JP2013054973A - Separator, nonaqueous electrolyte battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, electricity storage device, and electric power system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a thermal decomposition reaction at a positive electrode, the thermal decomposition reaction being caused by large heat generation at a negative electrode in short circuit discharge or the like, and maintain insulation property between the positive electrode and the negative electrode even if a separator is melted.SOLUTION: In a nonaqueous electrolyte battery, a thermal absorption layer is arranged between a positive electrode and a negative electrode. The thermal absorption layer may be present between the positive electrode and the negative electrode, and is formed on one side of a separator or at least one surface of the positive electrode and the negative electrode. The thermal absorption layer is a layer containing an inorganic particle and a resin material, having a thermal capacity per unit area of 0.0002 J/Kcmor more and a thermal capacity per unit volume of 1.5 J/Kcmor less, and having a porous structure. By the thermal absorption layer present between the positive electrode and the negative electrode, heat generated at the negative electrode is absorbed, heat transfer from the negative electrode to the positive electrode is suppressed, and insulation between the positive electrode and the negative electrode is maintained.

Description

本技術は、セパレータに関する。また、本技術は、セパレータを電極間に有する非水電解質電池、およびこの非水電解質電池を用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。   The present technology relates to a separator. The present technology also relates to a nonaqueous electrolyte battery having a separator between electrodes, and a battery pack, electronic device, electric vehicle, power storage device, and electric power system using the nonaqueous electrolyte battery.

近年、携帯電話、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター等の携帯情報電子機器の普及に伴い、これらの機器の高性能化、小型化および軽量化が図られている。これらの機器の電源には、使い捨ての一次電池や繰り返し使用できる二次電池が用いられているが、高性能化、小型化、軽量化、経済性等の総合的なバランスの良さから、非水電解質電池、特にリチウムイオン二次電池の需要が伸びている。また、これらの機器では、更なる高性能化や小型化等が進められており、リチウムイオン二次電池等の非水電解質電池に関しても、さらなる高エネルギー密度化が要求されている。   In recent years, with the widespread use of portable information electronic devices such as mobile phones, video cameras, and notebook personal computers, these devices have been improved in performance, size, and weight. Disposable primary batteries and reusable secondary batteries are used as the power source for these devices, but they are non-aqueous due to a good balance of performance, size, weight, economy, etc. Demand for electrolyte batteries, particularly lithium ion secondary batteries, is growing. In addition, these devices have been further improved in performance and size, and further higher energy density is required for nonaqueous electrolyte batteries such as lithium ion secondary batteries.

そこで、リチウムイオン二次電池の大幅な高容量化のために、従来用いられてきた炭素系負極活物質の代わりに、例えば下記の特許文献1のように、充電の際にリチウムと合金化する金属材料等を負極活物質として用いることが提案されている。具体的には、金属系負極活物質として、ケイ素またはスズ、あるいはそれらの化合物等が提案されている。例えば、スズ(Sn)はリチウムイオン二次電池の負極活物質として、黒鉛の理論容量(約372mAh/g)を大きく上回る高い理論容量(約994mAh/g)を持つことが知られている。   Therefore, in order to significantly increase the capacity of the lithium ion secondary battery, instead of the conventionally used carbon-based negative electrode active material, it is alloyed with lithium during charging, for example, as in Patent Document 1 below. It has been proposed to use a metal material or the like as the negative electrode active material. Specifically, silicon or tin, or a compound thereof has been proposed as a metal-based negative electrode active material. For example, it is known that tin (Sn) has a high theoretical capacity (about 994 mAh / g) as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, which greatly exceeds the theoretical capacity of graphite (about 372 mAh / g).

