JP2012195314A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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森 長山
Hideaki Horie
英明 堀江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery which increases in internal resistance when an abnormality occurs.SOLUTION: In the nonaqueous electrolyte secondary battery, at least one of the surface and the interior of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, contains a gas generating agent, the electrolyte layer includes a separator and an electrolytic solution, and a sealing portion is disposed at least around the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. When the temperature of the secondary battery reaches a temperature equal to or higher than 60°C and lower than 300°C, the gas generating agent generates a gas.

Description

本発明は非水電解質二次電池に関し、より詳細には異常発生時に内部抵抗が増加する非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to a non-aqueous electrolyte secondary battery whose internal resistance increases when an abnormality occurs.

非水電解質二次電池は様々な電子機器や移動体等の電源として普及が進められている。しかしながら、非水電解質二次電池は内部不良や外的要因などによって発熱し、不具合を生じることがある。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries are widely used as power sources for various electronic devices and mobile objects. However, the non-aqueous electrolyte secondary battery may generate heat due to internal defects or external factors.

特許文献1には、自己発熱による熱暴走を抑制するために負極またはセパレータに300〜600℃でガスを発生する化合物(以下「ガス発生剤」と記載する)が添加された二次電池が開示されている。   Patent Document 1 discloses a secondary battery in which a compound that generates gas at 300 to 600 ° C. (hereinafter referred to as “gas generating agent”) is added to a negative electrode or a separator in order to suppress thermal runaway due to self-heating. Has been.

特開2005−26080号公報JP 200526080 A

特許文献1によれば、溶融した正極が負極と接触することを抑制する為にガス発生剤を用いている。しかしながら、溶融した正極と負極との接触を抑制しても、内部抵抗を増加させなければ電池の温度が上昇し続け、熱暴走が進行してしまうおそれがある。熱暴走が進行すると電池が破裂して電解液が飛び散ったり、発火したりして、外部機器の損傷や火災の原因となったりする。   According to Patent Document 1, a gas generating agent is used in order to prevent the molten positive electrode from coming into contact with the negative electrode. However, even if the contact between the molten positive electrode and the negative electrode is suppressed, the battery temperature may continue to rise and thermal runaway may proceed unless the internal resistance is increased. If the thermal runaway progresses, the battery will explode and the electrolyte may splatter or ignite, causing damage to external equipment or a fire.

さらに、特許文献1によれば、300℃未満でガス発生剤が熱分解すると電池の通常使用に悪影響を及ぼすとしている。しかしながら、300℃に満たない温度であっても、温度の上昇に伴い流すことのできる電流量が増加していくため、二次電池の内部抵抗が増加しなければ、二次電池から外部機器へ過電流が流れて、二次電池よりも高価な外部機器を損傷するおそれがある。また、非水電解質二次電池の構造によっては、300℃未満の温度でも熱暴走の開始温度となることがある。   Furthermore, according to Patent Document 1, if the gas generating agent is thermally decomposed at a temperature lower than 300 ° C., the normal use of the battery is adversely affected. However, even if the temperature is less than 300 ° C., the amount of current that can flow is increased as the temperature rises. Therefore, if the internal resistance of the secondary battery does not increase, the secondary battery is transferred to an external device. An overcurrent may flow and damage an external device that is more expensive than the secondary battery. Further, depending on the structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery, the temperature of the thermal runaway may be reached even at a temperature lower than 300 ° C.

熱暴走や過充電を引き起こすおそれが生じた場合には、電池の機能よりも火災や外部機器の損傷の抑制を優先させることが望まれる。そこで本発明は、異常発生時に内部抵抗が増加し、熱暴走や過充電を抑制しうる非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   When there is a risk of causing thermal runaway or overcharge, it is desirable to prioritize suppression of fire and damage to external equipment over battery function. Therefore, an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which internal resistance increases when an abnormality occurs and thermal runaway and overcharge can be suppressed.

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究を積み重ねた結果、非水電解質二次電池の正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる群より選択される少なくとも1層の表面または内部にガス発生剤を含ませることにより、非水電解質二次電池の温度が上昇した際に前記ガス発生剤からガスが発生し、そのガスが正極活物質層、セパレータ、負極活物質層などの空孔に入り込み、正極活物質層と負極活物質層との間を行き来するイオンの移動経路を狭めるかまたは遮断して、該二次電池の内部抵抗を増加させることにより該二次電池のさらなる温度上昇や過電流の発生が抑制されることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In view of the above problems, the present inventors have conducted extensive research, and as a result, the surface of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer of a nonaqueous electrolyte secondary battery. Alternatively, by including a gas generating agent inside, when the temperature of the nonaqueous electrolyte secondary battery rises, gas is generated from the gas generating agent, and the gas is a positive electrode active material layer, a separator, a negative electrode active material layer, etc. Of the secondary battery by increasing or decreasing the internal resistance of the secondary battery by narrowing or blocking the movement path of ions traveling between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. It has been found that further temperature rise and generation of overcurrent are suppressed, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる群より選択される少なくとも1層の表面または内部にガス発生剤を含み、前記電解質層はセパレータと電解液とを含み、少なくとも前記正極活物質層および前記負極活物質層の周囲にシール部が配置され、二次電池の温度が60℃以上300℃未満に達したときに、前記ガス発生剤からガスが発生することを特徴とする非水電解質二次電池である。   That is, the present invention includes a gas generating agent on the surface or inside of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, and the electrolyte layer includes a separator and an electrolyte solution. In addition, a seal is disposed at least around the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and gas is generated from the gas generating agent when the temperature of the secondary battery reaches 60 ° C. or higher and lower than 300 ° C. This is a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明によれば、異常発生時に内部抵抗が増加し、熱暴走や過電流を抑制しうる非水電解質二次電池が提供されうる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, internal resistance increases at the time of abnormality occurrence, and the nonaqueous electrolyte secondary battery which can suppress a thermal runaway and an overcurrent can be provided.

一対の集電体に挟持された単電池層の断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the single battery layer pinched | interposed into a pair of electrical power collector. シール部の配置例を示す断面概略図であり、Aは集電体間のシール部が配置される例を示し、Bは集電体と電解質層との間にシール部が配置された例を示す。It is the cross-sectional schematic which shows the example of arrangement | positioning of a seal part, A shows the example by which the seal part between collectors is arrange | positioned, B shows the example by which the seal part was arrange | positioned between an electrical power collector and an electrolyte layer. Show. バイポーラ型の非水電解質二次電池の例を示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a bipolar nonaqueous electrolyte secondary battery. 非バイポーラ型の非水電解質二次電池の例を示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a non-bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery. 本発明の一実施形態による巻回型の非水電解質二次電池の部分断面概略図である。1 is a partial cross-sectional schematic view of a wound nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による積層型の非水電解質二次電池の部分断面概略図である。1 is a partial cross-sectional schematic view of a multilayer nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention.

本発明の第一は、正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる群より選択される少なくとも1層の表面または内部にガス発生剤を含み、二次電池の温度が60℃以上300℃未満に達した時に、前記ガス発生剤からガスが発生することを特徴とする非水電解質二次電池である。   The first of the present invention includes a gas generating agent on the surface or inside of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, and the temperature of the secondary battery is 60 ° C. or higher. The non-aqueous electrolyte secondary battery is characterized in that gas is generated from the gas generating agent when the temperature reaches less than 300 ° C.

正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる群より選択される少なくとも1層の表面または内部に含まれるガス発生剤からガスが発生すると、前記ガスがイオンの移動経路を狭めるかまたは遮断して、イオンの移動量の低下または移動の停止が起こる。それに伴い二次電池の内部抵抗が増加し、二次電池の稼動が抑制されるかまたは停止され、過電流または熱暴走を抑制することができる。   When a gas is generated from a gas generating agent contained in the surface or inside of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, the gas narrows the ion migration path or Blocking causes a decrease in the amount of ion movement or stop of movement. Accordingly, the internal resistance of the secondary battery increases, and the operation of the secondary battery is suppressed or stopped, and overcurrent or thermal runaway can be suppressed.

以下、本発明の非水電解質二次電池構成要素について詳細を記載する。   Hereinafter, the nonaqueous electrolyte secondary battery components of the present invention will be described in detail.

[負極活物質層]
負極活物質層は、放電時にイオンを放出し、充電時にイオンを吸蔵できる負極活物質を含む。負極活物質の例としては、TiO、Ti、TiO、もしくは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が好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
[Negative electrode active material layer]
The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material that releases ions during discharge and can store ions during charge. Examples of the negative electrode active material include a metal oxide such as TiO, Ti 2 O 3 , TiO 2 , or SnO 2 , and a composite of lithium and a transition metal such as Li 4/3 Ti 5/3 O 4 or Li 7 MnN. Preferred examples include oxides, 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. Can be used alone or in admixture of two or more.

負極活物質層は、目的に応じて導電助剤、結着剤、または電解質などを含むことができる。導電助剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、またはグラファイトなどが挙げられる。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン(以下「PVdF」とも称する)などが挙げられる。電解質については、後述の電解質層の項に詳細を記載する。   The negative electrode active material layer can contain a conductive additive, a binder, an electrolyte, or the like depending on the purpose. Examples of the conductive aid include acetylene black, carbon black, or graphite. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (hereinafter also referred to as “PVdF”), and the like. Details of the electrolyte are described in the section of the electrolyte layer described later.

また、本発明において、負極活物質層はガス発生剤を含みうる。ガス発生剤は、負極活物質層の表面または負極活物質層の内部に配置することができる。ガス発生剤については、後述のガス発生剤の項において詳細を記載する。   In the present invention, the negative electrode active material layer can contain a gas generating agent. The gas generating agent can be disposed on the surface of the negative electrode active material layer or inside the negative electrode active material layer. Details of the gas generating agent will be described later in the section of the gas generating agent.

[正極活物質層]
正極活物質層は、放電時にイオンを吸蔵し、充電時にイオンを放出できる正極活物質を含む。正極活物質の例としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、PbO、AgO、またはNiOOHなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
[Positive electrode active material layer]
The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material that can occlude ions during discharge and release ions during charge. Preferred examples of the positive electrode active material include composite oxides of lithium and transition metals, transition metal oxides, transition metal sulfides, PbO 2 , AgO, or NiOOH. These may be used alone or in combination of two or more. Even it can be used.

