい。   Examples of the matrix polymer used as the gel electrolyte include a polymer having polyethylene oxide in the main chain or side chain (PEO), a polymer having polypropylene oxide in the main chain or side chain (PPO), polyethylene glycol (PEG), polyacrylonitrile ( PAN), polymethacrylic ester, polyvinylidene fluoride (PVdF), copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene (PVdF-HFP), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl acrylate) (PMA), poly (methyl) Methacrylate) (PMMA). In addition, mixtures of the above-described polymers, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers, and the like can also be used. Among these, it is desirable to use PEO, PPO and their copolymers, PVdF, PVdF-HFP.

また、電解液(可塑剤)としては通常リチウムイオン電池に用いられる電解液を用いることが可能である。かかる電解液とは、電解質塩を溶媒に溶かしたものであり、電解質塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiSbF、LiAlCl、Li10Cl10、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN等の無機酸陰イオン塩、LiCFSO、Li(CFSON、LiBOB(リチウムビスオキサイドボレート)、LiBETI(リチウムビス(パーフルオロエチレンスルホニルイミド);Li(CSONとも記載)等の有機酸陰イオン塩などが挙げられる。これらの電解質塩は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、スルホラン、アセトニトリルなどが挙げられる。これらのうち、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、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が好ましい。これらの溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、電解液中のリチウム塩の濃度は、特に制限されないが、通常、0.5〜2.5モル/リットル程度が好ましい。 Moreover, as an electrolytic solution (plasticizer), it is possible to use an electrolytic solution usually used for a lithium ion battery. And such electrolyte, an electrolyte salt are those dissolved in a solvent, as the electrolyte salt, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2, inorganic acid anion salts such as LiSCN, LiCF 3 SO 3, Li (CF 3 SO 2) 2 N, LiBOB ( lithium bis oxide borate), LiBETI (lithium bis (perfluoro And an organic acid anion salt such as Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N). These electrolyte salts may be used alone or in the form of a mixture of two or more. As the solvent, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (GBL), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethoxyethane. , Sulfolane, acetonitrile and the like. Of these, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate are preferred. These solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more. The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is not particularly limited, but usually about 0.5 to 2.5 mol / liter is preferable.

本発明におけるゲル電解質中の電解液の割合としては、特に制限されるべきものではないが、上記したような電解質(1)及び(2)の所望の50%歪み時の圧縮応力によって適宜調節しうる。なお、電解質(1)及び(2)の50%歪み時の圧縮応力は、マトリックスポリマーや電解液の種類によって異なる。通常、マトリックスポリマーの含量は、マトリックスポリマーと電解液との合計に対して、0.1〜50質量%であり、より好ましくは1〜30質量%である。特に、PVdFをマトリックスポリマーとして使用する場合には、PVdFの含量は、マトリックスポリマーと電解液との合計に対して、1〜20質量%であり、より好ましくは1〜15質量%である。   The ratio of the electrolyte solution in the gel electrolyte in the present invention is not particularly limited, but is appropriately adjusted according to the desired compressive stress at the time of 50% strain of the electrolytes (1) and (2). sell. In addition, the compressive stress at the time of 50% distortion of the electrolytes (1) and (2) varies depending on the types of the matrix polymer and the electrolytic solution. Usually, the content of the matrix polymer is 0.1 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, based on the total of the matrix polymer and the electrolytic solution. In particular, when PVdF is used as the matrix polymer, the content of PVdF is 1 to 20% by mass, and more preferably 1 to 15% by mass, based on the total of the matrix polymer and the electrolytic solution.

また、50%歪み時の圧縮応力は、活物質層に使用される電解質の種類や量を制御することなどによって制御できる。以下、好ましい制御方法を記載するが、本発明は下記形態に限定されるものではない。一般的に、50%歪み時の圧縮応力は電解質の量に比例する。このため、活物質層内に含まれる電解質と電解液の量を規定することによって、50%歪み時の圧縮応力を適宜制御することができる。例えば、電解質(1)がゲル電解質層である場合には、マトリックスポリマー中に、ゲルポリマー電解質の質量(=マトリックスポリマーおよび電解質液の合計質量)に対して、50〜99.9質量%程度の電解液を保持させることが好ましい。より好ましくは、マトリックスポリマー中に、ゲルポリマー電解質の質量(=マトリックスポリマーおよび電解質液の合計質量)に対して、70〜97質量%程度の電解液を保持させることが好ましい。また、電解質(2)がゲル電解質層である場合には、マトリックスポリマー中に、ゲルポリマー電解質の質量(=マトリックスポリマーおよび電解質液の合計質量)に対して、50〜95量%程度の電解液を保持させることが好ましい。より好ましくは、マトリックスポリマー中に、ゲルポリマー電解質の質量(=マトリックスポリマーおよび電解質液の合計質量)に対して、70〜95質量%程度の電解液を保持させる。このようにしてマトリックスポリマー中の電解液の保持量を適宜調節することによって、50%歪み時の圧縮応力を所望のレベルに制御できる。   Further, the compressive stress at 50% strain can be controlled by controlling the type and amount of electrolyte used in the active material layer. Hereinafter, although the preferable control method is described, this invention is not limited to the following form. In general, the compressive stress at 50% strain is proportional to the amount of electrolyte. For this reason, the compression stress at the time of 50% strain can be appropriately controlled by defining the amounts of the electrolyte and the electrolyte contained in the active material layer. For example, when the electrolyte (1) is a gel electrolyte layer, about 50 to 99.9% by mass with respect to the mass of the gel polymer electrolyte (= total mass of the matrix polymer and the electrolyte solution) in the matrix polymer. It is preferable to hold the electrolytic solution. More preferably, it is preferable to hold about 70-97 mass% electrolyte solution with respect to the mass of a gel polymer electrolyte (= total mass of a matrix polymer and electrolyte solution) in a matrix polymer. Moreover, when electrolyte (2) is a gel electrolyte layer, about 50-95 mass% electrolyte solution with respect to the mass (= total mass of a matrix polymer and electrolyte solution) in gel polymer electrolyte in a matrix polymer. Is preferably retained. More preferably, about 70-95 mass% electrolyte solution is hold | maintained with respect to the mass of a gel polymer electrolyte (= total mass of a matrix polymer and electrolyte solution) in a matrix polymer. Thus, the compression stress at the time of 50% strain can be controlled to a desired level by appropriately adjusting the holding amount of the electrolytic solution in the matrix polymer.

ここで、電解質(1)または(2)がゲル電解質である場合に、ゲル電解質を含む活物質層の形成方法は、特に制限されず、従来公知の方法が同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。例えば、(ア)冷却によってゲル化可能なポリマーが含有された電解液を加温状態で使用して常温までポリマーを冷却する方法、(イ)モノマーが含有された電解液を使用してモノマーを重合させる方法などを採用することができる。   Here, when the electrolyte (1) or (2) is a gel electrolyte, the method for forming the active material layer containing the gel electrolyte is not particularly limited, and a conventionally known method is applied in the same manner or appropriately modified. it can. For example, (a) a method of cooling a polymer to room temperature by using an electrolyte containing a polymer that can be gelled by cooling in a heated state, and (a) a monomer using an electrolyte containing a monomer. A polymerization method or the like can be employed.

上記方法のうち、(ア)の方法では、通常、活物質層表面に電解液を塗付して適度の時間放置するだけで十分であるが、活物質層の空隙に電解液が含浸する速度を高めるため、圧入や真空含浸などの操作を行ってもよい。ゲル電解質は、活物質層内の空隙を完全に充填して形成されることが好ましいが、ある程度の空隙が残留しても電池特性に大きな支障はない。電池特性が低下する程の空隙が生じる場合は、上述の様な含浸速度を高める方法を採用するのが好ましい。なお、上記(ア)で使用されるゲル化可能なポリマーは、上記マトリックスポリマーから適宜選択される。具体的には、PMMA、PEMA、PMA、PEA、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、PVdF、PVdF−HFP、PANなどが挙げられる。   Of the above methods, in the method (a), it is usually sufficient to apply an electrolytic solution to the surface of the active material layer and leave it for an appropriate period of time, but the rate at which the electrolytic solution impregnates the voids in the active material layer. In order to increase the pressure, operations such as press-fitting and vacuum impregnation may be performed. The gel electrolyte is preferably formed by completely filling the voids in the active material layer, but even if a certain amount of voids remain, there is no significant problem with battery characteristics. In the case where voids are generated to such a degree that the battery characteristics are deteriorated, it is preferable to employ a method for increasing the impregnation rate as described above. The gelable polymer used in (a) above is appropriately selected from the matrix polymers. Specific examples include PMMA, PEMA, PMA, PEA, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, PVdF, PVdF-HFP, and PAN.

また、上記(イ)の方法は、電解液の粘度が低いため、活物質層の空隙中に電解液を含浸させるのが容易である。活物質層の厚さは通常1mm以下であるため、電解液の含浸は速やかに完了する。また、いずれの方法による場合も塗膜にカレンダー処理を加えることにより、塗膜を圧密し活物質の充填量を高めることができる。なお、上記(イ)で使用されるモノマーは、所望のゲル電解質の種類によって適宜選択される。重合の制御が容易で且つ重合時に副生成物が発生しない付加重合により生成される高分子が好適である。特に、反応性不飽和基含有モノマーの付加重合により生成される高分子は、その生産性にも優れる。具体的には、反応性不飽和基含有モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロニトリル等が挙げられる。また、上記モノマーの重合方法としては、熱、紫外線、電子線などによる公知の方法が適用できる。生産性の観点から紫外線による方法が好ましい。この場合、反応を効果的に進行させるため、電解液に紫外線に反応する重合開始剤を配合することも出来る。紫外線重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンジル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ビアセチル、ベンゾイルパーオキザイド等が挙げられる。   In the method (a), since the viscosity of the electrolytic solution is low, it is easy to impregnate the electrolytic solution in the voids of the active material layer. Since the thickness of the active material layer is usually 1 mm or less, the impregnation with the electrolytic solution is completed quickly. Further, in any method, by applying a calendar treatment to the coating film, the coating film can be consolidated and the active material filling amount can be increased. In addition, the monomer used by said (a) is suitably selected according to the kind of desired gel electrolyte. Polymers that are easy to control polymerization and that are produced by addition polymerization that does not generate by-products during polymerization are preferred. In particular, a polymer produced by addition polymerization of a reactive unsaturated group-containing monomer is excellent in productivity. Specifically, the reactive unsaturated group-containing monomer includes acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, Examples include polyethylene glycol monoacrylate, ethoxyethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, and acrylonitrile. In addition, as a method for polymerizing the monomer, a known method using heat, ultraviolet rays, electron beams or the like can be applied. From the viewpoint of productivity, a method using ultraviolet rays is preferred. In this case, in order to effectively advance the reaction, a polymerization initiator that reacts with ultraviolet rays can be blended in the electrolytic solution. Examples of the ultraviolet polymerization initiator include benzoin, benzyl, acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, biacetyl, benzoyl peroxide and the like.