一方で、ケイ素またはスズ、あるいはそれらの化合物等を負極活物質として用いた場合、面積当たりの電流密度が増大するとともに、放電に伴う発熱量も増大する傾向にある。また、電動工具や電気自動車用等においては、短時間ではあるが大電流放電による発熱に対し放熱が追いつかない場合も多く、電池の温度上昇が避けられない場合もある。特に、電池外部の短絡や内部の短絡時には、負極側から発せられる熱量が大きく、この熱によりセパレータが破膜してさらに短絡が拡大したり、正極が加熱されて熱分解温度に達し、電池から激しい熱やガスが放出されるという危険性がある。このため、大きなエネルギーが放出された場合の信頼性向上に対する要請も極めて大きくなっており、このような試験に対する高い信頼性と、高容量化を両立させたリチウムイオン二次電池が強く求められている。   On the other hand, when silicon, tin, or a compound thereof is used as the negative electrode active material, the current density per area increases and the calorific value accompanying discharge tends to increase. In addition, in power tools, electric vehicles, and the like, there are many cases where heat dissipation cannot catch up with heat generated by a large current discharge for a short time, and an increase in battery temperature is unavoidable. In particular, the amount of heat emitted from the negative electrode side is large when the battery is short-circuited or internal short-circuited, and this heat breaks the separator and further expands the short-circuit, or the positive electrode is heated to reach the thermal decomposition temperature. There is a risk of intense heat and gas being released. For this reason, there is an increasing demand for improved reliability when large amounts of energy are released, and there is a strong demand for lithium ion secondary batteries that combine high reliability for such tests with high capacity. Yes.

これに対して、セパレータのシャットダウンにより放電反応を抑制したり、特許文献2のように、セパレータ表面にアルミナ等の無機粒子を塗布することが提案されている。また、負極表面にアルミナ等の無機粒子を塗布することも提案されている。これにより、セパレータのメルトダウン温度、すなわちセパレータを構成する樹脂材料の融点もしくはガラス転移点を超えるような異常発熱時であっても、正極、負極間の絶縁性を保ち、短絡の拡大を防止するような方法が提案されている。   On the other hand, it has been proposed to suppress the discharge reaction by shutting down the separator or to apply inorganic particles such as alumina to the separator surface as in Patent Document 2. It has also been proposed to apply inorganic particles such as alumina to the negative electrode surface. As a result, the insulation between the positive electrode and the negative electrode is maintained and the expansion of the short circuit is prevented even during the abnormal heat generation exceeding the melting point of the separator, that is, the melting point or glass transition point of the resin material constituting the separator. Such a method has been proposed.

特開2005−353582号公報JP 2005-353582 A 特開2000−030686号公報JP 2000-030686 A

特許文献2に示すセパレータは、従来の炭素系負極活物質を用いた場合には好適に使用可能である。しかしながら、電気自動車用等の大電流放電が可能なリチウムイオン二次電池等においては、短絡時の発熱量が顕著に大きく、また電極とセパレータとが直接接触しているため、セパレータのシャットダウン機能の発現の直後にセパレータを構成する樹脂材料の溶融に至る。これにより、さらなる短絡が発生したり、シャットダウンが有効になる前にすでに正極に多大な熱が伝播して正極に熱分解反応が生じることがある。   The separator shown in Patent Document 2 can be suitably used when a conventional carbon-based negative electrode active material is used. However, in lithium-ion secondary batteries and the like that can discharge a large current for electric vehicles, etc., the calorific value at the time of short circuit is remarkably large, and the electrode and the separator are in direct contact with each other. Immediately after the onset, the resin material constituting the separator is melted. As a result, a further short circuit may occur, or a large amount of heat may have already propagated to the positive electrode before thermal shutdown occurs before the shutdown becomes effective.

また、セパレータの耐熱性を向上させるために、アルミナ等の無機粒子を多く含む層を電極とセパレータとの間に設けることも考えられる。しかしながら、アルミナ等の無機粒子は熱伝導性が高く、負極で発生した熱を正極側に伝わらないようにするという観点では、高密度な無機粒子層が介在することは逆効果となる。   Moreover, in order to improve the heat resistance of a separator, providing the layer which contains many inorganic particles, such as an alumina, between an electrode and a separator is also considered. However, inorganic particles such as alumina have high thermal conductivity, and from the viewpoint of preventing the heat generated in the negative electrode from being transmitted to the positive electrode side, the presence of a high-density inorganic particle layer has an adverse effect.

本技術は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極での発熱を吸収し、かつ他の電極に熱を伝えないようにする熱吸収層を有するセパレータを提供することにある。また、本技術の目的とするところは、電極での発熱を吸収し、かつ他の電極に熱を伝えないようにする熱吸収層を正極と負極との間に有する非水電解質電池を提供することにある。さらに、本技術の目的とするところは、非水電解質電池を用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。   The present technology has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present technology is to absorb heat generated by an electrode and prevent heat from being transmitted to other electrodes. It is to provide a separator having a layer. In addition, an object of the present technology is to provide a nonaqueous electrolyte battery having a heat absorption layer between a positive electrode and a negative electrode that absorbs heat generated by an electrode and prevents heat from being transmitted to another electrode. There is. Furthermore, an object of the present technology is to provide a battery pack, an electronic device, an electric vehicle, a power storage device, and a power system using a nonaqueous electrolyte battery.