前記リチウムと遷移金属との複合酸化物の例としては、LiMnO、LiMnなどのLi−Mn系複合酸化物、LiCoOなどのLi−Co系複合酸化物、LiNiOなどのLi−Ni系複合酸化物、LiFeOなどのLi−Fe系複合酸化物、LiFePOなどのリチウムと遷移金属との複合リン酸化合物、またはリチウムと遷移金属との複合硫酸化合物などが好ましく挙げられる。前記遷移金属酸化物の例としては、V、MnO、VMoO、またはMoOなどが好ましく挙げられる。前記遷移金属硫化物の例としては、TiSまたはMoSなどが好ましく挙げられる。これら正極活物質は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。 Examples of the composite oxide of lithium and transition metal include Li-Mn based composite oxides such as LiMnO 2 and LiMn 2 O 4 , Li—Co based composite oxides such as LiCoO 2, and Li— such as LiNiO 2. Preferable examples include Ni-based composite oxides, Li—Fe-based composite oxides such as LiFeO 2 , composite phosphate compounds of lithium and transition metals such as LiFePO 4 , and composite sulfate compounds of lithium and transition metals. Preferred examples of the transition metal oxide include V 2 O 5 , MnO 2 , V 2 MoO 8 , and MoO 3 . Preferred examples of the transition metal sulfide include TiS 2 and MoS 2 . These positive electrode active materials can be used alone or in admixture of two or more.

正極活物質層は、目的に応じて上述の導電助剤、上述の結着剤、または後述の電解質などを含むことができる。   The positive electrode active material layer can contain the above-described conductive additive, the above-mentioned binder, the electrolyte described later, or the like depending on the purpose.

また、本発明において、正極活物質層はガス発生剤を含みうる。ガス発生剤は正極活物質層の表面または正極活物質層の内部に配置することができる。ガス発生剤については、後述のガス発生剤の項において詳細を記載する。   In the present invention, the positive electrode active material layer may contain a gas generating agent. The gas generating agent can be disposed on the surface of the positive electrode active material layer or inside the positive electrode active material layer. Details of the gas generating agent will be described later in the section of the gas generating agent.

正極活物質層および負極活物質層には、必要であれば、その他の物質が含まれてもよい。例えば、イオン伝導性ポリマー等が含まれうる。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 positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may contain other materials if necessary. For example, an ion conductive polymer may be included. When an ion conductive polymer is included, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.

イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。ここで、前記ポリマーは、後述の本発明の非水電解質二次電池の電解質層において用いられるイオン伝導性ポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。   Examples of the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based and polypropylene oxide (PPO) -based polymers. Here, the polymer may be the same as or different from the ion conductive polymer used in the electrolyte layer of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention described later, but is preferably the same.

重合開始剤は、イオン伝導性ポリマーの架橋性基に作用して、架橋反応を進行させるために配合される。開始剤として作用させるための外的要因に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤などに分類される。重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール(BDK)等が挙げられる。   The polymerization initiator is added to act on the crosslinkable group of the ion conductive polymer to advance the crosslinking reaction. Depending on the external factor for acting as an initiator, it is classified into a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator and the like. Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), which is a thermal polymerization initiator, and benzyl dimethyl ketal (BDK), which is a photopolymerization initiator.

[電解質層]
電解質層は、正極活物質層と負極活物質層とを電気的に絶縁するとともに、放電時には負極活物質層から正極活物質層に流れるイオンを通過させ、充電時には正極活物質層から負極活物質層に流れるイオンを通過させる。
[Electrolyte layer]
The electrolyte layer electrically insulates the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, passes ions flowing from the negative electrode active material layer to the positive electrode active material layer during discharging, and charges from the positive electrode active material layer to the negative electrode active material during charging. Pass ions flowing through the layer.

また、本発明において、電解質層はガス発生剤を含みうる。ガス発生剤は、電解質層の表面または電解質層の内部に配置することができる。ガス発生剤については、後述のガス発生剤の項において詳細を記載する。   In the present invention, the electrolyte layer may contain a gas generating agent. The gas generating agent can be disposed on the surface of the electrolyte layer or inside the electrolyte layer. Details of the gas generating agent will be described later in the section of the gas generating agent.

電解質層はその態様により電解液からなるもの、ゲル電解質からなるもの、または真性ポリマー電解質からなるものに分類することができる。以下にこれらの詳細を記載する。   The electrolyte layer can be classified according to its form into one comprising an electrolytic solution, one comprising a gel electrolyte, or one comprising an intrinsic polymer electrolyte. These details are described below.

〔電解液〕
電解液は液状の電解質であり、電解液としては、非水溶媒に支持塩を溶解させたものを用いることができる。
[Electrolyte]
The electrolytic solution is a liquid electrolyte, and an electrolytic solution in which a supporting salt is dissolved in a nonaqueous solvent can be used.

前記非水溶媒は、特に限定されないが、その具体的な例としては、例えば、プロピレンカーボネート(以下、「PC」とも称する)、またはエチレンカーボネート(以下、「EC」とも称する)などの環状カーボネート類;ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、もしくはジエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、1,3−ジオキソラン、もしくはジエチルエーテルなどのエーテル類;γ−ブチロラクトンなどのラクトン類;アセトニトリルなどのニトリル類;プロピオン酸メチルなどのエステル類;ジメチルホルムアミドなどのアミド類;酢酸メチル、ギ酸メチルなどのエステル類;スルホラン;ジメチルスルホキシド;または3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オンなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。   The non-aqueous solvent is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate (hereinafter also referred to as “PC”) or ethylene carbonate (hereinafter also referred to as “EC”). Chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, or diethyl carbonate; tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, 1,3- Ethers such as dioxolane or diethyl ether; Lactones such as γ-butyrolactone; Nitriles such as acetonitrile; Esters such as methyl propionate; Amides such as dimethylformamide; Esters such as methyl acetate and methyl formate Sulfolane; dimethyl sulfoxide; and the like or 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one can be cited preferably, it may be used by alone or in combination with one another.

前記支持塩は、特に限定されないが、その具体的な例としては、例えば、LiBF、LiPF、LiClO、Li(CSON、LiN(SOCF、またはLiN(SOなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。 The supporting salt is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , or LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and the like preferably, it can be used even alone or in combination with one.

電解液を用いる場合には、正極活物質層と負極活物質層とが接触しないように、これらの間にセパレータを配置し、電解液とセパレータとを併せて電解質層とすることが好ましい。   In the case of using an electrolytic solution, it is preferable that a separator be disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer so that the electrolyte solution and the separator are combined to form an electrolyte layer.

セパレータとしては特に限定されないが、熱硬化性樹脂、セラミックス、または熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、より好ましくは熱硬化性樹脂またはセラミックスを含む。ガス発生時にセパレータが固体状態であると、電解質層と、正極活物質層または負極活物質層との間にガスを留め易くなるため好ましい。   Although it does not specifically limit as a separator, It is preferable that a thermosetting resin, ceramics, or a thermoplastic resin is included, More preferably, a thermosetting resin or ceramics is included. When the gas is generated, it is preferable that the separator is in a solid state because the gas is easily retained between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

セパレータとして熱硬化性樹脂を用いると、非水電解質二次電池が高温となっても、セパレータが溶融しないため好ましい。熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、尿素樹脂、またはメラミン樹脂などが挙げられる。   It is preferable to use a thermosetting resin as the separator because the separator does not melt even when the nonaqueous electrolyte secondary battery becomes high temperature. Although it does not specifically limit as a thermosetting resin, A polyimide, a phenol resin, an epoxy resin, a cellulose, a urea resin, or a melamine resin etc. are mentioned.

セパレータとしてセラミックスを用いると、非水電解質二次電池が高温となっても、セパレータが溶融しないため好ましい。セラミックスとしては特に限定されないが、Al、ZrO、MgO、BeO、ThO、もしくはUOなどの酸化物系セラミックス、またはSi、SiC、もしくはBNなどの非酸化物系セラミックスなどが挙げられる。 It is preferable to use ceramics as the separator because the separator does not melt even when the nonaqueous electrolyte secondary battery becomes high temperature. No particular limitation is imposed on the ceramic, Al 2 O 3, ZrO 2 , MgO, BeO, oxide ceramics such as ThO 2, or UO 2 or Si 3 N 4, SiC or non-oxide ceramics such as BN,, Etc.

熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、ポリオレフィン、ポリアミド、またはポリアミドイミドなどが挙げられる。熱可塑性樹脂を用いる場合、その融点は300℃以上であることが好ましく、より好ましくは500℃以上である。また、上限は特に限定されないが、好ましくは1000℃以下である。   Although it does not specifically limit as a thermoplastic resin, Polyolefin, polyamide, or a polyamideimide etc. are mentioned. When a thermoplastic resin is used, the melting point is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher. Moreover, although an upper limit is not specifically limited, Preferably it is 1000 degrees C or less.

〔ゲル電解質〕
ゲル電解質は、化学結合、結晶化または分子の絡み合いなどの分子鎖間の相互作用によって三次元的な網目構造を構成したポリマー骨格に、電解液を保持させたゲル状の電解質である。
[Gel electrolyte]
The gel electrolyte is a gel electrolyte in which an electrolytic solution is held in a polymer skeleton in which a three-dimensional network structure is formed by interaction between molecular chains such as chemical bonding, crystallization, or molecular entanglement.

電解液としては、上述の電解液の項に記載したものを用いることができる。   As the electrolytic solution, those described in the above-mentioned section of the electrolytic solution can be used.

骨格となるポリマーとしては、ポリマー状の電解質を用いてもよいし、イオン伝導性を有さないポリマーを用いてもよい。ポリマー状の電解質の例としては、後述の真性ポリマー電解質が挙げられる。イオン伝導性を有さないポリマーは、特に限定されないが、その具体的な例としては、例えば、PVdF、ポリビニルクロライド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、これらの共重合体、またはこれらのアロイなどが好ましく挙げられる。   As the polymer serving as the skeleton, a polymer electrolyte may be used, or a polymer having no ion conductivity may be used. Examples of the polymer electrolyte include an intrinsic polymer electrolyte described later. The polymer not having ion conductivity is not particularly limited, but specific examples thereof include, for example, PVdF, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, copolymers thereof, and alloys thereof. Can be mentioned.

ポリマーとして熱可塑性のものを用いる場合、その融点は300℃以上であることが好ましく、より好ましくは500℃以上である。また、融点の上限は特に限定されないが、好ましくは1000℃以下である。ガス発生時にポリマー部分が固体状態であると、電解質層と正極活物質層または負極活物質層との間にガスを留め易くなるため好ましい。   When a thermoplastic polymer is used, the melting point is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher. Moreover, although the upper limit of melting | fusing point is not specifically limited, Preferably it is 1000 degrees C or less. When the gas is generated, it is preferable that the polymer portion is in a solid state because the gas is easily retained between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

〔真性ポリマー電解質〕
真性ポリマー電解質は、固体状の電解質であり、電解液を含むゲル電解質とは区別される。電解質層の構成材料として真性ポリマー電解質を用いた場合、真性ポリマー電解質はガスを通過させ難いため、ガス発生剤から発生したガスが電解質層と正極活物質層または負極活物質層との界面に留まり易く、少量のガス発生剤で本発明の効果を発揮させたり、より短時間で本発明の効果を発揮させたりできるため好ましい。
[Intrinsic polymer electrolyte]
The intrinsic polymer electrolyte is a solid electrolyte and is distinguished from a gel electrolyte containing an electrolytic solution. When an intrinsic polymer electrolyte is used as the constituent material of the electrolyte layer, since the intrinsic polymer electrolyte does not allow gas to pass through, the gas generated from the gas generating agent remains at the interface between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. It is preferable because the effects of the present invention can be exhibited with a small amount of a gas generating agent, and the effects of the present invention can be exhibited in a shorter time.