より具体的には、溶媒に電解質塩を溶解させて、電解液を調製する。この電解液に、マトリクスポリマーおよび重合開始剤を添加して、電解質前駆体溶液を調製する。次に、活物質層を上記電解質前駆体溶液に浸漬した後、余分な電解質前駆体溶液を除去することにより、含浸活物質層を得る。さらに、含浸活物質層の電解質を重合する。ここで、活物質層の電解質前駆体溶液への浸漬条件は、活物質層に電解質前駆体溶液が十分染み込むような条件であれば特に制限されない。具体的には、活物質層を、電解質前駆体溶液中に、15〜60℃、より好ましくは20〜50℃の温度で、1〜120分間、より好ましくは5〜60分間、浸漬することが好ましい。また、所定条件で浸漬した後は、余分な電解質前駆体溶液を除去するが、この際に使用できる方法としては、特に制限されず、公知の方法が使用できる。例えば、電解質前駆体溶液が染み込んだ活物質層を、履形フィルムで挟んだ後、ロールなどで軽くしごく方法;電解質前駆体溶液が染み込んだセパレータ基材を軽く絞る方法などが好ましく使用できる。   More specifically, an electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt in a solvent. A matrix polymer and a polymerization initiator are added to this electrolytic solution to prepare an electrolyte precursor solution. Next, after immersing the active material layer in the electrolyte precursor solution, the excess electrolyte precursor solution is removed to obtain an impregnated active material layer. Further, the electrolyte of the impregnated active material layer is polymerized. Here, the conditions for immersing the active material layer in the electrolyte precursor solution are not particularly limited as long as the electrolyte precursor solution is sufficiently infiltrated into the active material layer. Specifically, the active material layer may be immersed in the electrolyte precursor solution at a temperature of 15 to 60 ° C., more preferably 20 to 50 ° C. for 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes. preferable. Moreover, after immersing on predetermined conditions, an excess electrolyte precursor solution is removed, However, It does not restrict | limit especially as a method which can be used in this case, A well-known method can be used. For example, a method in which an active material layer soaked with an electrolyte precursor solution is sandwiched between footwear films and then lightly squeezed with a roll or the like; a method in which a separator substrate soaked with an electrolyte precursor solution is lightly squeezed can be preferably used.

(b)全固体型電解質(高分子固体電解質、無機固体型電解質)
電解質として全固体型電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、集電体層への電解質の流出がなくなり各層間のイオン伝導性を遮断することが可能になる点で優れている。
(B) All solid electrolyte (polymer solid electrolyte, inorganic solid electrolyte)
The use of an all solid electrolyte as the electrolyte is superior in that the fluidity of the electrolyte is lost, the electrolyte does not flow out to the current collector layer, and the ion conductivity between the layers can be blocked.

全固体型電解質としては、例えば、PEO、PPO、これらの共重合体などの公知の高分子固体電解質、セラミックなどのイオン伝導性を持つ無機固体型電解質が挙げられる。高分子固体電解質中には、イオン伝導性を確保するためにリチウム塩が含まれる。リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiSbF、LiAlCl、Li10Cl10、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN等の無機酸陰イオン塩、LiCFSO、Li(CFSON、LiBOB(リチウムビスオキサイドボレート)、LiBETI(リチウムビス(パーフルオロエチレンスルホニルイミド);Li(CSONとも記載)等の有機酸陰イオン塩などが挙げられる。好ましくは、LiBF、LiPF、LiN(SOCF、LiN(SOが使用できる。なお、上記リチウム塩は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。 Examples of the all solid electrolyte include known solid polymer electrolytes such as PEO, PPO, and copolymers thereof, and inorganic solid electrolytes having ion conductivity such as ceramic. The solid polymer electrolyte contains a lithium salt to ensure ionic conductivity. The lithium salt, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2, inorganic acid anions such as LiSCN Ionic salt, LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiBOB (lithium bisoxide borate), LiBETI (lithium bis (perfluoroethylenesulfonylimide); Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N Organic acid anion salts, etc.). Preferably, LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 can be used. In addition, the said lithium salt may be used independently or may be used with the form of 2 or more types of mixtures.

(c)液体電解質(電解液)
電解液とは、電解質塩を溶媒に溶かしたものが挙げられる。ここで、電解質塩としては、特に制限されない。具体的には、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiSbF、LiAlCl、Li10Cl10、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN等の無機酸陰イオン塩、LiCFSO、Li(CFSON、LiBOB(リチウムビスオキサイドボレート)、LiBETI(リチウムビス(パーフルオロエチレンスルホニルイミド);Li(CSONとも記載)等の有機酸陰イオン塩などが挙げられる。これらの電解質塩は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、溶媒もまた、特に制限されない。具体的には、溶媒としては、EC、PC、GBL、DMC、DECなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
(C) Liquid electrolyte (electrolyte)
Examples of the electrolytic solution include those obtained by dissolving an electrolyte salt in a solvent. Here, the electrolyte salt is not particularly limited. Specifically, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2, inorganic acid anions such as LiSCN Ionic salt, LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiBOB (lithium bisoxide borate), LiBETI (lithium bis (perfluoroethylenesulfonylimide); Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N Organic acid anion salts, etc.). These electrolyte salts may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Also, the solvent is not particularly limited. Specifically, examples of the solvent include EC, PC, GBL, DMC, and DEC. These solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

本発明に係る正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方は、網目構造または空孔構造を有することが好ましい。電解質(1)または(2)が液体電解質である場合には、一般的に、積層体の面に沿った方向から注液する場合には、各層の中央部付近に一番液が浸透しにくいため、各工程で液体電解質を注液しても液体電解質が十分浸透しない部分が生じる虞がある。しかし、このような構造をとると、面方向への電解液の浸透を促進でき、リチウムイオンを取り込みやすい。なお、面の深さ(厚み)方向は液の浸透距離が短いので、十分に浸透することができると共に、イオン伝導性を十分確保できる。ここで、正極活物質層および負極活物質層はいずれか一方あるいは双方ともが、上記したような構造を有することが好ましいが、より好ましくは少なくとも負極活物質層が上記構造を有することが好ましい。活物質層が網目構造または空孔構造を有する場合には、活物質層の空隙率は、電解液の浸透を促進でき、イオン伝導性を十分確保できる値であれば特に制限されない。正極活物質層および負極活物質層の空隙率は、それぞれ、10〜40%であることが好ましい。ここで、正極活物質層および負極活物質層の空隙率は、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。各層の空隙率が、10%以上であれば十分な空隙を確保することができ液状物質を十分量行き渡らせることができる。逆に、40%以下であれば二次電池として十分な容量を確保できる。また、正極活物質層の空隙率と負極活物質層の空隙率との関係は、特に制限されな。好ましくは、負極活物質層の空隙率に対する正極活物質層の空隙の割合が、80〜120%とするのがよい。なお、上記空隙率は、正極層および負極層が1層である場合には当該1層の空隙率を、および2層以上の積層体である場合においては各層の空隙率を、それぞれ、意味する。   At least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer according to the present invention preferably has a network structure or a pore structure. When the electrolyte (1) or (2) is a liquid electrolyte, generally, when the liquid is injected from the direction along the surface of the laminate, the liquid hardly penetrates most in the vicinity of the center of each layer. For this reason, even if the liquid electrolyte is injected in each step, there may be a portion where the liquid electrolyte does not sufficiently penetrate. However, with such a structure, penetration of the electrolyte solution in the surface direction can be promoted, and lithium ions can be easily taken up. In addition, since the penetration depth of the liquid is short in the depth (thickness) direction of the surface, the surface can be sufficiently penetrated and ion conductivity can be sufficiently secured. Here, either one or both of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer preferably have the above-described structure, and more preferably, at least the negative electrode active material layer has the above structure. When the active material layer has a network structure or a pore structure, the porosity of the active material layer is not particularly limited as long as it can promote the penetration of the electrolytic solution and sufficiently ensure the ionic conductivity. The porosity of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is preferably 10 to 40%, respectively. Here, the porosity of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may be the same or different. If the porosity of each layer is 10% or more, sufficient voids can be secured and a sufficient amount of liquid material can be spread. On the contrary, if it is 40% or less, a sufficient capacity as a secondary battery can be secured. Further, the relationship between the porosity of the positive electrode active material layer and the porosity of the negative electrode active material layer is not particularly limited. Preferably, the ratio of the voids of the positive electrode active material layer to the porosity of the negative electrode active material layer is 80 to 120%. In addition, the said porosity means the porosity of the said 1 layer, when a positive electrode layer and a negative electrode layer are one layer, and the porosity of each layer in the case of being a laminated body of two or more layers, respectively. .

上述したように、活物質層は、集電体上に形成され、充放電反応の中心を担う活物質を含む層である。上述したように、負極活物質層は、50%歪み時の圧縮応力の低い電解質(1)を含む。また、正極活物質層は、50%歪み時の圧縮応力の高い電解質(2)を含む。また、各活物質層は、活物質を含む。すなわち、正極活物質層は正極活物質を含む。負極活物質層は負極活物質を含む。   As described above, the active material layer is a layer including an active material that is formed on the current collector and plays a central role in the charge / discharge reaction. As described above, the negative electrode active material layer includes the electrolyte (1) having a low compressive stress at the time of 50% strain. Further, the positive electrode active material layer includes an electrolyte (2) having a high compressive stress at the time of 50% strain. Each active material layer contains an active material. That is, the positive electrode active material layer includes a positive electrode active material. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material.