上記問題点を解消するために、本技術の非水電解質電池用セパレータは、多孔質膜からなる基材と、基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層とからなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a separator for a nonaqueous electrolyte battery of the present technology is formed on a base material composed of a porous film and at least one surface of the base material, and has a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more, and the heat capacity per unit volume, comprising the heat absorbing layer of the porous is 1.5 J / Kcm 3 below.

本技術の非水電解質電池は、正極および負極がセパレータを介して対向する電極体と、非水電解質とを備え、セパレータが、多孔質膜からなる基材と、基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層とからなることを特徴とする。 The nonaqueous electrolyte battery of the present technology includes an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode face each other with a separator interposed therebetween, and a nonaqueous electrolyte, and the separator is formed on a base material made of a porous film, and on at least one surface of the base material. And a porous heat absorption layer having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less.

本技術の非水電解質電池は、正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、非水電解質と、セパレータとセパレータを介して対向する正極および負極の少なくとも一方との間に設けられた、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層とを備えることを特徴とする。 The nonaqueous electrolyte battery of the present technology includes a positive electrode and a negative electrode that are opposed to each other through a separator made of a porous film, a nonaqueous electrolyte, and at least one of a positive electrode and a negative electrode that are opposed to each other through the separator and the separator. And a porous heat absorption layer having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less. To do.

本技術の非水電解質電池は、正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、
セパレータと、セパレータを介して対向する正極および負極の少なくとも一方との間に設けられる、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である、樹脂材料を含む多孔質層に、非水電解液が保持されたゲル状の非水電解質とを備えることを特徴とする。
The nonaqueous electrolyte battery of the present technology includes an electrode body facing a positive electrode and a negative electrode through a separator made of a porous film,
The heat capacity per unit area provided between the separator and at least one of the positive electrode and the negative electrode opposed via the separator is 0.0002 J / Kcm 2 or more, and the heat capacity per unit volume is 1.5 J / Kcm. A porous layer containing a resin material that is 3 or less is provided with a gel-like nonaqueous electrolyte in which a nonaqueous electrolyte is held.

また、本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の非水電解質電池を備えることを特徴とする。   Moreover, the battery pack of this technique, an electronic device, an electric vehicle, an electrical storage apparatus, and an electric power system are provided with the above-mentioned nonaqueous electrolyte battery, It is characterized by the above-mentioned.

本技術では、少なくとも一方の表面に熱吸収層を設けたセパレータを用いるため、例えば短絡放電時に負極で発生した大きな熱を熱吸収層で吸収するとともに、正極に伝えないようにすることができる。熱吸収層をセパレータの一部として設けた場合以外でも、セパレータと正極との間、およびセパレータと負極との間の少なくとも一方に熱吸収層が設けられた場合には、同様の作用を有する。   In the present technology, since a separator having a heat absorption layer provided on at least one surface is used, for example, large heat generated in the negative electrode during short-circuit discharge can be absorbed by the heat absorption layer and not transmitted to the positive electrode. Even when the heat absorption layer is provided as a part of the separator, the same effect is obtained when the heat absorption layer is provided between at least one of the separator and the negative electrode and between the separator and the negative electrode.

本技術によれば、負極で生じた大きな熱が正極に伝わり、正極が熱分解反応を起こすことを抑制することができる。   According to the present technology, large heat generated in the negative electrode is transmitted to the positive electrode, and the positive electrode can be prevented from causing a thermal decomposition reaction.