真性ポリマー電解質を構成するポリマーは、特に限定されないが、その具体的な例としては、ポリエチレンオキシド、またはポリプロピレンオキシドなどが好ましく挙げられる。   The polymer constituting the intrinsic polymer electrolyte is not particularly limited, but specific examples thereof include preferably polyethylene oxide or polypropylene oxide.

真性ポリマー電解質として熱可塑性のものを用いる場合、その融点は300〜1000℃であることが好ましく、より好ましくは500〜1000℃である。ガス発生時に真性ポリマー電解質が固体状態であると、電解質層と、正極活物質層または負極活物質層との間にガスを留め易くなるため好ましい。   When a thermoplastic material is used as the intrinsic polymer electrolyte, the melting point is preferably 300 to 1000 ° C, more preferably 500 to 1000 ° C. It is preferable that the intrinsic polymer electrolyte is in a solid state at the time of gas generation because gas can be easily retained between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

また、イオン伝導性を向上させるために、支持塩を真性ポリマー電解質に添加したものを電解質層としてもよいし、カルボキシル基、リン酸基、スルフォン酸基、またはシロキシルアミン基などのイオン性解離基を、真性ポリマー電解質に導入したものを電解質層としてもよい。なお、支持塩については上述の電解液の項に記載したとおりである。   In order to improve ionic conductivity, an electrolyte layer may be obtained by adding a supporting salt to an intrinsic polymer electrolyte, or an ionic dissociation group such as a carboxyl group, a phosphate group, a sulfonate group, or a siloxylamine group. May be used as the electrolyte layer. The supporting salt is as described in the above-mentioned section of the electrolytic solution.

また、本発明の電解質層はガス発生剤を含みうる。ガス発生剤は電解質層の内部または電解質層の表面に配置することができる。ガス発生剤については後述のガス発生剤の項に詳細を記載する。さらに、本発明の電解質層は目的に応じて、樹脂、セラミックスなどの他の要素を含みうる。   In addition, the electrolyte layer of the present invention may contain a gas generating agent. The gas generating agent can be disposed inside the electrolyte layer or on the surface of the electrolyte layer. Details of the gas generating agent will be described in the section of the gas generating agent described later. Furthermore, the electrolyte layer of the present invention may contain other elements such as resin and ceramics depending on the purpose.

[ガス発生剤]
図1に、一対の集電体140に挟持された非水電解質二次電池の単電池層10を示す。上述したようにイオンが正極活物質層120と負極活物質層130との間を行き来することで充放電が行われるが、異常発生時にイオンの移動が起こり続けると、熱暴走したり、過電流を外部機器に流したりしてしまう。
[Gas generating agent]
FIG. 1 shows a single battery layer 10 of a nonaqueous electrolyte secondary battery sandwiched between a pair of current collectors 140. As described above, charging and discharging are performed by ions moving back and forth between the positive electrode active material layer 120 and the negative electrode active material layer 130. However, if ions continue to move when an abnormality occurs, thermal runaway or overcurrent may occur. May flow to external devices.

電解質層110が電解液およびセパレータからなる場合、電解液は、正極活物質層120、セパレータ、および負極活物質層130中に滲みこんでおり、イオンは電解液中を移動してゆく。本発明では、異常発生時にガス発生剤(図示せず)からガスが発生し、正極活物質層120、セパレータ、または負極活物質層130の空孔にガスが入り込むことにより、イオンの移動経路を狭めるかまたは遮断することができる。さらに、ガスの発生量や各層の構造などによっては、セパレータと、正極活物質層120または負極活物質層130との接触面にガスを溜めてこれらの層の界面の一部分または全面を剥離させ、イオンの移動経路を狭めたり、遮断したりすることもできる。   When the electrolyte layer 110 includes an electrolyte solution and a separator, the electrolyte solution has permeated into the positive electrode active material layer 120, the separator, and the negative electrode active material layer 130, and ions move in the electrolyte solution. In the present invention, when an abnormality occurs, gas is generated from a gas generating agent (not shown), and the gas enters the pores of the positive electrode active material layer 120, the separator, or the negative electrode active material layer 130, so that the ion movement path is Can be narrowed or blocked. Further, depending on the amount of gas generated, the structure of each layer, etc., gas is accumulated on the contact surface between the separator and the positive electrode active material layer 120 or the negative electrode active material layer 130, and a part or the whole of the interface between these layers is peeled off, It is also possible to narrow or block the ion movement path.

また、電解質層110がゲル電解質または真性ポリマー電解質からなる場合、本発明では、異常発生時にガス発生剤(図示せず)からガスが発生して電解質層110と正極活物質層120または負極活物質層130との接触面にガスが溜まるため、これらの層の界面の一部分または全面が剥離し、イオンの移動が抑制される。   Further, when the electrolyte layer 110 is made of a gel electrolyte or an intrinsic polymer electrolyte, in the present invention, when an abnormality occurs, gas is generated from a gas generating agent (not shown), and the electrolyte layer 110 and the positive electrode active material layer 120 or the negative electrode active material. Since gas accumulates on the contact surface with the layer 130, a part or the whole of the interface between these layers is peeled off, and the movement of ions is suppressed.

本発明では、ガス発生剤として、非水電解質二次電池の温度が60℃以上300℃未満に達した場合にガスを発生させる物質を用いる。より好ましくは、ガス発生剤は60℃以上250℃以下でガスを発生させる。また、二次電池の使用上限温度または保存上限温度が60℃以上300℃未満である場合には、二次電池の使用温度または保存温度より温度が上昇した場合にガスを発生させる物質を用いる。後者の場合、使用上限温度または保存上限温度が10℃以上100℃以下上昇した場合にガスが発生する物質を用いることが好ましく、使用上限温度または保存上限温度が30℃以上80℃以下上昇した場合にガスが発生する物質を用いることがより好ましい。   In the present invention, a substance that generates gas when the temperature of the nonaqueous electrolyte secondary battery reaches 60 ° C. or higher and lower than 300 ° C. is used as the gas generating agent. More preferably, the gas generating agent generates gas at 60 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. When the upper limit temperature or storage upper limit temperature of the secondary battery is 60 ° C. or higher and lower than 300 ° C., a substance that generates gas when the temperature rises above the use temperature or storage temperature of the secondary battery is used. In the latter case, it is preferable to use a substance that generates gas when the use upper limit temperature or storage upper limit temperature rises by 10 ° C. or more and 100 ° C. or less. When the use upper limit temperature or storage upper limit temperature rises by 30 ° C. or more and 80 ° C. or less It is more preferable to use a substance that generates gas.

ガス発生剤から発生するガスは、窒素または二酸化炭素を含むことが好ましい。これらは、活性が非常に低く安全性が高い。発生するガスにおける窒素または二酸化炭素の濃度は20〜100体積%であることが好ましく、より好ましくは50〜100体積%であり、さらに好ましくは100体積%である。窒素または二酸化炭素以外の成分は、ガス発生剤により異なる。   The gas generated from the gas generating agent preferably contains nitrogen or carbon dioxide. These have very low activity and high safety. The concentration of nitrogen or carbon dioxide in the generated gas is preferably 20 to 100% by volume, more preferably 50 to 100% by volume, and still more preferably 100% by volume. Components other than nitrogen or carbon dioxide vary depending on the gas generating agent.

ガス発生剤は、具体的には、アジド化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、ヒドラジン化合物、ニトロソ化合物、セミカルバジド化合物、テトラゾール化合物、重炭酸塩、および炭酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。   Specifically, the gas generating agent is at least one selected from the group consisting of an azide compound, an azo compound, a sulfonyl hydrazide compound, a hydrazine compound, a nitroso compound, a semicarbazide compound, a tetrazole compound, a bicarbonate, and a carbonate. A compound is preferred.

前記アジド化合物の例としては、アジ化ナトリウム、アジ化カルシウム、アジ化鉛などが挙げられる。前記アゾ化合物の例としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボン酸バリウムなどが挙げられる。前記スルホニルヒドラジド化合物の例としては、p−トルエンスルホニルヒドラジド、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなどが挙げられる。前記ヒドラジン化合物の例としては、モノメチルヒドラジンなどが挙げられる。前記ニトロソ化合物の例としては、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジニトロソ−N,N’−ジメチルテレフタルアミドなどが挙げられる。前記セミカルバジド化合物の例としては、p−トルエンスルホニルセミカルバジドなどが挙げられる。前記テトラゾール化合物の例としては、1H−テトラゾール、5−アミノテトラゾールなどが挙げられる。前記重炭酸塩の例としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウムなどが挙げられる。前記炭酸塩の例としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ジメチル、炭酸アンモニウムなどが挙げられる。ガス発生剤としてより好ましくは、アジ化ナトリウム、アジ化鉛、1H−テトラゾール、5−アミノテトラゾール、炭酸水素ナトリウム、または炭酸ジメチルである。下記表1にこれらのガス発生剤のガス発生温度および発生ガスを示す。   Examples of the azide compound include sodium azide, calcium azide, lead azide and the like. Examples of the azo compound include azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, barium azodicarboxylate, and the like. Examples of the sulfonyl hydrazide compound include p-toluenesulfonyl hydrazide and p, p'-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide. Examples of the hydrazine compound include monomethyl hydrazine. Examples of the nitroso compound include N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine, N, N′-dinitroso-N, N′-dimethylterephthalamide and the like. Examples of the semicarbazide compound include p-toluenesulfonyl semicarbazide. Examples of the tetrazole compound include 1H-tetrazole and 5-aminotetrazole. Examples of the bicarbonate include sodium bicarbonate and ammonium bicarbonate. Examples of the carbonate include sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, dimethyl carbonate, and ammonium carbonate. More preferably, the gas generating agent is sodium azide, lead azide, 1H-tetrazole, 5-aminotetrazole, sodium bicarbonate, or dimethyl carbonate. Table 1 below shows the gas generation temperature and generated gas of these gas generating agents.