ここで、正極活物質は、放電時にイオンを吸蔵し、充電時にイオンを放出する組成を有する。好ましい一例としては、遷移金属とリチウムとの複合酸化物であるリチウム−遷移金属複合酸化物が挙げられる。具体的には、LiCoOなどのLi・Co系複合酸化物、LiNiOなどのLi・Ni系複合酸化物、スピネルLiMnなどのLi・Mn系複合酸化物、LiFeOなどのLi・Fe系複合酸化物およびこれらの遷移金属の一部を他の元素により置換したものなどが使用できる。これらリチウム−遷移金属複合酸化物は、反応性、サイクル特性に優れ、低コストな材料である。そのためこれらの材料を電極に用いることにより、出力特性に優れた電池を形成することが可能である。この他、前記正極活物質としては、LiFePOなどの遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物;V、MnO、TiS、MoS、MoOなどの遷移金属酸化物や硫化物;PbO、AgO、NiOOHなど、を用いることもできる。上記正極活物質は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。正極活物質の平均粒子径は、特に制限されないが、正極活物質の高容量化、反応性、サイクル耐久性の観点からは、好ましくは1〜100μm、より好ましくは1〜20μmである。このような範囲であれば、二次電池は、高出力条件下での充放電時における電池の内部抵抗の増大が抑制され、充分な電流を取り出しうる。なお、正極活物質が2次粒子である場合には該2次粒子を構成する1次粒子の平均粒子径が10nm〜1μmの範囲であるのが望ましいといえるが、本発明では、必ずしも上記範囲に制限されるものではない。ただし、製造方法にもよるが、正極活物質が凝集、塊状などにより2次粒子化したものでなくても良いことはいうまでもない。かかる正極活物質の粒径および1次粒子の粒径は、レーザー回折法を用いて得られたメディアン径使用できる。なお、正極活物質の形状は、その種類や製造方法等によって取り得る形状が異なり、例えば、球状(粉末状)、板状、針状、柱状、角状などが挙げられるがこれらに限定されるものではなく、いずれの形状であれ問題なく使用できる。好ましくは、充放電特性などの電池特性を向上し得る最適の形状を適宜選択するのが望ましい。 Here, the positive electrode active material has a composition that occludes ions during discharge and releases ions during charge. A preferable example is a lithium-transition metal composite oxide that is a composite oxide of a transition metal and lithium. Specifically, Li · Co-based composite oxide such as LiCoO 2, Li · Ni-based composite oxide such as LiNiO 2, Li · Mn-based composite oxide such as spinel LiMn 2 O 4, Li · such LiFeO 2 Fe-based composite oxides and those obtained by replacing some of these transition metals with other elements can be used. These lithium-transition metal composite oxides are excellent in reactivity and cycle characteristics, and are low-cost materials. Therefore, it is possible to form a battery having excellent output characteristics by using these materials for electrodes. In addition, examples of the positive electrode active material include transition metal oxides such as LiFePO 4 and lithium phosphate compounds and sulfuric acid compounds; transition metal oxides such as V 2 O 5 , MnO 2 , TiS 2 , MoS 2 , and MoO 3 , and sulfides. Materials; PbO 2 , AgO, NiOOH, etc. can also be used. The positive electrode active material may be used alone or in the form of a mixture of two or more. The average particle diameter of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 20 μm, from the viewpoint of increasing the capacity, reactivity, and cycle durability of the positive electrode active material. Within such a range, the secondary battery can suppress an increase in the internal resistance of the battery during charging and discharging under high output conditions, and can extract a sufficient current. When the positive electrode active material is secondary particles, it can be said that the average particle diameter of the primary particles constituting the secondary particles is preferably in the range of 10 nm to 1 μm. It is not limited to. However, it goes without saying that, depending on the manufacturing method, the positive electrode active material may not be a secondary particle formed by aggregation, agglomeration, or the like. As the particle diameter of the positive electrode active material and the particle diameter of the primary particles, a median diameter obtained using a laser diffraction method can be used. The shape of the positive electrode active material varies depending on the type and manufacturing method, and examples thereof include a spherical shape (powdered shape), a plate shape, a needle shape, a column shape, and a square shape, but are not limited thereto. Any shape can be used without any problems. Preferably, an optimal shape that can improve battery characteristics such as charge / discharge characteristics is appropriately selected.

また、負極活物質は、放電時にイオンを放出し、充電時にイオンを吸蔵できる組成を有する。負極活物質は、リチウムを可逆的に吸蔵および放出できるものであれば特に制限されないが、負極活物質の例としては、SiやSnなどの金属、或いはTiO、Ti、TiO、もしくはSiO、SiO、SnOなどの金属酸化物、Li4/3Ti5/3もしくはLiMnNなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物、Li−Pb系合金、Li−Al系合金、Li、または天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、もしくはハードカーボンなどの炭素材料などが好ましく挙げられる。また、負極活物質は、リチウムと合金化する元素を含むことが好ましい。リチウムと合金化する元素を用いることにより、従来の炭素系材料に比べて高いエネルギー密度を有する高容量及び優れた出力特性の電池を得ることが可能となる。上記負極活物質は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。 Further, the negative electrode active material has a composition that releases ions during discharging and can store ions during charging. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release lithium. Examples of the negative electrode active material include metals such as Si and Sn, TiO, Ti 2 O 3 , TiO 2 , or Metal oxides such as SiO 2 , SiO, SnO 2 , complex oxides of lithium and transition metals such as Li 4/3 Ti 5/3 O 4 or Li 7 MnN, Li—Pb alloys, Li—Al alloys , Li, or carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon, or hard carbon. Moreover, it is preferable that a negative electrode active material contains the element alloyed with lithium. By using an element that forms an alloy with lithium, it is possible to obtain a battery having a high capacity and an excellent output characteristic having a higher energy density than that of a conventional carbon-based material. The negative electrode active material may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

上記のリチウムと合金化する元素としては、以下に制限されることはないが、具体的には、Si、Ge、Sn、Pb、Al、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Cl等が挙げられる。これらの中でも、容量およびエネルギー密度に優れた電池を構成できる観点から、炭素材料、ならびに/またはSi、Ge、Sn、Pb、Al、In、およびZnからなる群より選択される少なくとも1種以上の元素を含むことが好ましく、炭素材料、Si、またはSnの元素を含むことが特に好ましい。これらは1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。   The element alloying with lithium is not limited to the following, but specifically, Si, Ge, Sn, Pb, Al, In, Zn, H, Ca, Sr, Ba, Ru, Rh, Ir, Pd, Pt, Ag, Au, Cd, Hg, Ga, Tl, C, N, Sb, Bi, O, S, Se, Te, Cl, and the like. Among these, from the viewpoint of configuring a battery having excellent capacity and energy density, at least one selected from the group consisting of carbon materials and / or Si, Ge, Sn, Pb, Al, In, and Zn. It is preferable to include an element, and it is particularly preferable to include an element of a carbon material, Si, or Sn. These may be used alone or in combination of two or more.

負極活物質の平均粒子径は、特に制限されないが、負極活物質の高容量化、反応性、サイクル耐久性の観点からは、好ましくは1〜100μm、より好ましくは1〜20μmである。このような範囲であれば、二次電池は、高出力条件下での充放電時における電池の内部抵抗の増大が抑制され、充分な電流を取り出しうる。なお、負極活物質が2次粒子である場合には該2次粒子を構成する1次粒子の平均粒子径が10nm〜1μmの範囲であるのが望ましいといえるが、本発明では、必ずしも上記範囲に制限されるものではない。ただし、製造方法にもよるが、負極活物質が凝集、塊状などにより2次粒子化したものでなくても良いことはいうまでもない。かかる負極活物質の粒径および1次粒子の粒径は、レーザー回折法を用いて得られたメディアン径使用できる。なお、負極活物質の形状は、その種類や製造方法等によって取り得る形状が異なり、例えば、球状(粉末状)、板状、針状、柱状、角状などが挙げられるがこれらに限定されるものではなく、いずれの形状であれ問題なく使用できる。好ましくは、充放電特性などの電池特性を向上し得る最適の形状を適宜選択するのが望ましい。   The average particle size of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 20 μm from the viewpoint of increasing the capacity, reactivity, and cycle durability of the negative electrode active material. Within such a range, the secondary battery can suppress an increase in the internal resistance of the battery during charging and discharging under high output conditions, and can extract a sufficient current. In addition, when the negative electrode active material is secondary particles, it can be said that the average particle diameter of primary particles constituting the secondary particles is desirably in the range of 10 nm to 1 μm. It is not limited to. However, it goes without saying that, depending on the manufacturing method, the negative electrode active material may not be a secondary particle formed by aggregation, lump or the like. As the particle diameter of the negative electrode active material and the particle diameter of the primary particles, a median diameter obtained by using a laser diffraction method can be used. The shape of the negative electrode active material varies depending on the type and manufacturing method, and examples thereof include a spherical shape (powdered shape), a plate shape, a needle shape, a column shape, and a square shape, but are not limited thereto. Any shape can be used without any problems. Preferably, an optimal shape that can improve battery characteristics such as charge / discharge characteristics is appropriately selected.

活物質層には、必要であれば、その他の物質が含まれてもよい。例えば、導電助剤、バインダ等が含まれうる。また、イオン伝導性ポリマーが含まれる場合には、前記ポリマーを重合させるための重合開始剤が含まれてもよい。   The active material layer may contain other materials if necessary. For example, a conductive aid, a binder, and the like can be included. When an ion conductive polymer is included, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.

導電助剤とは、活物質層の導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト等のカーボン粉末や、気相成長炭素繊維(VGCF;登録商標)等の種々の炭素繊維、膨張黒鉛などが挙げられる。しかし、導電助剤がこれらに限定されないことは言うまでもない。   A conductive support agent means the additive mix | blended in order to improve the electroconductivity of an active material layer. Examples of the conductive aid include carbon powders such as acetylene black, carbon black, ketjen black, and graphite, various carbon fibers such as vapor grown carbon fiber (VGCF; registered trademark), expanded graphite, and the like. However, it goes without saying that the conductive assistant is not limited to these.

バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリイミド、PTFE、SBR、合成ゴム系バインダ等が挙げられる。しかし、バインダがこれらに限定されないことはいうまでもない。また、バインダとゲル電解質として用いるマトリックスポリマーとが同じ場合には、バインダを使用する必要はない。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyimide, PTFE, SBR, and a synthetic rubber binder. However, it goes without saying that the binder is not limited to these. When the binder and the matrix polymer used as the gel electrolyte are the same, it is not necessary to use a binder.

活物質層に含まれる成分の配合比は、特に限定されない。配合比は、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。   The compounding ratio of the components contained in the active material layer is not particularly limited. The blending ratio can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about lithium ion secondary batteries.

活物質層の厚さについても特に制限はなく、非水電解質二次電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、活物質層の厚さは、好ましくは10〜100μm程度であり、より好ましくは20〜50μmである。活物質層が10μm程度以上であれば、電池容量が充分に確保されうる。一方、活物質層が100μm程度以下であれば、電極深部(集電体側)にリチウムイオンが拡散しにくくなることに伴う内部抵抗の増大という問題の発生が抑制されうる。   There is no restriction | limiting in particular also about the thickness of an active material layer, The conventionally well-known knowledge about a nonaqueous electrolyte secondary battery can be referred suitably. As an example, the thickness of the active material layer is preferably about 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm. If the active material layer is about 10 μm or more, the battery capacity can be sufficiently secured. On the other hand, if the active material layer is about 100 μm or less, it is possible to suppress the occurrence of the problem of an increase in internal resistance due to the difficulty in diffusing lithium ions in the electrode deep part (current collector side).

<集電体>
本発明において、集電体の材質は、特に限定されないが、具体的な例としては、例えば、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、チタン、モリブデン、バナジウム、ニオブ、アルミニウム、銅、銀、金、白金およびカーボンよりなる群から選ばれてなる少なくとも1種類の集電体材料、より好ましくはアルミニウム、チタン、銅、ニッケル、銀、またはステンレス(SUS)よりなる群から選ばれてなる少なくとも1種類の集電体材料などが好ましく挙げられ、これらは単層構造(例えば、箔の形態)で用いてもよいし、異なる種類の層で構成された多層構造で用いてもよいし、これらで被覆されたクラッド材(例えば、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材)を用いてもよい。あるいは、これらの集電体材料の組み合わせのめっき材なども好ましく使える。また、上記集電体材料である金属(アルミニウムを除く)表面に、他の集電体材料であるアルミニウムを被覆させた集電体であってもよい。また、場合によっては、2つ以上の上記集電体材料である金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい。上述の材質は、耐食性、導電性、または加工性などに優れる。集電体の一般的な厚さは、5〜50μmである。ただし、この範囲を外れる厚さの集電体を用いてもよい。
<Current collector>
In the present invention, the material of the current collector is not particularly limited, but specific examples include, for example, iron, chromium, nickel, manganese, titanium, molybdenum, vanadium, niobium, aluminum, copper, silver, gold, and platinum. And at least one current collector material selected from the group consisting of carbon and more preferably at least one current collector selected from the group consisting of aluminum, titanium, copper, nickel, silver, or stainless steel (SUS) Preferred examples include electrical materials, which may be used in a single layer structure (for example, in the form of a foil), may be used in a multilayer structure composed of different kinds of layers, or may be covered with these. A clad material (for example, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum) may be used. Alternatively, a plating material of a combination of these current collector materials can be preferably used. Further, a current collector in which the surface of a metal (excluding aluminum) as the current collector material is coated with aluminum as another current collector material may be used. Moreover, you may use the electrical power collector which bonded together the metal foil which is two or more said electrical power collector materials depending on the case. The above materials are excellent in corrosion resistance, conductivity, workability, and the like. The general thickness of the current collector is 5 to 50 μm. However, a current collector having a thickness outside this range may be used.