本技術の第1の実施の形態に係るセパレータの構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of the separator concerning a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態に係るセパレータの表面層の構成を示す、走査型電子顕微鏡(SEM)による二次電子像である。It is a secondary electron image by the scanning electron microscope (SEM) which shows the structure of the surface layer of the separator which concerns on 1st Embodiment of this technique. 本技術の第1の実施の形態に係るセパレータの表面形状の例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a surface shape of a separator concerning a 1st embodiment of this art. 本技術の第2の実施の形態に係る円筒型非水電解質電池の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cylindrical nonaqueous electrolyte battery which concerns on the 2nd Embodiment of this technique. 図4に示す円筒型非水電解質電池に収容される巻回電極体の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of winding electrode body accommodated in the cylindrical nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 本技術の第3の実施の形態に係る角型非水電解質電池の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the square nonaqueous electrolyte battery which concerns on 3rd Embodiment of this technique. 本技術の第4の実施の形態に係るラミネートフィルム型非水電解質電池の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the laminate film type nonaqueous electrolyte battery which concerns on 4th Embodiment of this technique. 図7に示す巻回電極体のI−I線に沿った断面構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross-sectional structure along the II line of the wound electrode body shown in FIG. 積層電極体を用いたラミネートフィルム型非水電解質電池の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the laminate film type nonaqueous electrolyte battery using a laminated electrode body. 本技術の第5の実施の形態に係るラミネートフィルム型非水電解質電池の電池パックの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the battery pack of the laminate film type nonaqueous electrolyte battery which concerns on the 5th Embodiment of this technique. 図10に示す電池パックの電池セルの構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the battery cell of the battery pack shown in FIG. 図10に示す電池パックの電池セルの構造を示す展開図である。It is an expanded view which shows the structure of the battery cell of the battery pack shown in FIG. 図10に示す電池パックの電池セルの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the battery cell of the battery pack shown in FIG. 本技術の実施の形態による電池パックの回路構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structural example of the battery pack by embodiment of this technique. 本技術の非水電解質電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example applied to the electrical storage system for houses using the nonaqueous electrolyte battery of this technique. 本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。It is a schematic diagram showing roughly an example of composition of a hybrid vehicle which adopts a series hybrid system to which this art is applied.

以下、本技術を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。なお、説明は以下のように行う。
1.第1の実施の形態(本技術のセパレータの例)
2.第2の実施の形態(本技術のセパレータを用いた円筒型非水電解質電池の例)
3.第3の実施の形態(本技術のセパレータを用いた角型非水電解質電池の例)
4.第4の実施の形態(本技術のセパレータを用いたラミネートフィルム型非水電解質電池の例)
5.第5の実施の形態(本技術のセパレータを用いたラミネートフィルム型非水電解質電池の電池パックの例)
6.第6の実施の形態(非水電解質電池を用いた電池パックの例)
7.第7の実施の形態(非水電解質電池を用いた蓄電システム等の例)
The best mode for carrying out the present technology (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below. The description will be made as follows.
1. 1st Embodiment (example of separator of this technique)
2. Second Embodiment (Example of Cylindrical Nonaqueous Electrolyte Battery Using Separator of Present Technology)
3. Third embodiment (an example of a prismatic nonaqueous electrolyte battery using a separator of the present technology)
4). Fourth embodiment (an example of a laminate film type non-aqueous electrolyte battery using the separator of the present technology)
5. Fifth Embodiment (Example of a battery pack of a laminate film type nonaqueous electrolyte battery using a separator of the present technology)
6). Sixth Embodiment (Example of battery pack using non-aqueous electrolyte battery)
7). Seventh embodiment (an example of a power storage system using a nonaqueous electrolyte battery)

1.第1の実施の形態
第1の実施の形態に係るセパレータは、基材の少なくとも一方の面に熱吸収層を形成したものである。以下、本技術のセパレータについて詳細に説明する。
1. 1st Embodiment The separator which concerns on 1st Embodiment forms the heat absorption layer in the at least one surface of a base material. Hereinafter, the separator of the present technology will be described in detail.

(1−1)セパレータの構造
第1の実施の形態に係るセパレータ1は、図1に示すように、多孔質膜からなる基材2と、基材2の少なくとも一方の面に形成される熱吸収層3とを備える。セパレータ1は、電池内において正極と負極とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止するとともに、非水電解質が含浸される。セパレータ1の熱吸収層3は、一方の電極で発生した熱を吸収する吸熱効果を有し、かつこの熱が他方の電極に伝わることを防止する断熱効果を有する。
(1-1) Separator Structure As shown in FIG. 1, the separator 1 according to the first embodiment includes a base material 2 made of a porous film and heat formed on at least one surface of the base material 2. An absorption layer 3. The separator 1 separates the positive electrode and the negative electrode in the battery, prevents a short circuit of current due to contact between the two electrodes, and is impregnated with a nonaqueous electrolyte. The heat absorption layer 3 of the separator 1 has an endothermic effect that absorbs heat generated in one electrode, and has a heat insulating effect that prevents the heat from being transmitted to the other electrode.