Figure 2012195314
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ガス発生剤は、カプセルに包含されていてもよい。ガス発生剤を塊の状態で、非水電解質二次電池内に配置する際、ガス発生剤が粉末状、液状、または脆い物質である場合には、ガス発生剤をカプセルに包含させることにより、ガス発生剤の取り扱いを容易にすることができる。ただし、本発明において、ガス発生剤の形態はこれに限定されず、例えば、カプセルを利用せずに、粉末や液体の状態で非水電解質二次電池の構成要素と混ざり合うように配置してもよい。   The gas generating agent may be included in the capsule. When the gas generating agent is placed in a lump in the nonaqueous electrolyte secondary battery, if the gas generating agent is a powder, liquid, or a brittle substance, the gas generating agent is included in the capsule, The handling of the gas generating agent can be facilitated. However, in the present invention, the form of the gas generating agent is not limited to this. For example, the gas generating agent is arranged so as to be mixed with the components of the nonaqueous electrolyte secondary battery in a powder or liquid state without using a capsule. Also good.

前記カプセルの材質は特に限定されないが、その具体的な例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ナイロン(登録商標)、ポリカーボネート、フッ素樹脂、シリコーン、スチレンゴム、または特開2006−2134号公報に記載のマイクロカプセルなどが挙げられる。   The material of the capsule is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, acrylic resin, nylon (registered trademark), polycarbonate, fluororesin, silicone, styrene rubber, or JP-A-2006. -2134 and the like.

ガス発生剤は、正極活物質層、電解質層、および負極活物質層から選択される少なくとも1層の表面または内部に含まれていればよいが、より好ましくは電解質層の表面または内部に含まれる。   The gas generating agent may be contained on the surface or inside of at least one layer selected from the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material layer, and more preferably contained on the surface or inside of the electrolyte layer. .

ガス発生剤の添加量は、ガス発生剤の種類または目的のガス発生量により、適宜決定することができる。本発明において、ガスの発生量は特に限定されないが、ガスが発生した際に電解質層と正極活物質層または負極活物質層との剥離距離が、0.05mm〜1cmとなる量であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5mmとなる量である。   The addition amount of the gas generating agent can be appropriately determined depending on the type of the gas generating agent or the target gas generating amount. In the present invention, the amount of gas generated is not particularly limited, but when the gas is generated, the separation distance between the electrolyte layer and the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer may be 0.05 mm to 1 cm. The amount is preferably 0.1 to 5 mm.

また、電解質層としてセパレータおよび電解液を用いる場合には、ガス発生剤の添加量は、単電池層の空孔量の120〜1000体積%のガスを発生させる量であることが好ましい。   Moreover, when using a separator and electrolyte solution as an electrolyte layer, it is preferable that the addition amount of a gas generating agent is an amount which produces | generates 120-1000 volume% of gas of the void | hole amount of a single cell layer.

[集電体]
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、アルミニウム、チタン、銅、ニッケル、銀、またはステンレスなどが好ましく挙げられ、これらは単層構造で用いてもよいし、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。
[Current collector]
The material of the current collector is not particularly limited, but specific examples include, for example, preferably aluminum, titanium, copper, nickel, silver, or stainless steel, which may be used in a single layer structure. Alternatively, a multilayer structure composed of different kinds of layers may be used, or a clad material coated with these layers may be used. The above materials are excellent in corrosion resistance, conductivity, workability, and the like.

[シール部]
本発明の非水電解質二次電池は、さらにシール部を含みうる。シール部はガス発生剤から発生したガスが、集電体、正極活物質層、電解質層、および負極活物質からなる電池要素と前記電池要素を包む外装との隙間に漏れ出てしまうことを抑制する。
[Seal part]
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may further include a seal portion. The seal part suppresses the gas generated from the gas generating agent from leaking into the gap between the battery element made of the current collector, the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material and the exterior enclosing the battery element. To do.

図2のAおよびBにシール部250の配置例を示す。本発明においては、図2のAに示すように単電池層20を囲むように集電体240同士の間にシール部250を配置してもよいし、図2のBに示すように正極活物質層220と負極活物質層230とをそれぞれ囲むように集電体240と電解質層210との間にシール部250を配置してもよい。   An arrangement example of the seal portion 250 is shown in A and B of FIG. In the present invention, as shown in FIG. 2A, the seal portion 250 may be disposed between the current collectors 240 so as to surround the single cell layer 20, or as shown in FIG. A seal portion 250 may be disposed between the current collector 240 and the electrolyte layer 210 so as to surround the material layer 220 and the negative electrode active material layer 230, respectively.

シール部の材質としては、絶縁性を有しているものであれば特に限定されないが、具体的な例としては、変性ポリオレフィンなどが挙げられる。   The material of the seal portion is not particularly limited as long as it has an insulating property, but a specific example includes a modified polyolefin.

[その他]
一般的なセパレータは撥水性が高く、ガス発生剤を溶液に溶かして含浸させても濡れないという問題があるが、その場合は界面活性剤の添加によって含浸が可能となる。この場合に用いられうる界面活性剤の例としては、例えば、トリス(2−エチルヘキシル)リン酸などが挙げられる。
[Others]
A general separator has high water repellency, and there is a problem that even when a gas generating agent is dissolved and impregnated in a solution, it does not get wet. In this case, impregnation is possible by adding a surfactant. Examples of the surfactant that can be used in this case include tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid.

用いる集電体の大きさによっては、リードまたはタブを集電体に取り付けてもよい。リードまたはタブの材質は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。   Depending on the size of the current collector used, a lead or tab may be attached to the current collector. The material of the lead or tab is not particularly limited, and a conventionally known material can be used.

[構造]
単電池層を複数含む場合、非水電解質二次電池は正極活物質層および負極活物質層の配置形態により、双極型と非双極型との2種類の構造をとりうる。双極型の非水電解質二次電池の断面概略図を図3に例示し、非双極型の非水電解質二次電池の断面概略図を図4に例示する。図3において、符号310は電解質層を示し、符号320は正極活物質層を示し、符号330は負極活物質層を示し、符号340は集電体を示し、符号341は正極側最外層集電体を示し、符号342は負極側最外層集電体を示し、符号371は正極タブを示し、符号372は負極タブを示し、符号350はシール部を示し、符号360は外装を示し、符号30は単電池層を示す。図4において符号410は電解質層を示し、符号420は正極活物質層を示し、符号430は負極活物質層を示し、符号440は集電体を示し、符号442はリードを示し、符号444はタブを示し、符号40は単電池層を示す。図3および図4は単なる例示であって、各電池要素の厚み、大きさ、比率、積層数などはこれらの図に限定されない。
[Construction]
When a plurality of single battery layers are included, the nonaqueous electrolyte secondary battery can take two types of structures, a bipolar type and a non-bipolar type, depending on the arrangement form of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. FIG. 3 illustrates a schematic cross-sectional view of a bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery, and FIG. 4 illustrates a schematic cross-sectional view of a non-bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery. 3, reference numeral 310 indicates an electrolyte layer, reference numeral 320 indicates a positive electrode active material layer, reference numeral 330 indicates a negative electrode active material layer, reference numeral 340 indicates a current collector, and reference numeral 341 indicates a positive electrode side outermost layer current collector. The reference numeral 342 indicates a negative electrode outermost layer current collector, the reference numeral 371 indicates a positive electrode tab, the reference numeral 372 indicates a negative electrode tab, the reference numeral 350 indicates a seal portion, the reference numeral 360 indicates an exterior, and the reference numeral 30 Indicates a cell layer. In FIG. 4, reference numeral 410 indicates an electrolyte layer, reference numeral 420 indicates a positive electrode active material layer, reference numeral 430 indicates a negative electrode active material layer, reference numeral 440 indicates a current collector, reference numeral 442 indicates a lead, and reference numeral 444 indicates A tab is shown and the code | symbol 40 shows a cell layer. 3 and 4 are merely examples, and the thickness, size, ratio, number of layers, and the like of each battery element are not limited to these drawings.

図3の集電体340および端部集電体341と、図4の集電体440、リード420およびタブ444とを見ると、双極型の非水電解質二次電池(図3参照)は積層構造の端部から電力を取り出す構造となっているのに対し、非双極型の非水電解質二次電池(図4参照)は各端電池層から電力を取り出す構造となっている。このため、本発明を双極型の二次電池に適用することで更に効果を得ることができる。   When the current collector 340 and the end current collector 341 in FIG. 3 and the current collector 440, the lead 420, and the tab 444 in FIG. 4 are seen, the bipolar nonaqueous electrolyte secondary battery (see FIG. 3) is stacked. In contrast to the structure in which power is extracted from the end of the structure, the non-bipolar nonaqueous electrolyte secondary battery (see FIG. 4) has a structure in which power is extracted from each end battery layer. Therefore, further effects can be obtained by applying the present invention to a bipolar secondary battery.

続いて、本発明の非水電解質二次電池の製造方法について説明する。   Then, the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention is demonstrated.

本発明の非水電解質二次電池に用いられる正極および負極は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、溶媒に、活物質を添加することにより、活物質スラリーを調製し(活物質スラリー調製工程)、この活物質スラリーを集電体の表面に塗布し、乾燥させることにより塗膜を形成し(塗膜形成工程)、前記塗膜形成工程を経て作製された積層体を積層方向にプレスする(プレス工程)ことにより、製造されうる。活物質スラリーにイオン伝導性ポリマーが添加され、当該イオン伝導性ポリマーを架橋させる目的で重合開始剤がさらに添加される場合には、塗膜形成工程における乾燥と同時に、または当該乾燥の前もしくは後に、重合処理を施してもよい(重合工程)。   The positive electrode and the negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be produced by a conventionally known method. For example, an active material slurry is prepared by adding an active material to a solvent (active material Slurry preparation step), coating the active material slurry on the surface of the current collector and drying to form a coating film (coating film forming step), and laminating the laminate prepared through the coating film forming step It can be manufactured by pressing (pressing process). When an ion conductive polymer is added to the active material slurry and a polymerization initiator is further added for the purpose of crosslinking the ion conductive polymer, it is simultaneously with drying in the coating film forming process, or before or after the drying. A polymerization treatment may be performed (polymerization step).

正極活物質層およびまたは負極活物質層にガス発生剤を含ませる場合、ガス発生剤を前記の活物質スラリーに対して、好ましくは0.01〜10質量%の濃度となるように加えて塗布してもよいし、後述する電池要素を作製した後、ガス発生剤が所望の量となるように、正極活物質層または負極活物質層に対してガス発生剤を含む溶液を直接滴下してもよい。   When the gas generating agent is included in the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer, the gas generating agent is preferably applied to the active material slurry so as to have a concentration of 0.01 to 10% by mass. Alternatively, after preparing the battery element described later, a solution containing the gas generating agent is directly dropped onto the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer so that the gas generating agent has a desired amount. Also good.