集電体の大きさは、電池の使用用途に応じて決定される。大型の電池に用いられる大型の電極を作製するのであれば、面積の大きな集電体が用いられる。小型の電極を作製するのであれば、面積の小さな集電体が用いられる。   The size of the current collector is determined according to the intended use of the battery. If a large electrode used for a large battery is manufactured, a current collector having a large area is used. If a small electrode is produced, a current collector with a small area is used.

集電体表面上への正極層(または負極層)の形成方法は、特に制限されず、公知の方法が同様にして使用できる。例えば、上記したように、正極活物質(または負極活物質)、ならびに必要であれば、イオン伝導性を高めるための電解質塩、電子伝導性を高めるための導電助剤、および結着剤を、適当な溶剤に分散、溶解などして、正極活物質液(または負極活物質液)を調製する。これを集電体上に塗布、乾燥して溶剤を除去した後、プレスすることによって、正極層(または負極層)が集電体上に形成される。この際、溶剤としては、特に制限されないが、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、シクロヘキサン、ヘキサンなどが用いられうる。結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を採用する場合には、NMPを溶媒として用いるとよい。   The method for forming the positive electrode layer (or the negative electrode layer) on the surface of the current collector is not particularly limited, and known methods can be used in the same manner. For example, as described above, a positive electrode active material (or a negative electrode active material), and if necessary, an electrolyte salt for increasing ionic conductivity, a conductive assistant for increasing electronic conductivity, and a binder, A positive electrode active material liquid (or a negative electrode active material liquid) is prepared by dispersing and dissolving in an appropriate solvent. This is applied onto a current collector, dried to remove the solvent, and then pressed to form a positive electrode layer (or negative electrode layer) on the current collector. In this case, the solvent is not particularly limited, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide, cyclohexane, hexane and the like can be used. When adopting polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, NMP may be used as a solvent.

上記方法において、正極活物質液(または負極活物質液)を集電体上に塗布・乾燥した後、プレスする。この際、プレス条件を調節することにより、正極層(または負極層)の空隙率が制御されうる。   In the above method, the positive electrode active material liquid (or the negative electrode active material liquid) is applied onto the current collector, dried, and then pressed. At this time, the porosity of the positive electrode layer (or the negative electrode layer) can be controlled by adjusting the pressing conditions.

プレス処理の具体的な手段やプレス条件は特に制限されず、プレス処理後の正極層(または負極層)の空隙率が所望の値となるように、適宜調節されうる。プレス処理の具体的な形態としては、例えば、ホットプレス機やカレンダーロールプレス機などが挙げられる。また、プレス条件(温度、圧力など)も特に制限されず、従来公知の知見が適宜参照されうる。   Specific means and press conditions for the press treatment are not particularly limited, and can be appropriately adjusted so that the porosity of the positive electrode layer (or the negative electrode layer) after the press treatment becomes a desired value. Specific examples of the press process include a hot press machine and a calendar roll press machine. Also, the pressing conditions (temperature, pressure, etc.) are not particularly limited, and conventionally known knowledge can be referred to as appropriate.

正極層および負極層の厚さは、特に制限されないが、10〜200μm、特に20〜100μmとするのがよい。この際、正極層および負極層の厚さは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。   The thicknesses of the positive electrode layer and the negative electrode layer are not particularly limited, but are preferably 10 to 200 μm, particularly 20 to 100 μm. At this time, the thicknesses of the positive electrode layer and the negative electrode layer may be the same or different.

また、正極層および負極層は、それぞれ、1層であってもあるいは2層以上の積層体であってもよい。正極層および負極層が積層体である場合の積層数は、特に制限されず、下記に詳述される液状電解質の注液のしやすさやイオン伝導性などを考慮すると、1〜3層であることが好ましい。   Each of the positive electrode layer and the negative electrode layer may be a single layer or a laminate of two or more layers. When the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminates, the number of layers is not particularly limited, and is 1 to 3 in consideration of ease of liquid electrolyte injection and ion conductivity, which will be described in detail below. It is preferable.

正極層および負極層が積層体である場合において、正極層および負極層は、負極層の厚み方向に対して空孔率の異なる複数の層からなることが好ましい。ここで、正極層および負極層はいずれか一方あるいは双方ともが、上記したような負極層の厚み方向に対して空孔率の異なる複数の層からなる構造を有していてもよいが、好ましくは少なくとも負極層が上記構造を有することが好ましい。また、このような構造は、上記と同様の方法を用いて、正極層および負極層をそれぞれ繰り返し形成することによって達成される。   When the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminates, the positive electrode layer and the negative electrode layer are preferably composed of a plurality of layers having different porosity in the thickness direction of the negative electrode layer. Here, either one or both of the positive electrode layer and the negative electrode layer may have a structure composed of a plurality of layers having different porosity in the thickness direction of the negative electrode layer as described above. It is preferable that at least the negative electrode layer has the above structure. Such a structure is achieved by repeatedly forming the positive electrode layer and the negative electrode layer using the same method as described above.

<電解質層>
本発明の非水電解質二次電池においては、正極と負極との間に電解質層が設けられる。ここで、電解質層は、セパレータを有することが好ましく、この際、セパレータは、正極活物質層で使用される電解質(2)より50%歪み時の圧縮応力の小さい電解質が含浸されてなることが好ましい。ここで、負極活物質層で使用される電解質(1)がセパレータに含浸されてなることがより好ましい。このように50%歪み時の圧縮応力の低い軟らかい構造体を電解質層として設けることにより、電解質層側にガスが移動してもこのガスを容易に逃がすことができ、また、負極での膨張収縮をより効果的に吸収することができる。さらに、負極活物質層で使用される電解質(1)を電解質層に使用することにより、出力特性が向上できる。
<Electrolyte layer>
In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, an electrolyte layer is provided between the positive electrode and the negative electrode. Here, the electrolyte layer preferably has a separator. In this case, the separator is impregnated with an electrolyte having a compressive stress at 50% strain lower than that of the electrolyte (2) used in the positive electrode active material layer. preferable. Here, the separator (1) used in the negative electrode active material layer is more preferably impregnated in the separator. By providing a soft structure having a low compressive stress at 50% strain as the electrolyte layer in this way, even if the gas moves to the electrolyte layer side, this gas can be easily released, and expansion and contraction at the negative electrode Can be absorbed more effectively. Furthermore, output characteristics can be improved by using the electrolyte (1) used in the negative electrode active material layer for the electrolyte layer.

また、セパレータの構造は特に制限されず、1層のみ(セパレータ自体が電解質層を構成する)であっても、あるいは2層以上の積層体であってもよい。後者の場合、上記50%歪み時の圧縮応力の小さい電解質が含浸されてなるセパレータは、少なくとも負極活物質層と接するように配置されることが好ましく、負極活物質層及び正極活物質層双方と接するように配置されることがより好ましい。負極活物質層側に50%歪み時の圧縮応力の小さい電解質が含浸されてなるセパレータを配置することによって、負極側の膨張収縮を、負極活物質層に加えて、電解質層でも吸収することができる。また、このような場合には、負極表面の被膜形成時に生成したガスが電解質層側に移動した場合であっても、電解質層が軟らかいため、ガスが単電池層の外方に容易に移動しうる。   Further, the structure of the separator is not particularly limited, and may be only one layer (the separator itself constitutes the electrolyte layer) or may be a laminate of two or more layers. In the latter case, the separator impregnated with the electrolyte having a small compressive stress at the time of 50% strain is preferably disposed so as to be in contact with at least the negative electrode active material layer, and both the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer More preferably, they are arranged so as to contact each other. By disposing a separator impregnated with an electrolyte having a small compressive stress at 50% strain on the negative electrode active material layer side, expansion and contraction on the negative electrode side can be absorbed in the electrolyte layer in addition to the negative electrode active material layer. it can. In such a case, even when the gas generated during the coating formation on the negative electrode surface moves to the electrolyte layer side, the gas easily moves out of the unit cell layer because the electrolyte layer is soft. sell.

ここで、セパレータとしては、特に制限されず、公知のセパレータ基材が使用できる。例えば、微孔性ポリエチレンフィルム、微孔性ポリプロピレンフィルム、微孔性エチレン−プロピレンコポリマーフィルムなどのポリオレフィン系樹脂、ならびにアラミド、ポリイミド、セルロースなどの多孔膜または不織布、これらの積層体などが挙げられる。これらは、電解質(電解液)との反応性を低く抑えることができるという優れた効果を有する。他に、ポリオレフィン系樹脂不織布またはポリオレフィン系樹脂多孔膜を補強材層に用い、前記補強材層中にフッ化ビニリデン樹脂化合物を充填した複合樹脂膜なども挙げられる。   Here, it does not restrict | limit especially as a separator, A well-known separator base material can be used. Examples thereof include polyolefin resins such as a microporous polyethylene film, a microporous polypropylene film, and a microporous ethylene-propylene copolymer film, and porous films or nonwoven fabrics such as aramid, polyimide, and cellulose, and laminates thereof. These have the outstanding effect that the reactivity with electrolyte (electrolyte solution) can be restrained low. In addition, a composite resin film in which a polyolefin-based resin nonwoven fabric or a polyolefin-based resin porous film is used as a reinforcing material layer, and the reinforcing material layer is filled with a vinylidene fluoride resin compound may be used.

セパレータ基材の厚さは、使用用途に応じて適宜決定すればよいが、自動車等のモータ駆動用二次電池などの用途においては、1〜100μm程度とすればよい。また、セパレータ基材の多孔度、大きさなどは、得られる二次電池の特性を考慮して、適宜決定すればよい。例えば、セパレータ基材の空孔率は、好ましくは30〜80%、より好ましくは40〜70%である。また、セパレータ基材の曲路率は、好ましくは1.2〜2.8である。このような多孔度を有するセパレータ基材であれば、電解液及びセパレータ層の電解質を十分量導入することができ、かつセパレータ層の強度も十分維持できる。   The thickness of the separator base material may be appropriately determined according to the intended use, but may be about 1 to 100 μm in the use of a secondary battery for driving a motor such as an automobile. Further, the porosity and size of the separator base material may be appropriately determined in consideration of the characteristics of the obtained secondary battery. For example, the porosity of the separator substrate is preferably 30 to 80%, more preferably 40 to 70%. The curvature of the separator base material is preferably 1.2 to 2.8. If it is a separator base material which has such porosity, sufficient quantity of electrolyte solution and the electrolyte of a separator layer can be introduce | transduced, and the intensity | strength of a separator layer can also be fully maintained.