本技術のセパレータ1は、負極活物質として金属系材料もしくは金属合金系材料が用いられた電池に適用することで、特に顕著な効果を発揮する。負極活物質として金属系材料もしくは金属合金系材料が用いられた負極では、短絡放電時に激しい発熱が生じやすい。したがって、本技術のセパレータ1は、激しい発熱が生じやすい金属系材料もしくは金属合金系材料を負極活物質として用いた電池に、特に、正極が熱分解反応を起こすことを抑制する顕著な効果を発揮する。なお、図1は、基材2の両面に熱吸収層3が形成されたセパレータ1の例である。セパレータ1は基材2のうち、正極対向側面もしくは負極対向側面のいずれかに熱吸収層3が形成されたものであってもよい。   The separator 1 of the present technology exhibits a particularly remarkable effect when applied to a battery in which a metal material or a metal alloy material is used as a negative electrode active material. In a negative electrode in which a metal material or a metal alloy material is used as the negative electrode active material, intense heat generation is likely to occur during short circuit discharge. Therefore, the separator 1 of the present technology exerts a remarkable effect of suppressing the thermal decomposition reaction of the positive electrode particularly in a battery using a metal-based material or a metal alloy-based material that easily generates intense heat as a negative electrode active material. To do. FIG. 1 is an example of the separator 1 in which the heat absorption layer 3 is formed on both surfaces of the base material 2. The separator 1 may be one in which the heat absorption layer 3 is formed on either the positive electrode-facing side surface or the negative electrode-facing side surface of the substrate 2.

[基材]
基材2は、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜である。非水電解質電池にセパレータ1が適用された場合には、基材2の空孔に非水電解液が保持される。基材2は、セパレータ1の主要部として所定の機械的強度を有する一方で、非水電解液に対する耐性が高く、反応性が低く、膨張しにくいという特性を要する。また、巻回構造を有する電極体に用いられる場合には、柔軟性も必要とされる。
[Base material]
The substrate 2 is a porous film composed of an insulating film having a high ion permeability and a predetermined mechanical strength. When the separator 1 is applied to a nonaqueous electrolyte battery, the nonaqueous electrolyte is held in the pores of the substrate 2. While the base material 2 has a predetermined mechanical strength as a main part of the separator 1, the base material 2 has a high resistance to a non-aqueous electrolyte, a low reactivity, and a property of being difficult to expand. Further, when used for an electrode body having a wound structure, flexibility is also required.

このような基材2を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレンもしくはポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂等を用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレン、もしくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、2種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極と負極との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。   For example, a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, an acrylic resin, a styrene resin, a polyester resin, or a nylon resin is preferably used as the resin material that constitutes the base material 2. In particular, polyethylene such as low density polyethylene, high density polyethylene and linear polyethylene, or their low molecular weight wax content, or polyolefin resin such as polypropylene is suitable because it has an appropriate melting temperature and is easily available. Moreover, it is good also as a porous film formed by melt-kneading the structure which laminated | stacked these 2 or more types of porous films, or 2 or more types of resin materials. Those containing a porous membrane made of a polyolefin resin are excellent in separability between the positive electrode and the negative electrode, and can further reduce the decrease in internal short circuit.

基材2の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。基材2は、正極と負極との間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータ1を介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。具体的に、基材2の厚さは7μm以上20μm以下であることが好ましい。   The thickness of the base material 2 can be arbitrarily set as long as it is equal to or greater than a thickness capable of maintaining a necessary strength. The base material 2 provides insulation between the positive electrode and the negative electrode, prevents a short circuit and the like, and has ion permeability for suitably performing a battery reaction via the separator 1, and in the battery reaction in the battery. It is preferable to set the thickness so that the volume efficiency of the contributing active material layer can be as high as possible. Specifically, the thickness of the substrate 2 is preferably 7 μm or more and 20 μm or less.