前述のようなガス発生剤を含むマイクロカプセルを用いて、正極活物質層およびまたは負極活物質層にガス発生剤を含ませる場合、ガス発生剤を含むマイクロカプセルを前記の活物質スラリーに対して、好ましくは0.01〜10質量%の濃度で加えて塗布してもよい。   When the gas generating agent is contained in the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer using the microcapsules containing the gas generating agent as described above, the microcapsules containing the gas generating agent are added to the active material slurry. Alternatively, it may be applied at a concentration of 0.01 to 10% by mass.

ガス発生剤を含むマイクロカプセルの製造方法は、特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。その具体的な例としては、例えば、特開2006−2134号公報に記載の製造方法である、(1)コロイダルシリカなどの分散安定剤、水、および必要に応じてポリビニルピロリドンなどの補助安定剤を含む水性媒体を調製する工程;(2)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、または塩化ビニリデンなどの重量平均分子量1万〜10万の単独重合体からなる厚さ30〜35μmのフィルムの酸素透過係数が1.0×10−12cc・cm/cm・sec・cmHg以下である高ガスバリア性モノマー、アクリル酸またはメタクリル酸などのカルボキシル基を有しラジカル重合性不飽和結合を有する炭素数が3〜8であるラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの架橋剤、過酸化ベンゾイルなどの重合開始剤、および炭酸ジメチルなどのガス発生剤を含有する油性混合液を水性媒体中に分散させる工程;(3)水酸化ナトリウムまたは塩化亜鉛などのカチオン性化合物を添加して上記カルボキシル基とカチオン性化合物とを反応させる工程;ならびに(4)反応容器を加圧および加熱することによりモノマーを重合させる工程、を含む製造方法が挙げられる。 The manufacturing method of the microcapsule containing the gas generating agent is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Specific examples thereof include, for example, (1) a dispersion stabilizer such as colloidal silica, water, and an auxiliary stabilizer such as polyvinylpyrrolidone as necessary, which is a production method described in JP-A-2006-2134. (2) an oxygen permeability coefficient of a film having a thickness of 30 to 35 μm made of a homopolymer having a weight average molecular weight of 10,000 to 100,000, such as acrylonitrile, methacrylonitrile, or vinylidene chloride; 0.0 × 10 −12 cc · cm / cm 2 · sec · cm Hg or less, a high gas barrier monomer, 3 to 8 carbon atoms having a carboxyl group such as acrylic acid or methacrylic acid and having a radical polymerizable unsaturated bond Radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer, dipentaerythritol hexaacrylate and other crosslinking agents A step of dispersing an oily mixture containing a polymerization initiator such as benzoyl and a gas generating agent such as dimethyl carbonate in an aqueous medium; (3) adding a cationic compound such as sodium hydroxide or zinc chloride to the carboxyl A step of reacting a group with a cationic compound; and (4) a step of polymerizing a monomer by pressurizing and heating a reaction vessel.

上述のように作製した正極および負極が、電解質層を介して対向するように配置し、単電池層とする。また、双極型の電池とする場合には、所望の出力を有する電池が得られるように、前記単電池層を複数積層して電池積層体としてもよいし、または、異なる種類の層で構成された両極用集電体の一の面に正極活物質層を形成させ、他の面に負極活物質層を形成させたものを、電解質層を介して複数積層した積層体としてもよい。積層時には、集電体表面に、集電体同士が接触して短絡しないように、適当な厚さのポリイミドフィルム等の絶縁用フィルムを糊で数箇所接着しながら挟んで積層することが好ましい。   The positive electrode and the negative electrode produced as described above are arranged so as to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween, thereby forming a single battery layer. Further, in the case of a bipolar battery, a plurality of the single battery layers may be stacked to form a battery stack so that a battery having a desired output can be obtained, or it may be composed of different types of layers. Alternatively, a laminate in which a positive electrode active material layer is formed on one surface of a bipolar current collector and a negative electrode active material layer is formed on the other surface may be laminated with an electrolyte layer interposed therebetween. At the time of lamination, it is preferable to laminate by laminating an insulating film such as a polyimide film having an appropriate thickness while adhering with several places on the surface of the current collector so that the current collectors do not come into contact with each other.

電解質層にガス発生剤を含ませる場合、電池要素を作製した後、ガス発生剤が所望の量となるように、電解質層に対してガス発生剤を含む溶液を直接滴下してもよいし、前述のガス発生剤を含むマイクロカプセルを、ガス発生剤が所望の量となるように、正極活物質層と電解質層のセパレータとの間または負極活物質層と電解質層のセパレータとの間に配置させてもよい。   When the gas generating agent is included in the electrolyte layer, a solution containing the gas generating agent may be directly added dropwise to the electrolyte layer so that the gas generating agent is in a desired amount after producing the battery element. The above-described microcapsules containing the gas generating agent are arranged between the positive electrode active material layer and the separator of the electrolyte layer or between the negative electrode active material layer and the separator of the electrolyte layer so that the gas generating agent has a desired amount. You may let them.

正極側の最外層には、集電体上に正極層のみを形成した電極を配置する。負極側の最外層には、集電体上に負極層のみを形成した電極を配置する。このようにして、電池単位または電池積層体の両最外層にそれぞれ、正極用最外層集電体および負極用最外層集電体が配置される。   In the outermost layer on the positive electrode side, an electrode in which only the positive electrode layer is formed on the current collector is disposed. In the outermost layer on the negative electrode side, an electrode in which only the negative electrode layer is formed on the current collector is disposed. In this manner, the outermost layer current collector for positive electrode and the outermost layer current collector for negative electrode are arranged on both outermost layers of the battery unit or battery stack, respectively.

次いで、必要に応じて、シール部が設けられる。シール部は、前述のように単電池層を囲むように集電体同士の間に配置してもよいし、正極活物質層と負極活物質層とをそれぞれ囲むように集電体と電解質層との間に配置してもよい。   Next, a seal portion is provided as necessary. As described above, the seal portion may be disposed between the current collectors so as to surround the single battery layer, or the current collector and the electrolyte layer so as to surround the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, respectively. You may arrange | position between.

最後に、電池積層体全体を、外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、電池外装材ないし電池ケースで封止し、双極型電池を完成させる。封止の際には、電池外部に電流を取り出す目的で、最外層集電体に電気的に接続されたタブが外装の外部に取り出される。具体的には、正極用最外層集電体に電気的に接続された正極タブと、負極用最外層集電体に電気的に接続された負極タブとが、外装の外部に取り出される。タブ(正極タブおよび負極タブ)を構成する材料は特に制限されず、双極用電池のタブとして従来用いられている公知の材料が用いられうる。タブの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等が例示される。なお、正極タブと負極タブとでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。また、図3に示すように、最外層集電体(371、372)を延長することによりタブ(371、372)としてもよいし、別途準備したタブを最外層集電体に接続してもよい。   Finally, in order to prevent external impact and environmental degradation, the entire battery stack is sealed with a battery exterior material or battery case to complete a bipolar battery. At the time of sealing, the tab electrically connected to the outermost layer current collector is taken out of the exterior for the purpose of taking out current outside the battery. Specifically, the positive electrode tab electrically connected to the positive electrode outermost layer current collector and the negative electrode tab electrically connected to the negative electrode outermost layer current collector are taken out of the exterior. The material which comprises a tab (a positive electrode tab and a negative electrode tab) in particular is not restrict | limited, The well-known material conventionally used as a tab of a battery for bipolar | dipolar can be used. Examples of the constituent material of the tab include aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), and alloys thereof. Note that the same material may be used for the positive electrode tab and the negative electrode tab, or different materials may be used. Further, as shown in FIG. 3, the outermost layer current collector (371, 372) may be extended to form a tab (371, 372), or a separately prepared tab may be connected to the outermost layer current collector. Good.

双極型電池においては、使用時の外部からの衝撃や環境劣化を防止するために、電池要素は、好ましくはラミネートシートなどの外装360内に収容される。外装としては特に制限されず、従来公知の外装が用いられうる。自動車の熱源から効率よく熱を伝え、電池内部を迅速に電池動作温度まで加熱しうる点で、好ましくは、熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートシート等が用いられうる。   In the bipolar battery, the battery element is preferably housed in an exterior 360 such as a laminate sheet in order to prevent external impact and environmental degradation during use. The exterior is not particularly limited, and a conventionally known exterior can be used. A polymer-metal composite laminate sheet or the like excellent in thermal conductivity can be preferably used in that heat can be efficiently transferred from a heat source of an automobile and the inside of the battery can be rapidly heated to the battery operating temperature.

本発明は、以上の実施形態に限られるものではなく、当業者によって種々の変更、省略、および追加が可能である。例えば、上記では双極型の非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、本発明の電池の技術的範囲が双極型電池のみに制限されることはなく、例えば、前述した図4に示すような非双極型の非水電解質二次電池であってもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications, omissions, and additions can be made by those skilled in the art. For example, the bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery has been described above as an example. However, the technical scope of the battery of the present invention is not limited to the bipolar battery. For example, FIG. A non-bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery as shown may be used.

また、非水電解質二次電池は電池要素の形状により、図5および図6に示すように巻回型および積層型などに分類することができる。ただし、本発明は、図5および図6に示される形状、構成にのみ限定されるわけではない。図5に例示される巻回型は、長い帯状の集電体510と、正極活物質層、電解質層、および負極活物質層両面に正極活物質層が形成されてなる集電体542と、両面に負極活物質層が形成されてなる集電体543と、を巻いた形状をしている。図5において、符号560は外装を示す。図6に例示される積層型は、短冊状の集電体640と、正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる単電池層60が積層された形状をしている。図6において、符号642はリードを示し、符号644はタブを示し、符号660は外装を示す。非水電解質二次電池が積層型であると、ガスにより層と層との間に隙間を作り易いため好ましい。   Further, the nonaqueous electrolyte secondary battery can be classified into a winding type and a laminated type as shown in FIGS. 5 and 6 depending on the shape of the battery element. However, the present invention is not limited only to the shape and configuration shown in FIGS. The wound type illustrated in FIG. 5 includes a long strip-shaped current collector 510, a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a current collector 542 in which a positive electrode active material layer is formed on both surfaces of the negative electrode active material layer, A current collector 543 having a negative electrode active material layer formed on both sides is wound around. In FIG. 5, the code | symbol 560 shows an exterior. The stacked type illustrated in FIG. 6 has a shape in which a strip-shaped current collector 640 and a single battery layer 60 including a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer are stacked. In FIG. 6, reference numeral 642 indicates a lead, reference numeral 644 indicates a tab, and reference numeral 660 indicates an exterior. It is preferable that the nonaqueous electrolyte secondary battery is of a stacked type because a gap is easily formed between the layers by the gas.