また、セパレータに含浸する電解質は、特に制限されず、公知の電解質が使用できるが、上記したような電解質(2)より小さい50%歪み時の圧縮応力を有するものが好ましい。具体的な電解質としては、上記負極/正極活物質層で記載したのと同様のものが使用できるため、ここでは説明を省略する。   The electrolyte impregnated in the separator is not particularly limited, and a known electrolyte can be used. However, an electrolyte having a compression stress at 50% strain smaller than the electrolyte (2) is preferable. As the specific electrolyte, the same electrolyte as that described in the negative electrode / positive electrode active material layer can be used, and the description thereof is omitted here.

また、セパレータに、電解質(2)より50%歪み時の圧縮応力の小さい電解質を含浸する方法や条件は特に制限されない。ここで、セパレータの電解質に対する電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力の比は、特に制限されないが、1を超えて100以下であることが好ましい。具体的には、上記した電解質(1)または(2)を用いて活物質層を形成する方法や条件と同様の方法や条件が使用できる。より具体的には、溶媒に電解質塩を溶解させて、電解液を調製する。この電解液に、マトリクスポリマーおよび重合開始剤を添加して、電解質前駆体溶液を調製する。次に、セパレータ基材を上記電解質前駆体溶液に浸漬した後、余分な電解質前駆体溶液を除去することにより、含浸セパレータを得る。さらに、含浸セパレータの電解質を重合する。ここで、セパレータ基材の電解質前駆体溶液への浸漬条件は、セパレータ基材に電解質前駆体溶液が十分染み込むような条件であれば特に制限されない。具体的には、セパレータ基材を、電解質前駆体溶液中に、15〜60℃、より好ましくは20〜50℃の温度で、1〜120分間、より好ましくは5〜60分間、浸漬することが好ましい。また、所定条件で浸漬した後は、余分な電解質前駆体溶液を除去するが、この際に使用できる方法としては、特に制限されず、公知の方法が使用できる。例えば、電解質前駆体溶液が染み込んだセパレータ基材を、履形フィルムで挟んだ後、ロールなどで軽くしごく方法;電解質前駆体溶液が染み込んだセパレータ基材を軽く絞る方法などが好ましく使用できる。なお、含浸セパレータの電解質を重合する際、含浸セパレータを正極活物質層と負極活物質層との間に挟みこんだ状態で、上記重合反応を行なうことにより、正極活物質層、セパレータ(電解質層)および負極活物質層を密着してもよい。   Further, the method and conditions for impregnating the separator with an electrolyte having a smaller compressive stress at the time of 50% strain than the electrolyte (2) are not particularly limited. Here, the ratio of the compressive stress at the time of 50% strain of the electrolyte (2) to the electrolyte of the separator is not particularly limited, but is preferably more than 1 and 100 or less. Specifically, methods and conditions similar to the methods and conditions for forming the active material layer using the electrolyte (1) or (2) described above can be used. More specifically, an electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt in a solvent. A matrix polymer and a polymerization initiator are added to this electrolytic solution to prepare an electrolyte precursor solution. Next, after the separator base material is immersed in the electrolyte precursor solution, an excess electrolyte precursor solution is removed to obtain an impregnated separator. Further, the electrolyte of the impregnated separator is polymerized. Here, the conditions for immersing the separator base material in the electrolyte precursor solution are not particularly limited as long as the electrolyte precursor solution sufficiently permeates the separator base material. Specifically, the separator base material may be immersed in the electrolyte precursor solution at a temperature of 15 to 60 ° C., more preferably 20 to 50 ° C., for 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes. preferable. Moreover, after immersing on predetermined conditions, an excess electrolyte precursor solution is removed, However, It does not restrict | limit especially as a method which can be used in this case, A well-known method can be used. For example, a method in which a separator base material infiltrated with an electrolyte precursor solution is sandwiched between footwear films and then lightly squeezed with a roll or the like; a method in which a separator base material infiltrated with an electrolyte precursor solution is lightly squeezed can be preferably used. When polymerizing the electrolyte of the impregnated separator, the polymerization reaction is performed in a state where the impregnated separator is sandwiched between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, whereby the positive electrode active material layer, the separator (electrolyte layer) ) And the negative electrode active material layer may be adhered to each other.

<リチウムイオン二次電池の外観構成>
図3は、本発明に係るリチウムイオン電池の代表的な実施形態である積層型の扁平な非双極型あるいは双極型のリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。
<Appearance structure of lithium ion secondary battery>
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of a stacked flat non-bipolar or bipolar lithium ion secondary battery which is a typical embodiment of the lithium ion battery according to the present invention.

図3に示すように、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池50では、長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ58、負極タブ59が引き出されている。発電要素(電池要素)57は、リチウムイオン二次電池50の電池外装材52によって包まれ、その周囲は熱融着されており、発電要素(電池要素)57は、正極タブ58及び負極タブ59を外部に引き出した状態で密封されている。ここで、発電要素(電池要素)57は、先に説明した図1あるいは図2に示す非双極型あるいは双極型のリチウムイオン二次電池10、10’の発電要素(電池要素)21に相当するものであり、正極(正極活物質層)13、電解質層17および負極(負極活物質層)15で構成される単電池層(単セル)19が複数積層されたものである。   As shown in FIG. 3, the stacked flat lithium ion secondary battery 50 has a rectangular flat shape, and a positive electrode tab 58 and a negative electrode tab 59 for taking out electric power from both sides thereof. Has been pulled out. The power generation element (battery element) 57 is wrapped by the battery outer packaging material 52 of the lithium ion secondary battery 50, and the periphery thereof is heat-sealed. The power generation element (battery element) 57 includes a positive electrode tab 58 and a negative electrode tab 59. It is sealed in a state where it is pulled out to the outside. Here, the power generation element (battery element) 57 corresponds to the power generation element (battery element) 21 of the non-bipolar or bipolar lithium ion secondary battery 10, 10 ′ shown in FIG. 1 or FIG. A plurality of single battery layers (single cells) 19 composed of a positive electrode (positive electrode active material layer) 13, an electrolyte layer 17 and a negative electrode (negative electrode active material layer) 15 are laminated.

なお、本発明のリチウムイオン電池は、図1、2に示すような積層型の扁平な形状のものに制限されるものではなく、巻回型のリチウムイオン電池では、円筒型形状のものであってもよいし、こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよいなど、特に制限されるものではない。上記円筒型の形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶(金属缶)を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。好ましくは、発電要素(電池要素)がアルミニウムラミネートフィルムで外装される。当該形態により、軽量化が達成されうる。   The lithium ion battery of the present invention is not limited to the stacked flat shape shown in FIGS. 1 and 2, and the wound lithium ion battery has a cylindrical shape. It is not particularly limited, for example, such a cylindrical shape may be transformed into a rectangular flat shape. In the said cylindrical shape thing, a laminate film may be used for the exterior material, and the conventional cylindrical can (metal can) may be used, for example, It does not restrict | limit. Preferably, the power generation element (battery element) is covered with an aluminum laminate film. With this configuration, weight reduction can be achieved.

また、図3に示すタブ58、59の取り出しに関しても、特に制限されるものではなく、正極タブ58と負極タブ59とを同じ辺から引き出すようにしてもよいし、正極タブ58と負極タブ59をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよいなど、図3に示すものに制限されるものではない。また、巻回型のリチウムイオン電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶(金属缶)を利用して端子を形成すればよい。   3 is not particularly limited, and the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 may be pulled out from the same side, or the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 may be pulled out. However, the present invention is not limited to the one shown in FIG. 3, for example. Further, in a wound type lithium ion battery, instead of a tab, for example, a terminal may be formed using a cylindrical can (metal can).

本発明のリチウムイオン電池は、電気自動車やハイブリッド電気自動車や燃料電池車やハイブリッド燃料電池自動車などの大容量電源として、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に好適に利用することができる。   The lithium ion battery of the present invention is used as a power source for driving a vehicle or an auxiliary power source that requires a high volume energy density and a high volume output density as a large capacity power source for an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a fuel cell vehicle, a hybrid fuel cell vehicle, It can be suitably used.

<組電池>
本発明の組電池は、本発明のリチウムイオン二次電池を複数個接続して構成した物である。詳しくは少なくとも2つ以上用いて、直列化あるいは並列化あるいはその両方で構成されるものである。直列、並列化することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。なお、本発明の組電池では、本発明の非双極型リチウムイオン二次電池と双極型リチウムイオン二次電池を用いて、これらを直列に、並列に、または直列と並列とに、複数個組み合わせて、組電池を構成することもできる。
<Battery assembly>
The assembled battery of the present invention is formed by connecting a plurality of lithium ion secondary batteries of the present invention. Specifically, at least two or more are used, and are configured by serialization, parallelization, or both. Capacitance and voltage can be freely adjusted by paralleling in series. In the assembled battery of the present invention, the non-bipolar lithium ion secondary battery and the bipolar lithium ion secondary battery of the present invention are used, and these are combined in series, in parallel, or in series and in parallel. Thus, an assembled battery can also be configured.

また、図4は、本発明に係る組電池の代表的な実施形態の外観図であって、図4Aは組電池の平面図であり、図4Bは組電池の正面図であり、図4Cは組電池の側面図である。   4 is an external view of a typical embodiment of the assembled battery according to the present invention, FIG. 4A is a plan view of the assembled battery, FIG. 4B is a front view of the assembled battery, and FIG. It is a side view of an assembled battery.

図4に示すように、本発明に係る組電池300は、本発明のリチウムイオン二次電池が複数、直列に又は並列に接続して装脱着可能な小型の組電池250を形成し、この装脱着可能な小型の組電池250をさらに複数、直列に又は並列に接続して、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池300を形成することもできる。図4Aは、組電池の平面図、図4Aは正面図、図4Cは側面図を示しているが、作成した装脱着可能な小型の組電池250は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、この組電池250は接続治具310を用いて複数段積層される。何個の非双極型ないし双極型のリチウムイオン二次電池を接続して組電池250を作製するか、また、何段の組電池250を積層して組電池300を作製するかは、搭載される車両(電気自動車)の電池容量や出力に応じて決めればよい。   As shown in FIG. 4, an assembled battery 300 according to the present invention forms a small assembled battery 250 in which a plurality of lithium ion secondary batteries of the present invention are connected in series or in parallel, and is detachable. A plurality of detachable small assembled batteries 250 are connected in series or in parallel, and have a large capacity and a large output suitable for vehicle power supplies and auxiliary power supplies that require high volume energy density and high volume output density. The assembled battery 300 can also be formed. 4A is a plan view of the assembled battery, FIG. 4A is a front view, and FIG. 4C is a side view. The small assembled battery 250 that can be attached / detached has an electrical connection means such as a bus bar. The assembled battery 250 is stacked in a plurality of stages using the connection jig 310. How many non-bipolar or bipolar lithium ion secondary batteries are connected to produce the assembled battery 250, and how many assembled batteries 250 are stacked to produce the assembled battery 300 are mounted. What is necessary is just to determine according to the battery capacity and output of the vehicle (electric vehicle) to be.