基材2における空孔率は、上述のイオン透過性を得るために、25%以上80%以下であることが好ましく、25%以上40%以下であることがより好ましい。電池の実使用時の電流値、基材2の空孔構造等の特性や厚さにもよるが、上記範囲外に空孔率が小さくなると、充放電に関わる非水電解液中のイオンの移動の妨げとなる。このため、負荷特性が低下するとともに、大電流放電時には十分な容量を取り出すことが難しくなる。また、上記範囲外に空孔率が大きくなると、セパレータ強度が低下してしまう。特に、本技術のように表面に熱吸収層3を設けたセパレータ1では、熱吸収層3の厚み分基材2の厚みを薄く設計し、セパレータ1全体としては単層のセパレータと同等の厚みとすることが一般的である。このため、セパレータ1の強度は基材2の強度に高く依存し、基材2は一定以上の強度を必要とする。   The porosity of the base material 2 is preferably 25% or more and 80% or less, and more preferably 25% or more and 40% or less in order to obtain the above-described ion permeability. Although depending on the current value during actual use of the battery and the characteristics and thickness of the pore structure of the base material 2, if the porosity decreases outside the above range, the ions in the non-aqueous electrolyte related to charge / discharge are reduced. This hinders movement. For this reason, the load characteristics are deteriorated and it is difficult to take out a sufficient capacity during large current discharge. In addition, when the porosity increases outside the above range, the separator strength decreases. In particular, in the separator 1 provided with the heat absorption layer 3 on the surface as in the present technology, the thickness of the base material 2 is designed to be thin by the thickness of the heat absorption layer 3, and the separator 1 as a whole has a thickness equivalent to that of a single layer separator. It is common to do. For this reason, the strength of the separator 1 is highly dependent on the strength of the base material 2, and the base material 2 requires a certain strength or more.

[熱吸収層]
熱吸収層3は、基材2の少なくとも一方の面に形成されるものであり、主として負極で発生した熱を吸収し、かつ負極で発生した熱が正極に伝わらないようにする機能を有する多孔質層である。非水電解質電池にセパレータ1が適用された場合には、熱吸収層3の空孔に非水電解液が保持される。熱吸収層3は、耐熱性を有する樹脂材料と、耐熱性および耐酸化性に優れる吸熱粒子として機能する無機粒子とを含有する。熱吸収層3は、熱を伝わりにくくすることを目的として、無機粒子が分散して存在するようにすることが好ましい。なお、本技術において、分散とは、無機粒子もしくは二次粒子化した無機粒子群が連結されずに点在する状態を示すが、無機粒子もしくは二次粒子化した無機粒子群の一部は連結された状態であってもよい。すなわち、熱吸収層3全体として、無機粒子が分散した状態が好ましい。
[Heat absorption layer]
The heat absorption layer 3 is formed on at least one surface of the substrate 2 and has a function of mainly absorbing heat generated in the negative electrode and preventing the heat generated in the negative electrode from being transmitted to the positive electrode. It is a quality layer. When the separator 1 is applied to a nonaqueous electrolyte battery, the nonaqueous electrolyte is held in the holes of the heat absorption layer 3. The heat absorption layer 3 contains a resin material having heat resistance and inorganic particles that function as heat absorption particles having excellent heat resistance and oxidation resistance. The heat absorption layer 3 is preferably provided with inorganic particles dispersed for the purpose of making it difficult to transmit heat. In the present technology, dispersion means a state in which inorganic particles or secondary inorganic particle groups are scattered without being connected, but some of the inorganic particles or secondary inorganic particle groups are connected. It may be in the state where it was done. That is, the state in which the inorganic particles are dispersed is preferable as the entire heat absorption layer 3.

熱吸収層3は、セパレータ1としてのイオン透過機能、非水電解液保持機能等を有するため、全体に微小な空隙が多数形成されており、図2に示すような三次元網目構造を有していてもよい。なお、図2は、熱吸収層3の構造を示す、走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)による二次電子像である。熱吸収層3は、熱吸収層3を構成する樹脂材料がフィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していることが好ましい。無機粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。   Since the heat absorption layer 3 has an ion transmission function, a non-aqueous electrolyte holding function, etc. as the separator 1, a large number of minute voids are formed on the whole, and has a three-dimensional network structure as shown in FIG. It may be. FIG. 2 is a secondary electron image obtained by a scanning electron microscope (SEM) showing the structure of the heat absorption layer 3. The heat absorption layer 3 preferably has a three-dimensional network structure in which the resin material constituting the heat absorption layer 3 is fibrillated and the fibrils are continuously connected to each other. The inorganic particles can be maintained in a dispersed state without being connected to each other by being supported on the resin material having the three-dimensional network structure.