本発明の第二は上述の非水電解質二次電池を含むことを特徴とする車両である。   A second aspect of the present invention is a vehicle including the nonaqueous electrolyte secondary battery described above.

本発明の非水電解質二次電池は、異常発生時に内部抵抗が増加するため、外部機器の損傷や車両火災の発生などを抑制することができ、安全性に優れる。   Since the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has an increased internal resistance when an abnormality occurs, it can suppress damage to external equipment and the occurrence of a vehicle fire, and is excellent in safety.

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの実施例は何ら本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, these Examples do not restrict | limit this invention at all.

(比較例1)
[負極活物質層、負極用集電体]
負極活物質としてハードカーボン(直径9μm)、結着剤としてPVdF、負極用集電体として厚さ20μmの銅箔、タブとして厚さ100μmのニッケル箔を、それぞれ用意した。
(Comparative Example 1)
[Negative electrode active material layer, current collector for negative electrode]
Hard carbon (diameter 9 μm) was prepared as a negative electrode active material, PVdF as a binder, a copper foil with a thickness of 20 μm as a current collector for a negative electrode, and a nickel foil with a thickness of 100 μm as a tab.

ハードカーボンとPVdFとを質量比で90:10の割合で混合したものに対して、スラリー粘度調整溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を、スラリー粘度が3Pa・sとなるように添加して、負極活物質スラリーを調製した。   N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is a slurry viscosity adjusting solvent, is mixed with hard carbon and PVdF at a mass ratio of 90:10 so that the slurry viscosity becomes 3 Pa · s. This was added to prepare a negative electrode active material slurry.

次いで、銅箔の片面に30μmの厚みを有するように負極活物質スラリーを塗布し、プレスを行い銅箔の片面に厚さ20μmの負極活物質層を形成した。次に、電極塗布部が70×70mmの正方形になるよう『b』の字状に金型で打ち抜いた。電極塗布部から飛び出した電極未塗布のリード部分は15×15mmとした。リードにはニッケルからなるタブを取り付けた。   Next, the negative electrode active material slurry was applied to one side of the copper foil so as to have a thickness of 30 μm, and pressed to form a negative electrode active material layer having a thickness of 20 μm on one side of the copper foil. Next, the electrode application part was punched into a “b” shape with a mold so that the electrode application part was a 70 × 70 mm square. The lead portion not coated with the electrode protruding from the electrode coating portion was 15 × 15 mm. A tab made of nickel was attached to the lead.

[正極活物質層、正極用集電体]
正極活物質としてマンガン酸リチウム(LiMn)、導電助剤としてアセチレンブラック、結着剤としてPVdF、正極用集電体として厚さ20μmのアルミ箔、タブとして厚さ100μmのアルミ箔を、それぞれ用意した。
[Positive electrode active material layer, current collector for positive electrode]
Lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) as the positive electrode active material, acetylene black as the conductive additive, PVdF as the binder, 20 μm thick aluminum foil as the positive electrode current collector, and 100 μm thick aluminum foil as the tab, Each prepared.

マンガン酸リチウムとアセチレンブラックとPVdFとを質量比で85:10:5の割合で混合したものに対して、スラリー粘度調整溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を、スラリー粘度が3Pa・sとなるように添加して、正極活物質スラリーを調製した。   N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) which is a slurry viscosity adjusting solvent is mixed with lithium manganate, acetylene black and PVdF mixed at a mass ratio of 85: 10: 5, and the slurry viscosity is 3 Pa. -It added so that it might become s, and the positive electrode active material slurry was prepared.

次いで、アルミ箔の片面に30μmの厚みを有するように正極活物質スラリーを塗布し、プレスを行いアルミ箔の片面に厚さ20μmの正極活物質層を形成した。次に、電極塗布部が68×68mmの正方形になるよう『d』の字状に金型で打ち抜いた。電極塗布部から飛び出した電極未塗布のタブ部分は15×15mmとした。タブにはアルミからなるリードを取り付けた。   Next, a positive electrode active material slurry was applied to one side of the aluminum foil so as to have a thickness of 30 μm, and pressed to form a positive electrode active material layer having a thickness of 20 μm on one side of the aluminum foil. Next, the electrode application part was punched out in a “d” shape with a mold so that it became a 68 × 68 mm square. The tab portion of the uncoated electrode protruding from the electrode coated portion was 15 × 15 mm. Leads made of aluminum were attached to the tabs.

[電解質層]
非水溶媒としてPCとECとを質量比1:1で混合したものを、支持塩としてLiPFを、それぞれ用意した。PCとECとの混合液に対してLiPFが1Mとなるように添加したものを電解液とした。セパレータとして空孔率50%、厚さ30μmのポリアミド微多孔膜を用意した。ポリアミド微多孔膜は、75mm×75mmの正方形に打ち抜いた。
[Electrolyte layer]
A mixture of PC and EC at a mass ratio of 1: 1 as a non-aqueous solvent and LiPF 6 as a supporting salt were prepared. An electrolyte solution was prepared by adding LiPF 6 to 1M with respect to a mixed solution of PC and EC. A polyamide microporous membrane having a porosity of 50% and a thickness of 30 μm was prepared as a separator. The polyamide microporous membrane was punched into a 75 mm × 75 mm square.

[非水電解質二次電池]
作製した各電池要素をタブ−リード付負極用集電体、負極活物質層、セパレータ、正極活物質層、タブ−リード付正極用集電体の順序で配置し、アルミラミネート外装に入れた後に、電解液を注入し、真空シールしたものを比較例1の非水電解質二次電池として10個作製した。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
After arranging the prepared battery elements in the order of current collector for negative electrode with tab-lead, negative electrode active material layer, separator, positive electrode active material layer, current collector for positive electrode with tab-lead, and putting it in an aluminum laminate exterior Ten non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Example 1 were prepared by injecting an electrolyte solution and vacuum sealing.

水銀ポロシメータ法を用いて、比較例1の非水電解質二次電池における、空孔量を求めたところ、正極活物質層では0.043cmであり、負極活物質層では0.045cmであり、セパレータでは0.083cmであり、単電池層全体では0.171cmであった。 By using a mercury porosimeter method, of the non-aqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1 were determined with vacancies, the positive electrode active material layer was 0.043 cm 3, the negative electrode active material layer be 0.045 cm 3 The separator was 0.083 cm 3 , and the entire cell layer was 0.171 cm 3 .

[充放電試験、加熱試験]
上述の非水電解質二次電池を、それぞれ30mAで2.5〜4.2Vの間で10回充放電を行った。比較例1の非水電解質二次電池の使用時の温度は25℃であり、試験前に60℃保存を12時間おこなった。
[Charge / discharge test, heating test]
The above non-aqueous electrolyte secondary battery was charged / discharged 10 times between 2.5 and 4.2 V at 30 mA each. The temperature at the time of use of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1 was 25 ° C., and storage at 60 ° C. was performed for 12 hours before the test.

次に、得られた二次電池をそれぞれ200℃の鉄板に置いて30秒間加熱した後の1kHz交流インピーダンスを測定し、これらの平均値を得た。   Next, the obtained secondary batteries were each placed on an iron plate at 200 ° C. and heated for 30 seconds, and then 1 kHz AC impedance was measured to obtain an average value thereof.

次に、非水電解質二次電池の外観を観察した後、外装を剥がして、電池内部を観察した。   Next, after observing the external appearance of the nonaqueous electrolyte secondary battery, the exterior was peeled off and the inside of the battery was observed.

(比較例2)
[負極活物質層、負極用集電体]
負極活物質、結着剤、負極用集電体として上述の比較例1に記載のものを用意し、比較例1と同様にして、負極活物質層を形成した。
(Comparative Example 2)
[Negative electrode active material layer, current collector for negative electrode]
A negative electrode active material, a binder, and a negative electrode current collector described in Comparative Example 1 were prepared, and a negative electrode active material layer was formed in the same manner as Comparative Example 1.

[正極活物質層、正極用集電体]
正極活物質、導電助剤、結着剤、正極用集電体として上述の比較例1に記載のものを用意し、比較例1と同様にして、正極活物質層を形成した。
[Positive electrode active material layer, current collector for positive electrode]
A positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and a positive electrode current collector described in Comparative Example 1 were prepared, and a positive electrode active material layer was formed in the same manner as Comparative Example 1.

[電解質層]
電解液、セパレータとして上述の比較例1に記載のものを用意した。シール部としてテープ状のポリイミド(幅10mm)を用意した。
[Electrolyte layer]
The electrolyte solution and the separator described in Comparative Example 1 were prepared. Tape-shaped polyimide (width 10 mm) was prepared as a seal part.

セパレータに電解液を滴下して正極と負極とを積層し、正極集電体面と負極集電体面とにテープ状ポリイミドを折り返して貼り、電池を接着し、電極間をシールした。   The electrolytic solution was dropped onto the separator to laminate the positive electrode and the negative electrode, tape-shaped polyimide was folded and attached to the positive electrode current collector surface and the negative electrode current collector surface, the battery was adhered, and the gap between the electrodes was sealed.

[非水電解質二次電池]
非水電解質二次電池が非双極型となるように、電池要素を4つ作製し、それらを正極同士および負極同士が対向するように重ねた。電池要素のタブは、正極同士、負極同士をそれぞれ合わせて、アルミからなるリードおよびニッケルからなるリードに、それぞれ接合した。リードを取り出せるようにアルミラミネート外装に入れ、真空シールした。このようにして、非水電解質二次電池を10個作製した。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
Four battery elements were prepared so that the nonaqueous electrolyte secondary battery was a non-bipolar type, and these were stacked so that the positive electrodes and the negative electrodes faced each other. The tabs of the battery element were joined to the lead made of aluminum and the lead made of nickel, with the positive electrodes and negative electrodes being combined. The lead was taken out of the aluminum laminate so that it could be taken out and vacuum sealed. In this manner, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced.

得られた非水電解質二次電池を用いて、比較例1と同様に充放電試験および加熱試験を行った。   Using the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery, a charge / discharge test and a heating test were conducted in the same manner as in Comparative Example 1.

(比較例3)
比較例1と同様にして、片面に負極活物質層を形成した負極用集電体、および片面に正極活物質層を形成した正極用集電体を作製した。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Comparative Example 1, a negative electrode current collector having a negative electrode active material layer formed on one side and a positive electrode current collector having a positive electrode active material layer formed on one side were produced.