<車両>
本発明の車両は、本発明のリチウムイオン電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を搭載したことを特徴とするものである。本発明では、長期信頼性及び出力特性に優れた高寿命の電池を構成できることから、こうした電池を搭載するとEV走行距離の長いプラグインハイブリッド電気自動車や、一充電走行距離の長い電気自動車を構成できる。言い換えれば、本発明のリチウムイオン電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池は、車両の駆動用電源として用いられうる。本発明のリチウムイオン電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を車両、例えば、自動車ならばハイブリット車、燃料電池車、電気自動車(いずれも四輪車(乗用車、トラック、バスなどの商用車、軽自動車など)のほか、二輪車(バイク)や三輪車を含む)に用いることにより高寿命で信頼性の高い自動車となるからである。ただし、用途が自動車に限定されるわけではなく、例えば、他の車両、例えば、電車などの移動体の各種電源であっても適用は可能であるし、無停電電源装置などの載置用電源として利用することも可能である。
<Vehicle>
The vehicle of the present invention is characterized in that the lithium ion battery of the present invention or an assembled battery formed by combining a plurality of these is mounted. In the present invention, since a long-life battery excellent in long-term reliability and output characteristics can be configured, when such a battery is mounted, a plug-in hybrid electric vehicle having a long EV travel distance or an electric vehicle having a long charge travel distance can be configured. . In other words, the lithium ion battery of the present invention or an assembled battery formed by combining a plurality of these can be used as a power source for driving a vehicle. The lithium ion battery of the present invention or an assembled battery formed by combining a plurality of these is a vehicle, for example, a car, a hybrid car, a fuel cell car, an electric car (all are four-wheeled vehicles (passenger cars, commercial vehicles such as trucks and buses, This is because it can be used for motorcycles (including motorcycles) and tricycles (in addition to mini vehicles, etc.)) to provide a long-life and highly reliable vehicle. However, the application is not limited to automobiles. For example, it can be applied to various power sources for moving vehicles such as other vehicles, for example, trains, and power sources for mounting such as uninterruptible power supplies. It is also possible to use as.

図5は、本発明の組電池を搭載した車両の概念図である。   FIG. 5 is a conceptual diagram of a vehicle equipped with the assembled battery of the present invention.

図5に示したように、組電池300を電気自動車400のような車両に搭載するには、電気自動車400の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池300を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池300を用いた電気自動車400は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供しうる。さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。本発明の組電池を搭載した車両としては、図5に示すような電気自動車のほか、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などに幅広く適用できるものである。   As shown in FIG. 5, in order to mount the assembled battery 300 on a vehicle such as the electric vehicle 400, the battery pack 300 is mounted under the seat at the center of the vehicle body of the electric vehicle 400. This is because if it is installed under the seat, the interior space and the trunk room can be widened. The place where the assembled battery 300 is mounted is not limited to the position under the seat, but may be a lower part of the rear trunk room or an engine room in front of the vehicle. The electric vehicle 400 using the assembled battery 300 as described above has high durability and can provide sufficient output even when used for a long period of time. Furthermore, it is possible to provide electric vehicles and hybrid vehicles that are excellent in fuel efficiency and running performance. A vehicle equipped with the assembled battery of the present invention can be widely applied to a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle and the like in addition to an electric vehicle as shown in FIG.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.

なお、電解質の50%歪み時の圧縮応力は、下記方法に従って測定した。   The compressive stress at 50% strain of the electrolyte was measured according to the following method.

<電解質の50%歪み時の圧縮応力の測定方法>
常温にてゲル電解質の荷重−歪−応力を以下のようにして測定した。
<Method of measuring compressive stress at 50% strain of electrolyte>
The load-strain-stress of the gel electrolyte was measured at room temperature as follows.

電解質膜を、下記のとおり、作製した。詳細には、まず、シャーレに溶媒を含むゲル電解質を流し込む。次に、このシャーレをドライな環境下で加熱することにより余剰な電解分を揮発させて、ゲル電解質を得る。ここで、得られたゲル電解質の確認は、マイクロメーターで厚みを測定しながら4端子法でインピーダンス測定することにより得られた電気伝導度より確認した。   An electrolyte membrane was prepared as follows. Specifically, first, a gel electrolyte containing a solvent is poured into a petri dish. Next, this petri dish is heated in a dry environment to volatilize excess electrolytic components to obtain a gel electrolyte. Here, confirmation of the obtained gel electrolyte was confirmed from the electrical conductivity obtained by measuring impedance by a four-terminal method while measuring the thickness with a micrometer.

なお、セパレーター(ポリオレフィン、厚み:100μm)を用いた以外は、上記方法と同様にして、ゲル電解質を得る。このようにして得られたゲル電解質についても、上記方法により電気伝導度を測定し、ゲル電解質の精度を確認した。   A gel electrolyte is obtained in the same manner as in the above method except that a separator (polyolefin, thickness: 100 μm) is used. For the gel electrolyte thus obtained, the electrical conductivity was measured by the above method to confirm the accuracy of the gel electrolyte.

得られた電解質膜について、圧縮特性を、下記条件にて、評価した。荷重面積:12φmm、圧縮変位:0.01mm/secの条件で変位させた際の圧縮荷重(N)、圧縮ひずみ(%、圧縮変位を元にアンビル高さで規格化した値)、圧縮応力(MPa)を、0.5secごとに検出した。圧縮歪みが50%になった時点で測定を終了し、この際の圧縮応力(MPa)を、「50%歪み時の圧縮応力」とした。   About the obtained electrolyte membrane, the compression characteristic was evaluated on condition of the following. Load area: 12 mm, compressive displacement: compressive load (N) when displaced under the conditions of 0.01 mm / sec, compressive strain (%, value normalized by anvil height based on compressive displacement), compressive stress ( MPa) was detected every 0.5 sec. The measurement was terminated when the compressive strain reached 50%, and the compressive stress (MPa) at this time was defined as “compressive stress at 50% strain”.

実施例1
(1)負極の作製
負極活物質として、ハードカーボン(平均粒子径20μm)(85wt%)、導電助剤として、アセチレンブラック(5wt%)、バインダとして、PVdF(10wt%)を混合した。前記混合物に対して、溶媒としてNMPを加えて十分に撹拌してスラリーを調製した。このようにして得られたスラリーを、負極集電体としての15μmの銅(Cu)箔上に、最終の負極活物質層の厚みが25μmとなるように、塗布・乾燥してプレスし、負極とした。
Example 1
(1) Production of Negative Electrode Hard carbon (average particle diameter 20 μm) (85 wt%) was mixed as a negative electrode active material, acetylene black (5 wt%) was mixed as a conductive assistant, and PVdF (10 wt%) was mixed as a binder. To the mixture, NMP was added as a solvent and sufficiently stirred to prepare a slurry. The slurry thus obtained was applied, dried and pressed on a 15 μm copper (Cu) foil as a negative electrode current collector so that the final negative electrode active material layer had a thickness of 25 μm. It was.

このようにして作製した負極に加熱ロールプレスを加え、負極が膜を突き破らない程度に、加熱プレスを行う。その後、作製した負極を、90×90mmに切断した。   A heated roll press is applied to the negative electrode thus produced, and the hot press is performed to such an extent that the negative electrode does not break through the film. Thereafter, the produced negative electrode was cut into 90 × 90 mm.

(2)電解質(1)の含浸
電解液は支持塩として1M/LのLiPFを含むEC:PC(1:1体積%)(90wt%)、ホストポリマーとしてPVdF−HFP(10wt%)を混合し、前記混合物に対して、溶媒としてジメチルカーボネート(DMC)を加えて十分に撹拌し、ゲル電解質(1)を得た。このゲル電解質(1)を、上記(1)で作製した負極に塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質(1)を負極に含浸させた。なお、ここで使用したゲル電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力は、0.171MPaであった。
(2) Impregnation of electrolyte (1) The electrolyte is a mixture of EC: PC (1: 1 vol%) (90 wt%) containing 1 M / L LiPF 6 as a supporting salt and PVdF-HFP (10 wt%) as a host polymer. Then, dimethyl carbonate (DMC) was added as a solvent to the mixture and stirred sufficiently to obtain a gel electrolyte (1). The gel electrolyte (1) was applied to the negative electrode prepared in the above (1), and DMC was dried to impregnate the negative electrode with the gel electrolyte (1). In addition, the compressive stress at the time of 50% distortion of the gel electrolyte (1) used here was 0.171 MPa.

(3)正極の作製
正極活物質として、LiMn(平均粒子径20μm)(85wt%)、導電助剤として、アセチレンブラック(5wt%)、バインダとして、PVdF(10wt%)を混合した。前記混合物に対して、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を加えて十分に撹拌してスラリーを調製した。このようにして得られたスラリーを、正極集電体としての厚さが20μmの集電体であるアルミニウム(Al)箔上に、最終の正極活物質層の厚みが20μmとなるように、塗布してプレス後、乾燥し、正極とした。
(3) Production of positive electrode LiMn 2 O 4 (average particle diameter 20 μm) (85 wt%) as a positive electrode active material, acetylene black (5 wt%) as a conductive assistant, and PVdF (10 wt%) as a binder were mixed. To the mixture, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added as a solvent and sufficiently stirred to prepare a slurry. The slurry thus obtained was applied on an aluminum (Al) foil which is a current collector having a thickness of 20 μm as a positive electrode current collector so that the final positive electrode active material layer had a thickness of 20 μm. Then, after pressing, it was dried to obtain a positive electrode.

このようにして作製した正極に加熱ロールプレスを加え、正極が膜を突き破らない程度に、加熱プレスを行う。その後、作製した正極を、90×90mmに切断した。   A heated roll press is applied to the positive electrode thus produced, and the hot press is performed to such an extent that the positive electrode does not break through the film. Thereafter, the produced positive electrode was cut into 90 × 90 mm.

(4)電解質(2)の含浸
電解液として支持塩として1M/LのLiPFを含むEC:PC(1:1体積%)(87wt%)、ホストポリマーとしてPVdF−HFP(13wt%)を混合し、前記混合物に対して、溶媒としてDMCを加えて十分に撹拌し、ゲル電解質(2)を得た。このゲル電解質(2)を、上記(3)で作製した正極に塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質(2)を正極に含浸させた。なお、ここで使用したゲル電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力は、0.484MPaであった。
(4) Impregnation of electrolyte (2) EC: PC (1: 1 volume%) (87 wt%) containing 1 M / L LiPF 6 as a supporting salt as an electrolytic solution and PVdF-HFP (13 wt%) as a host polymer are mixed Then, DMC was added as a solvent to the mixture and stirred sufficiently to obtain a gel electrolyte (2). This gel electrolyte (2) was applied to the positive electrode prepared in (3) above, and DMC was dried, so that the gel electrolyte (2) was impregnated in the positive electrode. In addition, the compressive stress at the time of 50% distortion of the gel electrolyte (2) used here was 0.484 MPa.

(5)ゲルポリマー電解質層の作製
95×95mmのセパレータ(ポリオレフィン製微多孔膜、厚さ:20μm)に、上記(2)で作製したゲル電解質(1)を塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質を負極に含浸させて、ゲルポリマー電解質層を作製した。
(5) Preparation of gel polymer electrolyte layer By applying the gel electrolyte (1) prepared in (2) above to a 95 × 95 mm separator (polyolefin microporous membrane, thickness: 20 μm) and drying the DMC, A gel polymer electrolyte layer was prepared by impregnating the negative electrode with a gel electrolyte.