具体的に、熱吸収層3は、負極で発生した熱を十分に吸収するために、面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上とされ、0.0003J/Kcm2以上とされることがより好ましい。なお、面積あたりの熱容量は、単位面積における無機粒子の質量と、無機粒子の比熱との積で表される。また、面積あたりの熱容量は、熱吸収層3が基材2の両面に設けられる場合には、単位面積における基材2の両面に存在する無機粒子の質量と比熱とを基に算出される。 Specifically, the heat-absorbing layer 3, in order to sufficiently absorb the heat generated at the negative electrode, the heat capacity per unit area is the 0.0002J / Kcm 2 or more, that are 0.0003J / Kcm 2 or more More preferred. In addition, the heat capacity per area is represented by the product of the mass of the inorganic particles per unit area and the specific heat of the inorganic particles. Moreover, when the heat absorption layer 3 is provided on both surfaces of the base material 2, the heat capacity per area is calculated based on the mass and specific heat of the inorganic particles existing on both surfaces of the base material 2 in a unit area.

なお、熱吸収層3に保持される非水電解液も熱容量を有するが、異常発熱によるガス発生等により熱吸収層3から散逸してしまう可能性がある。このため、本技術においては、吸熱粒子単体での熱容量を熱吸収層3の面積あたりの熱容量とする。   In addition, although the nonaqueous electrolyte solution hold | maintained at the heat absorption layer 3 also has a heat capacity, it may dissipate from the heat absorption layer 3 by the gas generation etc. by abnormal heat_generation | fever. For this reason, in the present technology, the heat capacity of the endothermic particles alone is defined as the heat capacity per area of the heat absorption layer 3.

また、熱吸収層3は、負極で発生した熱を正極に伝えにくくするために、体積あたりの熱容量が1.5/Kcm3以下とされ、1.2J/Kcm3以下とされることがより好ましい。なお、体積あたりの熱容量は、単位体積における無機粒子の充填率と、真密度と、比熱との積で表され、基材2上の無機粒子の充填密度に比例する。面積あたりの熱容量と、体積あたりの熱容量との双方が上述の範囲とされることにより、負極で発生した熱を熱吸収層3にて吸収し、かつ熱吸収層3で吸収した熱を正極に伝わらないようにすることができる。 Further, the heat absorption layer 3 has a heat capacity per volume of 1.5 / Kcm 3 or less and 1.2 J / Kcm 3 or less in order to make it difficult to transfer heat generated in the negative electrode to the positive electrode. preferable. The heat capacity per volume is represented by the product of the filling rate of inorganic particles per unit volume, the true density, and the specific heat, and is proportional to the packing density of inorganic particles on the substrate 2. By setting both the heat capacity per area and the heat capacity per volume within the above ranges, the heat generated in the negative electrode is absorbed by the heat absorption layer 3 and the heat absorbed by the heat absorption layer 3 is transferred to the positive electrode. It can be prevented from being transmitted.