非水溶媒としてPCとECとを質量比1:1で混合したもの、支持塩としてLiPFを用意した。PCとECとの混合液に対してLiPFが1Mとなるように添加したものを電解液とし、これにPVdF、溶媒として炭酸ジメチルを加えて電解液:PVdF:炭酸ジメチルが質量比45:5:50となるポリマー溶液を調製した。セパレータとして空孔率50%、厚さ30μmのポリアミド微多孔膜を用意した。ポリアミド微多孔膜は75mm×75mmの正方形に打ち抜いた。ポリマー溶液をポリアミド微多孔膜に塗布し、真空乾燥によって、炭酸ジメチルを除いて、セパレータに含浸されたゲルポリマー電解質を作成した。 A mixture of PC and EC at a mass ratio of 1: 1 as a non-aqueous solvent and LiPF 6 as a supporting salt were prepared. What LiPF 6 was added to a 1M an electrolyte liquid to the liquid mixture of PC and EC, which the PVdF, the electrolyte solution of dimethyl carbonate was added as a solvent: PVdF: dimethyl carbonate mass ratio 45: 5 A polymer solution of 50 was prepared. A polyamide microporous membrane having a porosity of 50% and a thickness of 30 μm was prepared as a separator. The polyamide microporous membrane was punched into a 75 mm × 75 mm square. The polymer solution was applied to a polyamide microporous membrane, and a gel polymer electrolyte impregnated in the separator was prepared by vacuum drying to remove dimethyl carbonate.

作製した各電池要素をタブ−リード付負極用集電体、負極活物質層、電解質層、正極活物質層、タブ−リード付正極用集電体の順序で配置し、アルミラミネート外装に入れ、真空シールした。このようにして、非水電解質二次電池を10個作製した。   Arrange each battery element produced in the order of current collector for negative electrode with tab-lead, negative electrode active material layer, electrolyte layer, positive electrode active material layer, current collector for positive electrode with tab-lead, put in an aluminum laminate exterior, Vacuum sealed. In this manner, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced.

得られた非水電解質二次電池を用いて、比較例1と同様に充放電試験および加熱試験を行った。   Using the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery, a charge / discharge test and a heating test were conducted in the same manner as in Comparative Example 1.

(実施例1)
下記に示す、セパレータへのガス発生剤の付着工程を加えたこと以外は比較例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
Example 1
Ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the step of attaching the gas generating agent to the separator shown below was added, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

ガス発生剤として1H−テトラゾール、ガス発生剤の分散媒として水、セパレータに水溶液を含浸させるための界面活性剤としてトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を、それぞれ用意した。   1H-tetrazole as a gas generating agent, water as a dispersion medium of the gas generating agent, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid as a surfactant for impregnating the separator with an aqueous solution were prepared.

1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合し、セパレータに滴下した。滴下後にセパレータを真空乾燥して水を蒸発させ、セパレータの質量が0.1mg増加した(つまり、1H−テトラゾールを0.0909mg付着させた)ことを確認した。   1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5, and dropped onto the separator. After the dropping, the separator was vacuum dried to evaporate water, and it was confirmed that the mass of the separator was increased by 0.1 mg (that is, 0.0909 mg of 1H-tetrazole was attached).

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール0.0909mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 0.0909 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例2)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を0.2mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを0.1818mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 2)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and vacuum dried to increase the mass of the separator by 0.2 mg (that is, 0.1818 mg of 1H-tetrazole was attached). Except for the above, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール0.1818mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 0.1818 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例3)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を0.5mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを0.4545mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 3)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo to increase the mass of the separator by 0.5 mg (that is, 0.4545 mg of 1H-tetrazole was attached). Except for the above, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール0.4545mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 0.4545 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例4)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を1mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを0.9091mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
Example 4
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and vacuum dried to increase the separator mass by 1 mg (that is, 0.9091 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール0.9091mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 0.9091 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例5)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を2mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを1.8182mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 5)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo, increasing the separator mass by 2 mg (that is, 1182 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール1.8182mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 1.8182 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例6)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を5mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを4.5454mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 6)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuum, and the mass of the separator was increased by 5 mg (that is, 4.5454 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール4.5454mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 4.5454 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例7)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を10mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 7)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo, increasing the mass of the separator by 10 mg (that is, 9.090 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール9.0909mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 9.0909 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例8)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を20mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを18.1818mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 8)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo to increase the mass of the separator by 20 mg (that is, 18.1818 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール18.1818mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, the gas generation amount of 18.1818 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例9)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を50mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを45.4545mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
Example 9
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo, increasing the mass of the separator by 50 mg (that is, 45.4545 mg of 1H-tetrazole was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール45.4545mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, the amount of gas generated of 45.4545 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例10)
1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を100mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを90.9091mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 10)
A mixture of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and vacuum dried to increase the separator mass by 100 mg (that is, 1H-tetrazole was attached 90.9091 mg). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における1H−テトラゾール90.9091mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, a gas generation amount of 90.9091 mg of 1H-tetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例11)
5−アミノテトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を10mg増加させた(つまり、5−アミノテトラゾールを9.0909mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 11)
A mixture of 5-aminotetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and dried in vacuo to increase the mass of the separator by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 5-aminotetrazole was attached). Except for the above, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における5−アミノテトラゾール9.0909mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, the amount of gas generated of 9.0909 mg of 5-aminotetrazole at 200 ° C. normal pressure was calculated.

(実施例12)
アジ化ナトリウム、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を10mg増加させた(つまり、アジ化ナトリウムを9.0909mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 12)
A mixture of sodium azide, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and vacuum dried to increase the mass of the separator by 10 mg (that is, 9.0909 mg of sodium azide was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧におけるアジ化ナトリウム9.0909mgのガス発生量を算出した。   Using an airtight container capable of measuring pressure, the amount of gas generated of 9.0909 mg of sodium azide at 200 ° C. and normal pressure was calculated.

(実施例13)
炭酸水素ナトリウム、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を50mg増加させた(つまり、炭酸水素ナトリウムを45.4545mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 13)
A mixture of sodium hydrogen carbonate, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was added dropwise and vacuum dried to increase the mass of the separator by 50 mg (that is, 45.4545 mg of sodium hydrogen carbonate was attached). In the same manner as in Example 1, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

圧力計測可能な密閉容器を用いて、200℃常圧における炭酸水素ナトリウム45.4545mgのガス発生量を算出した。   Using a sealed container capable of measuring pressure, the amount of gas generated of 45.4545 mg of sodium hydrogen carbonate at 200 ° C. and normal pressure was calculated.

(実施例14)
セパレータに電解液を滴下する前に、下記に示すようなセパレータへのガス発生剤の付着工程を加えたこと以外は比較例2と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 14)
Before adding the electrolyte solution to the separator, 10 non-aqueous electrolyte secondary batteries were prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the step of attaching the gas generating agent to the separator as shown below was added. A charge / discharge test and a heating test were performed.

1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合し、セパレータに滴下した。滴下後にセパレータを真空乾燥して水を蒸発させ、セパレータの質量が10mg増加した(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)ことを確認した。   1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5, and dropped onto the separator. After the dropping, the separator was vacuum dried to evaporate water, and it was confirmed that the mass of the separator was increased by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 1H-tetrazole was attached).

(実施例15)
[負極活物質層、正極活物質層、各種集電体]
負極活物質、結着剤、負極用集電体、正極活物質、導電助剤、結着剤、正極用集電体として上述の比較例1に記載のものを用意した。
(Example 15)
[Negative electrode active material layer, positive electrode active material layer, various current collectors]
The negative electrode active material, the binder, the negative electrode current collector, the positive electrode active material, the conductive additive, the binder, and the positive electrode current collector described in Comparative Example 1 above were prepared.

両極用集電体の銅の層側に、比較例1と同じ負極活物質と結着剤との混合物を30μmの厚みを有するように塗布し、両極用集電体のアルミの層側に、比較例1と同じ正極活物質と、導電助剤と、結着剤との混合物を30μmの厚みを有するように塗布した。次に、プレスを行い両極用集電体の銅の層側に厚さ20μmの負極活物質層、アルミの層側に厚さ20μmの正極活物質層を形成した。   On the copper layer side of the bipolar current collector, the same negative electrode active material and binder mixture as in Comparative Example 1 was applied so as to have a thickness of 30 μm, and on the aluminum layer side of the bipolar current collector, A mixture of the same positive electrode active material as in Comparative Example 1, a conductive additive, and a binder was applied so as to have a thickness of 30 μm. Next, pressing was performed to form a negative electrode active material layer having a thickness of 20 μm on the copper layer side and a positive electrode active material layer having a thickness of 20 μm on the aluminum layer side.

上述の各種集電体には、ニッケルからなるリードを取り付けた。   Leads made of nickel were attached to the various current collectors described above.

[電解質層]
電解液、セパレータとして上述の比較例1に記載のものを用意した。シール部としてテープ状のポリイミドを用意した。
[Electrolyte layer]
The electrolyte solution and the separator described in Comparative Example 1 were prepared. Tape-shaped polyimide was prepared as a seal part.

1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合し、セパレータに滴下した。滴下後にセパレータを真空乾燥して水を蒸発させ、セパレータの質量が10mg増加した(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)ことを確認した。   1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5, and dropped onto the separator. After the dropping, the separator was vacuum dried to evaporate water, and it was confirmed that the mass of the separator was increased by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 1H-tetrazole was attached).

次にセパレータに電解液を滴下し、次に正極活物質層、負極活物質層との接触面を残し、セパレータをポリイミドテープで囲った。   Next, an electrolytic solution was dropped onto the separator, and then the contact surface with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer was left, and the separator was surrounded by a polyimide tape.

[非水電解質二次電池]
非水電解質二次電池が双極型となるように、作製した各電池要素を、片面に負極活物質層を形成した負極用集電体、電解質層、正極活物質層と負極活物質層とを形成した両極用集電体3枚、電解質層、片面に正極活物質層を形成した正極用集電体の順で配置し、アルミラミネート外装に入れた。このようにして、10個の非水電解質二次電池を作製した。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
In order to make the non-aqueous electrolyte secondary battery a bipolar type, each of the produced battery elements was divided into a negative electrode current collector having a negative electrode active material layer formed on one side, an electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a negative electrode active material layer. Three formed current collectors for both electrodes, an electrolyte layer, and a current collector for positive electrode having a positive electrode active material layer formed on one side were arranged in this order, and placed in an aluminum laminate exterior. In this way, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced.

得られた非水電解質二次電池を用いて、比較例1と同様に充放電試験および加熱試験を行った。   Using the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery, a charge / discharge test and a heating test were conducted in the same manner as in Comparative Example 1.

(実施例16)
セパレータに電解液を滴下する前に、下記に示すようなセパレータへのガス発生剤の付着工程を加えたこと以外は比較例3と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 16)
Before the electrolyte solution was dropped onto the separator, 10 nonaqueous electrolyte secondary batteries were prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the step of attaching the gas generating agent to the separator as shown below was added. A charge / discharge test and a heating test were performed.