(6)双極型二次電池の作製
上記(2)で作製した負極、上記(5)で作製したゲルポリマー電解質層、および上記(4)で作製した正極を積層し、その周りに幅12mmのPE製フィルムをおき、シール材とした。このような双極型電極を3層積層したのちにシール部を上下からプレス(プレス条件:0.2MPa、160℃、5s)をかけ融着し各層をシールした。
(6) Production of bipolar secondary battery The negative electrode produced in (2) above, the gel polymer electrolyte layer produced in (5) above, and the positive electrode produced in (4) above were laminated, A PE film was placed as a sealing material. After laminating three layers of such bipolar electrodes, the seal part was pressed from above and below (press conditions: 0.2 MPa, 160 ° C., 5 s) and fused to seal each layer.

双極型電池要素の投影面全体を覆うことのできる130mm×80mmの100μmのAl板の一部が電池投影面外部まで伸びている部分がある強電端子を作製した。この端子で双極型電池要素を挟み込み、これらを覆うようにアルミラミネートで真空密封し、双極型電池要素全体を大気圧で両面を押すことにより加圧され強電端子−電池要素間の接触が高められた双極型電池が完成した。   A high voltage terminal having a portion in which a part of a 100 μm Al plate of 130 mm × 80 mm capable of covering the entire projection surface of the bipolar battery element extended to the outside of the battery projection surface was produced. A bipolar battery element is sandwiched between these terminals, vacuum-sealed with aluminum laminate so as to cover them, and the entire bipolar battery element is pressurized by pressing both sides at atmospheric pressure, and the contact between the high voltage terminal and the battery element is enhanced. A bipolar battery was completed.

実施例2
(1)負極の作製
上記実施例1(1)と同様にして、負極を作製した。
Example 2
(1) Production of negative electrode A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 (1).

(2)電解質(1)の含浸
上記実施例1(2)と同様にして、上記(1)で作製した負極にゲル電解質(1)を含浸させた。
(2) Impregnation with electrolyte (1) In the same manner as in Example 1 (2), the negative electrode produced in (1) was impregnated with gel electrolyte (1).

(3)正極の作製
上記実施例1(3)と同様にして、正極を作製した。
(3) Production of positive electrode A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 (3).

(4)電解質(2’)の含浸
電解液として支持塩として1M/LのLiPFを含むEC:PC(1:1体積%)(85wt%)、ホストポリマーとしてPVdF−HFP(15wt%)を混合し、前記混合物に対して、溶媒としてDMCを加えて十分に撹拌し、ゲル電解質(2’)を得た。このゲル電解質(2’)を、上記(3)で作製した正極に塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質(2’)を正極に含浸させた。なお、ここで使用したゲル電解質(2’)の50%歪み時の圧縮応力は、0.628MPaであった。
(4) Impregnation of electrolyte (2 ′) EC: PC (1: 1 vol%) (85 wt%) containing 1 M / L LiPF 6 as a supporting salt as an electrolyte and PVdF-HFP (15 wt%) as a host polymer The mixture was mixed, DMC was added as a solvent to the mixture, and the mixture was sufficiently stirred to obtain a gel electrolyte (2 ′). This gel electrolyte (2 ′) was applied to the positive electrode prepared in (3) above, and DMC was dried, so that the gel electrolyte (2 ′) was impregnated in the positive electrode. In addition, the compressive stress at the time of 50% strain of the gel electrolyte (2 ′) used here was 0.628 MPa.

(5)ゲルポリマー電解質層の作製
上記実施例1(5)と同様にして、ゲルポリマー電解質層を作製した。
(5) Production of gel polymer electrolyte layer A gel polymer electrolyte layer was produced in the same manner as in Example 1 (5).

(6)双極型二次電池の作製
上記実施例1(6)と同様にして、双極型二次電池を作製した。
(6) Production of Bipolar Secondary Battery A bipolar secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 (6).

比較例1
(1)負極の作製
上記実施例1(1)と同様にして、負極を作製した。
Comparative Example 1
(1) Production of negative electrode A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 (1).

(2)正極の作製
上記実施例1(3)と同様にして、正極を作製した。
(2) Production of positive electrode A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 (3).

(3)双極型二次電池の作製
上記(1)で作製した負極、95×95mmのセパレータ(ポリオレフィン製微多孔膜、厚さ:20μm)、および上記(2)で作製した正極を積層し、その周りに幅12mmのPE製フィルムをおき、シール材とした。このような双極型電極を3層積層したのちにシール部を上下からプレス(プレス条件:0.2MPa、160℃、5s)をかけ融着し各層をシールした。
(3) Production of bipolar secondary battery The negative electrode produced in (1) above, a 95 × 95 mm separator (polyolefin microporous membrane, thickness: 20 μm), and the positive electrode produced in (2) above were laminated, A PE-made film having a width of 12 mm was placed around it to obtain a sealing material. After laminating three layers of such bipolar electrodes, the seal part was pressed from above and below (press conditions: 0.2 MPa, 160 ° C., 5 s) and fused to seal each layer.

双極型電池要素の投影面全体を覆うことのできる130mm×80mmの100μmのAl板の一部が電池投影面外部まで伸びている部分がある強電端子を作製した。次いで、当該蓄電素子を、蓄電素子のサイズに成形されたアルミラミネートフィルムの外装の内部に入れ、電解液を注液する1辺を残し、残り3辺を熱融着して袋状にした。その内部に、所定量の電解液を注入して含浸させた後、残りの1辺を真空封止して、双極型電池を作製した。なお、電解液は、プロピレンカーボネート(PC)とエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とをPC:EC:DEC=1:1:2(体積比)で混合した液にリチウム塩であるLiPFが1Mの濃度に溶解した溶液を用いた。 A high voltage terminal having a portion in which a part of a 100 μm Al plate of 130 mm × 80 mm capable of covering the entire projection surface of the bipolar battery element extended to the outside of the battery projection surface was produced. Next, the power storage element was placed inside the exterior of an aluminum laminate film formed to the size of the power storage element, leaving one side for pouring the electrolyte, and heat-sealing the remaining three sides to form a bag. A predetermined amount of electrolyte was injected and impregnated therein, and the remaining one side was vacuum-sealed to produce a bipolar battery. The electrolyte is LiPF, which is a lithium salt, in a solution obtained by mixing propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), and diethyl carbonate (DEC) at PC: EC: DEC = 1: 1: 2 (volume ratio). A solution in which 6 was dissolved to a concentration of 1M was used.

比較例2
(1)負極の作製
上記実施例1(1)と同様にして、負極を作製した。
Comparative Example 2
(1) Production of negative electrode A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 (1).

(2)電解質(2’)の含浸
上記実施例2(4)と同様にして、ゲル電解質(2’)を調製した。さらに、上記実施例2(4)と同様にして、このゲル電解質(2’)を、上記(1)で作製した負極に含浸させた。
(2) Impregnation of electrolyte (2 ′) A gel electrolyte (2 ′) was prepared in the same manner as in Example 2 (4). Further, in the same manner as in Example 2 (4), the gel electrolyte (2 ′) was impregnated in the negative electrode prepared in (1).

(3)正極の作製
上記実施例1(3)と同様にして、正極を作製した。
(3) Production of positive electrode A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 (3).

(4)電解質(2’)の含浸
上記実施例2(4)と同様にして、ゲル電解質(2’)を調製した。さらに、上記実施例2(4)と同様にして、このゲル電解質(2’)を、上記(3)で作製した正極に含浸させた。
(4) Impregnation of electrolyte (2 ′) A gel electrolyte (2 ′) was prepared in the same manner as in Example 2 (4). Further, in the same manner as in Example 2 (4), the gel electrolyte (2 ′) was impregnated in the positive electrode prepared in (3).

(5)ゲルポリマー電解質層の作製
上記実施例1(5)と同様にして、ゲルポリマー電解質層を作製した。
(5) Production of gel polymer electrolyte layer A gel polymer electrolyte layer was produced in the same manner as in Example 1 (5).

(6)双極型二次電池の作製
上記(2)で作製した負極、上記(5)で作製したゲルポリマー電解質層、および上記(4)で作製した正極を使用する以外は、上記実施例1(6)と同様にして、双極型二次電池を作製した。
(6) Production of Bipolar Secondary Battery Example 1 above except that the negative electrode produced in (2) above, the gel polymer electrolyte layer produced in (5) above, and the positive electrode produced in (4) above were used. A bipolar secondary battery was produced in the same manner as (6).

比較例3
(1)負極の作製
上記実施例1(1)と同様にして、負極を作製した。
Comparative Example 3
(1) Production of negative electrode A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 (1).

(2)電解質(1”)の含浸
電解液として支持塩として1M/LのLiPFを含むEC:PC(1:1体積%)(76wt%)、ホストポリマーとしてPVdF−HFP(24wt%)を混合し、前記混合物に対して、溶媒としてDMCを加えて十分に撹拌し、ゲル電解質(1”)を得た。このゲル電解質(1”)を、上記(1)で作製した負極に塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質(1”)を負極に含浸させた。なお、ここで使用したゲル電解質(1”)の50%歪み時の圧縮応力は、1.988MPaであった。
(2) Impregnation of electrolyte (1 ″) EC: PC (1: 1 vol%) (76 wt%) containing 1 M / L LiPF 6 as a supporting salt as an electrolyte and PVdF-HFP (24 wt%) as a host polymer The mixture was mixed, DMC was added as a solvent to the mixture, and the mixture was sufficiently stirred to obtain a gel electrolyte (1 ″). The gel electrolyte (1 ″) was applied to the negative electrode prepared in the above (1), and the DMC was dried to impregnate the negative electrode with the gel electrolyte (1 ″). In addition, the compressive stress at the time of 50% strain of the gel electrolyte (1 ″) used here was 1.988 MPa.

(3)正極の作製
上記実施例1(3)と同様にして、正極を作製した。
(3) Production of positive electrode A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 (3).

(4)電解質(1”)の含浸
上記(2)と同様にして調製したゲル電解質(1”)を、上記(3)で作製した正極に塗布しDMCを乾燥させることで、ゲル電解質(1”)を正極に含浸させた。
(4) Impregnation of electrolyte (1 ″) Gel electrolyte (1 ″) prepared in the same manner as in (2) above was applied to the positive electrode prepared in (3) above, and the DMC was dried, whereby gel electrolyte (1 ") Was impregnated into the positive electrode.

(5)ゲルポリマー電解質層の作製
上記実施例1(5)と同様にして、ゲルポリマー電解質層を作製した。
(5) Production of gel polymer electrolyte layer A gel polymer electrolyte layer was produced in the same manner as in Example 1 (5).

(6)双極型二次電池の作製
上記(2)で作製した負極、上記(5)で作製したゲルポリマー電解質層、および上記(4)で作製した正極を使用する以外は、上記実施例1(6)と同様にして、双極型二次電池を作製した。
(6) Production of Bipolar Secondary Battery Example 1 above except that the negative electrode produced in (2) above, the gel polymer electrolyte layer produced in (5) above, and the positive electrode produced in (4) above were used. A bipolar secondary battery was produced in the same manner as (6).

(評価)
上記実施例1〜2、および比較例1〜3で得られた双極型二次電池について、充放電効率および長期信頼性を評価した。
(Evaluation)
The bipolar secondary batteries obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated for charge / discharge efficiency and long-term reliability.