1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合し、セパレータに滴下した。滴下後にセパレータを真空乾燥して水を蒸発させ、セパレータの質量が10mg増加した(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)ことを確認した。   1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5, and dropped onto the separator. After the dropping, the separator was vacuum dried to evaporate water, and it was confirmed that the mass of the separator was increased by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 1H-tetrazole was attached).

(実施例17)
下記に示すような、正極活物質層へのガス発生剤の付着工程を加えたこと以外は比較例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 17)
10 nonaqueous electrolyte secondary batteries were prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the gas generating agent was attached to the positive electrode active material layer as shown below, and a charge / discharge test and heating were performed. A test was conducted.

1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合し、正極活物質層に滴下した。滴下後に正極活物質層を真空乾燥して水を蒸発させ、正極活物質層の質量が0.1mg増加した(つまり、1H−テトラゾールを0.0909mg付着させた)ことを確認した。   1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5 and added dropwise to the positive electrode active material layer. After the dropping, the positive electrode active material layer was vacuum dried to evaporate water, and it was confirmed that the mass of the positive electrode active material layer was increased by 0.1 mg (that is, 0.0909 mg of 1H-tetrazole was attached).

(実施例18)
セパレータとして空孔率30%、厚さ30μmのポリプロピレン微多孔膜に平均粒子径100nmのアルミナ粒子を、前記ポリプロピレン微多孔膜に対して5質量%担持させたものを用いた。さらに、1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を10mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 18)
As a separator, a polypropylene microporous membrane having a porosity of 30% and a thickness of 30 μm and supporting alumina particles with an average particle diameter of 100 nm on the polypropylene microporous membrane by 5 mass% was used. Further, a mixed solution of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was dropped and vacuum dried to increase the mass of the separator by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 1H-tetrazole was attached). Except for the above, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

(実施例19)
セパレータとして空孔率30%、厚さ30μmのポリプロピレン微多孔膜を用いた。さらに、1H−テトラゾール、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を10mg増加させた(つまり、1H−テトラゾールを9.0909mg付着させた)こと以外は、実施例1と同様にして10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 19)
A polypropylene microporous membrane having a porosity of 30% and a thickness of 30 μm was used as a separator. Further, a mixed solution of 1H-tetrazole, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid was dropped and vacuum dried to increase the mass of the separator by 10 mg (that is, 9.0909 mg of 1H-tetrazole was attached). Except for the above, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

(実施例20)
下記に示すような、ガス発生剤である炭酸ジメチルを含むカプセルを正極活物質層とセパレータとの間へ配置する工程を加えたこと以外は比較例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 20)
10 non-aqueous electrolytes in the same manner as in Comparative Example 1 except that a step of arranging a capsule containing dimethyl carbonate as a gas generating agent between the positive electrode active material layer and the separator was added as shown below. A secondary battery was prepared, and a charge / discharge test and a heating test were performed.

重合反応容器に、水89.7質量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ(株式会社ADEKA製)10質量部、およびポリビニルピロリドン(BASF社製)0.3質量部を投入し、分散媒を調製した。次に、アクリロニトリル30質量部、メタクリロニトリル40質量部、メタクリル酸30質量部、ジペンタエリストールヘキサアクリレート0.4質量部、炭酸ジメチル25質量部、および過酸化ベンゾイル1.4質量部を前記分散媒に添加した。さらに、NaOH 0.5質量部、およびZnCl 2質量部を前記分散媒に添加し、分散液を調製した。 Into a polymerization reaction vessel, 89.7 parts by mass of water, 10 parts by mass of colloidal silica (manufactured by ADEKA) and 0.3 part by mass of polyvinylpyrrolidone (manufactured by BASF) are added as a dispersion stabilizer to prepare a dispersion medium. did. Next, 30 parts by mass of acrylonitrile, 40 parts by mass of methacrylonitrile, 30 parts by mass of methacrylic acid, 0.4 parts by mass of dipentaerystol hexaacrylate, 25 parts by mass of dimethyl carbonate, and 1.4 parts by mass of benzoyl peroxide Added to the dispersion medium. Furthermore, 0.5 part by mass of NaOH and 2 parts by mass of ZnCl 2 were added to the dispersion medium to prepare a dispersion.

得られた分散液をホモジナイザーで攪拌混合し、窒素置換した加圧重合器(容量20L)内へ仕込み、0.2MPaで加圧し、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物のろ過と水洗とを繰り返した後乾燥し、カプセルに包含された炭酸ジメチルを得た。   The resulting dispersion was stirred and mixed with a homogenizer, charged into a pressure polymerizer (capacity 20 L) purged with nitrogen, pressurized at 0.2 MPa, and reacted at 60 ° C. for 20 hours to prepare a reaction product. . Filtration and washing with water of the obtained reaction product were repeated and then dried to obtain dimethyl carbonate contained in a capsule.

得られたカプセルを300℃で加熱し、加熱前後の質量差から、カプセル内に炭酸ジメチルが9質量%含まれることが判った。よって、20mgの炭酸ジメチルを配置するために、222mgのカプセルを、正極活物質層とセパレータとの間に配置した。   The obtained capsule was heated at 300 ° C., and it was found from the mass difference before and after heating that 9% by mass of dimethyl carbonate was contained in the capsule. Therefore, in order to arrange 20 mg of dimethyl carbonate, 222 mg of capsule was arranged between the positive electrode active material layer and the separator.

(実施例21)
9mgの1H−テトラゾールを2枚のセパレータで挟持したものを、セパレータの代わりに用いたこと以外は、比較例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。
(Example 21)
10 nonaqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that 9 mg of 1H-tetrazole sandwiched between two separators was used instead of the separator, and a charge / discharge test was performed. And a heating test was performed.

(比較例4)
硝酸ナトリウム、水、およびトリス(2−エチルヘキシル)リン酸を質量比5:94.5:0.5で混合した混合液を滴下、真空乾燥し、セパレータの質量を1mg増加させた(つまり、硝酸ナトリウムを0.9091mg付着させた)こと以外は実施例1と同様にして、10個の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験および加熱試験を行った。硝酸ナトリウムのガス発生温度は380℃である。
(Comparative Example 4)
A mixed solution in which sodium nitrate, water, and tris (2-ethylhexyl) phosphoric acid were mixed at a mass ratio of 5: 94.5: 0.5 was dropped and vacuum dried to increase the mass of the separator by 1 mg (that is, nitric acid Except that 0.9091 mg of sodium was adhered), 10 non-aqueous electrolyte secondary batteries were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test and a heating test were performed. The gas generation temperature of sodium nitrate is 380 ° C.

Figure 2012195314
Figure 2012195314

表2に示す結果から、ガス発生剤を含む実施例1〜21と、ガス発生剤を含まない比較例1〜4とでは、実施例1〜21のほうが過熱時に抵抗を増加させうることがわかる。   From the results shown in Table 2, it can be seen that in Examples 1 to 21 containing a gas generant and Comparative Examples 1 to 4 not containing a gas generant, Examples 1 to 21 can increase the resistance during overheating. .

実施例14と実施例15とを比較すると、単電池層が並列に配置されている非双極型の電池に比べて、単電池層が直列に配置されている双極型の電池のほうが同じ量のガス発生剤であってもより効果を発揮し易いことがわかる。   Comparing Example 14 and Example 15, the amount of the bipolar battery in which the single battery layers are arranged in series is the same as that of the non-bipolar battery in which the single battery layers are arranged in parallel. It can be seen that even a gas generating agent is more effective.

また、表2の結果から、通常起こりうる電池加熱が起こった場合に、比較例4のように300℃を大きく超えるような温度でガスを発生させる物質を加えても、電池の動作を止める働きがないことがわかる。   In addition, from the results of Table 2, when battery heating that can normally occur occurs, even if a substance that generates gas at a temperature that greatly exceeds 300 ° C. is added as in Comparative Example 4, the operation of the battery is stopped. You can see that there is no.

10、20、30、60 単電池層、
110、210、310、410 電解質層、
120、220、320、420 正極活物質層、
130、230、330、430 負極活物質層、
140、240、340、440、510、542、543、640 集電体、
250、350、450 シール部、
341 正極側最外層集電体、
342 負極側最外層集電体、
360、460、560、660 外装、
371 正極タブ、
372 負極タブ、
442、642 リード、
444、644 タブ。
10, 20, 30, 60 cell layer,
110, 210, 310, 410 electrolyte layer,
120, 220, 320, 420 Positive electrode active material layer,
130, 230, 330, 430 negative electrode active material layer,
140, 240, 340, 440, 510, 542, 543, 640 current collector,
250, 350, 450 seal part,
341 positive electrode side outermost layer current collector,
342 negative electrode side outermost layer current collector,
360, 460, 560, 660 exterior,
371 positive electrode tab,
372 negative electrode tab,
442, 642 leads,
444, 644 tabs.

Claims (8)

正極活物質層、電解質層、および負極活物質層からなる群より選択される少なくとも1層の表面または内部にガス発生剤を含み、
前記電解質層はセパレータと電解液とを含み、
少なくとも前記正極活物質層および前記負極活物質層の周囲にシール部が配置され、
二次電池の温度が60℃以上300℃未満に達したときに、前記ガス発生剤からガスが発生することを特徴とする非水電解質二次電池。
A gas generating agent is included in the surface or inside of at least one layer selected from the group consisting of a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer;
The electrolyte layer includes a separator and an electrolytic solution,
A seal portion is disposed around at least the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
A nonaqueous electrolyte secondary battery, wherein gas is generated from the gas generating agent when the temperature of the secondary battery reaches 60 ° C or higher and lower than 300 ° C.
前記ガス発生剤は、少なくとも、電解質層の表面または内部に含まれることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the gas generating agent is contained at least on the surface or inside of the electrolyte layer. 前記ガス発生剤は、窒素または二酸化炭素を含むガスを発生する化合物であることを特徴とする請求項1または2に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the gas generating agent is a compound that generates a gas containing nitrogen or carbon dioxide. 前記ガス発生剤は、アジド化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、ヒドラジン化合物、ニトロソ化合物、セミカルバジド化合物、テトラゾール化合物、重炭酸塩、および炭酸塩からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。   The gas generating agent is at least one selected from the group consisting of azide compounds, azo compounds, sulfonyl hydrazide compounds, hydrazine compounds, nitroso compounds, semicarbazide compounds, tetrazole compounds, bicarbonates, and carbonates. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3. 前記セパレータはセラミックスを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the separator includes ceramics. 前記シール部が前記正極活物質層、前記電解質層、および前記負極活物質層を囲むように配置される、請求項1〜5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 claim 1, wherein the seal portion is disposed so as to surround the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material layer. 前記ガス発生剤は、カプセルに包含されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the gas generating agent is contained in a capsule. 積層型であることを特徴とする請求項1〜7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 claim 1, wherein the nonaqueous electrolyte secondary battery is a stacked type.
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