充放電試験を下記の順序で行なった;
1:定電流充電(所定の電流で所定の電圧まで充電する。その後、その電圧で充電時間のトータルが8時間になるように保持する。)
2:休止(10分間休止)
3:定電圧放電(所定の電流で所定の電圧まで放電)
4:休止(10分間休止)とした。なお、充電電流:0.2C、充電電圧:4.2V、放電電圧:2Vである。ここで、1Cとは、その電流値で1時間充電すると、ちょうどその電池が満充電(100%充電)状態になる電流値のことである。例えば、2Cとは1Cの2倍の電流値であり、30分で電池を満充電にできる電流値である。また、放電は、1サイクル目の放電電流が0.2C、2サイクル目は0.5C、3サイクル目以降は1Cとなるようにした。
The charge / discharge test was performed in the following order:
1: Constant current charging (charging to a predetermined voltage with a predetermined current. After that, the voltage is held so that the total charging time is 8 hours.)
2: Pause (pause for 10 minutes)
3: Constant voltage discharge (discharge to a predetermined voltage with a predetermined current)
4: Set to rest (pause for 10 minutes). The charging current is 0.2C, the charging voltage is 4.2V, and the discharging voltage is 2V. Here, 1C is a current value at which the battery is fully charged (100% charged) when charged at that current value for 1 hour. For example, 2C is a current value that is twice that of 1C, and is a current value that can fully charge the battery in 30 minutes. In addition, the discharge current of the first cycle was 0.2C, the second cycle was 0.5C, and the third and subsequent cycles were 1C.

放電効率は、液状電解液のみを電解質として使用し、0.2Cで充電、0.2Cで放電した時の放電容量を100%としたときの、ポリマー電解質を使用した時の放電容量の割合{即ち、放電効率(%)=[(ポリマー電解質を使用した時の放電容量)/(液状電解液のみを電解質として使用した時の放電容量)」×100}とした。   The discharge efficiency is the ratio of the discharge capacity when the polymer electrolyte is used when the discharge capacity is 100% when only the liquid electrolyte is used as the electrolyte and charged at 0.2C and discharged at 0.2C { That is, discharge efficiency (%) = [(discharge capacity when using polymer electrolyte) / (discharge capacity when using only liquid electrolyte as electrolyte)] × 100}.

結果を下記表1に示す。下記表1において、長期信頼性における充放電効率は、各サイクルにおける比較例1を100%とした。   The results are shown in Table 1 below. In the following Table 1, the charge / discharge efficiency in the long-term reliability was set to 100% of Comparative Example 1 in each cycle.

Figure 2010135265
Figure 2010135265

上記表1の結果から、本願発明の電池は、優れた充放電効率および長期信頼性を示すことが分かる。   From the results of Table 1 above, it can be seen that the battery of the present invention exhibits excellent charge / discharge efficiency and long-term reliability.

本発明のリチウムイオン電池の代表的な一実施形態である積層型の扁平な非双極型リチウムイオン二次電池の概要を模式的に表した断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an outline of a laminated flat non-bipolar lithium ion secondary battery which is a typical embodiment of a lithium ion battery of the present invention. 本発明のリチウムイオン電池の代表的な他の一実施形態である積層型の扁平な双極型リチウムイオン二次電池の概要を模式的に表した断面概略図である。It is the cross-sectional schematic which represented typically the outline | summary of the laminated flat bipolar lithium ion secondary battery which is another typical embodiment of the lithium ion battery of this invention. 本発明に係るリチウムイオン電池の代表的な実施形態である積層型の扁平なリチウムイオン二次電池の外観を模式的に表した斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view schematically showing an appearance of a stacked flat lithium ion secondary battery which is a typical embodiment of a lithium ion battery according to the present invention. 本発明に係る組電池の代表的な実施形態を模式的に表した外観図であって、図4Aは組電池の平面図であり、図4Bは組電池の正面図であり、図4Cは組電池の側面図である。4A and 4B are external views schematically showing typical embodiments of the assembled battery according to the present invention, in which FIG. 4A is a plan view of the assembled battery, FIG. 4B is a front view of the assembled battery, and FIG. It is a side view of a battery. 本発明の組電池を搭載した車両の概念図である。It is a conceptual diagram of the vehicle carrying the assembled battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…リチウムイオン二次電池、
11…正極集電体、
11a…最外層正極集電体、
12,32…正極(正極活物質層)、
13,35…電解質層、
14…負極集電体、
15,33…負極(負極活物質層)、
16,36…単電池層(=電池単位ないし単セル)、
17,37,57…電池要素(発電要素;積層体)、
18,38,58…正極タブ、
19,39,59…負極タブ、
20,40…正極端子リード、
21,41…負極端子リード、
22,42,52…電池外装材、
30…双極型リチウムイオン電池、
31…集電体、
31a…正極側の最外層集電体、
31b…負極側の最外層集電体、
34…双極型電極、
34a,34b…最外層に位置する電極、
43…シール部(絶縁層)、
50…リチウムイオン電池、
250…小型の組電池、
300…組電池、
310…接続治具、
400…電気自動車。
10 ... Lithium ion secondary battery,
11 ... positive electrode current collector,
11a: outermost positive electrode current collector,
12, 32 ... positive electrode (positive electrode active material layer),
13, 35 ... electrolyte layer,
14 ... negative electrode current collector,
15, 33 ... negative electrode (negative electrode active material layer),
16, 36 ... single cell layer (= battery unit or single cell),
17, 37, 57 ... battery element (power generation element; laminate),
18, 38, 58 ... positive electrode tab,
19, 39, 59 ... negative electrode tab,
20, 40 ... positive terminal lead,
21, 41 ... negative terminal lead,
22, 42, 52 ... battery exterior materials,
30 ... Bipolar lithium-ion battery,
31 ... current collector,
31a ... outermost layer current collector on the positive electrode side,
31b ... outermost layer current collector on the negative electrode side,
34 ... Bipolar electrode,
34a, 34b ... electrodes located in the outermost layer,
43 ... Seal part (insulating layer),
50 ... lithium ion battery,
250 ... small battery pack,
300 ... assembled battery,
310 ... connection jig,
400: Electric car.

Claims (10)

集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極と、集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極とが電解質層を介して積層されてなる単電池層を含む電池要素を有する非水電解質二次電池であって、
前記負極活物質層に使用される電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力が、前記正極活物質層に使用される電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力より小さい、非水電解質二次電池。
A single battery layer in which a positive electrode in which a positive electrode active material layer is formed on the surface of a current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material layer is formed on the surface of the current collector are stacked via an electrolyte layer A non-aqueous electrolyte secondary battery having a battery element,
A non-aqueous electrolyte in which the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) used in the negative electrode active material layer is smaller than the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (2) used in the positive electrode active material layer Secondary battery.
前記電解質(1)および(2)の少なくとも一方は、固体高分子電解質である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein at least one of the electrolytes (1) and (2) is a solid polymer electrolyte. 前記電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力に対する、前記電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力の比が、1を超えて100以下である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池。   The ratio of the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (2) to the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) is more than 1 and 100 or less. Water electrolyte secondary battery. 前記電解質(1)の50%歪み時の圧縮応力が、0.01〜2.5MPaである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein a compressive stress at 50% strain of the electrolyte (1) is 0.01 to 2.5 MPa. 前記電解質層は、セパレータを有し、
前記セパレータは、50%歪み時の圧縮応力が正極活物質層で使用される電解質(2)の50%歪み時の圧縮応力以下である電解質で含浸される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
The electrolyte layer has a separator,
The separator is impregnated with an electrolyte whose compressive stress at 50% strain is equal to or lower than the compressive stress at 50% strain of the electrolyte (2) used in the positive electrode active material layer. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to item.
前記セパレータは、負極活物質層で使用される電解質(1)が含浸されてなる、請求項5に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, wherein the separator is impregnated with an electrolyte (1) used in a negative electrode active material layer. 前記正極活物質層は、活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を含み、
前記負極活物質層は、活物質として、炭素材料、Al、Si、Ge、Sn、Pb、In、およびZnからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池。
The positive electrode active material layer includes a lithium-transition metal composite oxide as an active material,
The negative electrode active material layer includes at least one selected from the group consisting of a carbon material, Al, Si, Ge, Sn, Pb, In, and Zn as an active material. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to item.
双極型二次電池である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, which is a bipolar secondary battery. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池を用いた組電池。   The assembled battery using the nonaqueous electrolyte secondary battery as described in any one of Claims 1-8. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池、または請求項9記載の組電池をモータ駆動用電源として搭載した車両。   The vehicle which mounts the nonaqueous electrolyte secondary battery of any one of Claims 1-8, or the assembled battery of Claim 9 as a motor drive power supply.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013141306A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 東レ株式会社 Porous film and electrical storage device
WO2014157419A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 日産自動車株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2015513191A (en) * 2012-04-20 2015-04-30 エルジー・ケム・リミテッド Electrode assembly, battery cell and device including the same
KR20150143365A (en) * 2014-06-13 2015-12-23 주식회사 엘지화학 All solid battery and preparation method thereof
US9236631B2 (en) 2012-11-22 2016-01-12 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode units having the same width and different lengths, and battery cell and device including the electrode assembly
WO2019198495A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-17 日産自動車株式会社 Battery production method
JP2022048578A (en) * 2020-09-15 2022-03-28 株式会社東芝 Electrode group, secondary battery, battery pack, and vehicle
CN111937209B (en) * 2018-04-09 2024-06-11 日产自动车株式会社 Method for manufacturing battery

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013141306A1 (en) * 2012-03-23 2015-08-03 東レ株式会社 Porous film and power storage device
WO2013141306A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 東レ株式会社 Porous film and electrical storage device
CN104204051A (en) * 2012-03-23 2014-12-10 东丽株式会社 Porous film and electrical storage device
US9263760B2 (en) 2012-04-20 2016-02-16 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a reversible capacitance ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
US9431674B2 (en) 2012-04-20 2016-08-30 Lg Chem, Ltd. Balanced stepped electrode assembly, and battery cell and device comprising the same
JP2015513191A (en) * 2012-04-20 2015-04-30 エルジー・ケム・リミテッド Electrode assembly, battery cell and device including the same
US9627708B2 (en) 2012-04-20 2017-04-18 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a thickness ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
JP2015513772A (en) * 2012-04-20 2015-05-14 エルジー・ケム・リミテッド Electrode assembly, battery cell and device including the same
US9236631B2 (en) 2012-11-22 2016-01-12 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode units having the same width and different lengths, and battery cell and device including the electrode assembly
JPWO2014157419A1 (en) * 2013-03-26 2017-02-16 日産自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2014157419A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 日産自動車株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
US9966605B2 (en) 2013-03-26 2018-05-08 Nissan Motor Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20150143365A (en) * 2014-06-13 2015-12-23 주식회사 엘지화학 All solid battery and preparation method thereof
KR101992349B1 (en) * 2014-06-13 2019-06-24 주식회사 엘지화학 All solid battery and preparation method thereof
WO2019198495A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-17 日産自動車株式会社 Battery production method
CN111937209A (en) * 2018-04-09 2020-11-13 日产自动车株式会社 Method for manufacturing battery
CN111937209B (en) * 2018-04-09 2024-06-11 日产自动车株式会社 Method for manufacturing battery
JP2022048578A (en) * 2020-09-15 2022-03-28 株式会社東芝 Electrode group, secondary battery, battery pack, and vehicle

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