ここで、熱吸収層3の体積あたりの熱容量1.5J/Kcm3以下は、セパレータ1形成時の物性である。すなわち、非水電解質電池に適用後、充電放電を行った場合には、電極の膨張等に応じて熱吸収層3に潰れが生じ、体積あたりの熱容量が大きくなる。目安として、体積あたりの熱容量1.5J/Kcm3、かつ厚さ15μmの熱吸収層3を有するセパレータ1を用いた場合、熱吸収層3の構成によるものの、概ね非水電解質電池の初回充電後の熱吸収層3の体積あたりの熱容量が1.6J/Kcm3程度となる。また、非水電解質電池の充放電が進むにしたがって熱吸収層3の潰れが大きくなり、500サイクル充放電後は、熱吸収層3の体積あたりの熱容量が1.9J/Kcm3程度となる。一般的に、非水電解質電池は、初回充電を行ってから出荷する。出荷時にセパレータ1の熱吸収層3の体積あたりの熱容量を1.6J/Kcm3以下とすることにより、電極間の熱の伝搬を抑制することができる。 Here, a heat capacity of 1.5 J / Kcm 3 or less per volume of the heat absorption layer 3 is a physical property when the separator 1 is formed. That is, when charging and discharging are performed after application to a nonaqueous electrolyte battery, the heat absorption layer 3 is crushed according to the expansion of the electrode and the like, and the heat capacity per volume increases. As a guide, when a separator 1 having a heat absorption layer 3 with a heat capacity of 1.5 J / Kcm 3 per volume and a thickness of 15 μm is used, it is generally after the first charge of the nonaqueous electrolyte battery, although it depends on the configuration of the heat absorption layer 3. The heat capacity per volume of the heat absorption layer 3 is about 1.6 J / Kcm 3 . Further, as the charge / discharge of the nonaqueous electrolyte battery progresses, the heat absorption layer 3 is crushed, and after 500 cycles of charge / discharge, the heat capacity per volume of the heat absorption layer 3 is about 1.9 J / Kcm 3 . In general, non-aqueous electrolyte batteries are shipped after being charged for the first time. By setting the heat capacity per volume of the heat absorption layer 3 of the separator 1 to 1.6 J / Kcm 3 or less at the time of shipment, propagation of heat between the electrodes can be suppressed.

本技術では、非水電解質電池の使用期間中、本技術のセパレータの効果を得るために、セパレータ1形成時において体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下の熱吸収層3を形成する。初回充電前の状態で体積あたりの熱容量を1.5J/Kcm3以下とすることにより、初回充電時(出荷時)の体積あたりの熱容量を1.6J/Kcm3以下とすることができる。また、サイクルの進行とともにセパレータ1が圧縮されても、熱吸収層3の体積あたりの熱容量が1.9J/Kcm3以下の範囲にあれば、サイクル進行に伴う「面積あたりの熱伝導量の増加」と、「短絡時の面積あたりの発熱量の減少」とが相殺される。これは、サイクルの進行に伴い、熱吸収層が圧縮を受け体積あたりの熱容量が上昇するとともに、面積あたりの熱伝導量も上昇してしまうものの、それと相殺するようにサイクル進行に伴う内部抵抗の上昇によって出力(電流)が低下し、面積あたりの発熱量が低下するためである。このため、電池全体としては安全性が維持される。 In the present technology, in order to obtain the effect of the separator of the present technology during the use period of the nonaqueous electrolyte battery, the heat absorption layer 3 having a heat capacity per volume of 1.5 J / Kcm 3 or less is formed when the separator 1 is formed. By setting the heat capacity per volume to 1.5 J / Kcm 3 or less in the state before the first charge, the heat capacity per volume at the first charge (shipment time) can be set to 1.6 J / Kcm 3 or less. In addition, even if the separator 1 is compressed as the cycle progresses, if the heat capacity per volume of the heat absorption layer 3 is in the range of 1.9 J / Kcm 3 or less, the “increase in the amount of heat conduction per area as the cycle progresses. "And" decrease in the amount of heat generated per area at the time of short circuit "are offset. As the cycle progresses, the heat absorption layer is compressed and the heat capacity per volume increases, and the heat conduction per area also increases. This is because the output (current) decreases due to the increase, and the heat generation amount per area decreases. For this reason, the safety of the entire battery is maintained.

吸熱粒子は、量が多いほど高い吸熱効果を得ることができる。しかしながら、熱容量の大きな物質は、熱伝導率も高い場合が多く、密に充填すると負極からの熱を効率よく正極に伝えてしまうおそれがある。このため、吸熱粒子は、熱吸収層3において疎に分散させて体積あたり熱容量を小さくするとともに、各吸熱粒子が互いに連結することなく分散させる必要がある。   The higher the amount of the endothermic particles, the higher the endothermic effect can be obtained. However, a substance having a large heat capacity often has a high thermal conductivity, and if it is closely packed, heat from the negative electrode may be efficiently transmitted to the positive electrode. For this reason, the endothermic particles need to be dispersed sparsely in the heat absorption layer 3 to reduce the heat capacity per volume, and the endothermic particles need to be dispersed without being connected to each other.

なお、従来、セパレータの耐熱性、耐酸化性の向上を目的として、表面に本技術と同様の無機粒子含有層を形成することが提案されている。しかしながら、従来のセパレータにおける無機粒子含有層の形成方法では、本技術のように、体積あたりの熱容量が低い(1.5J/Kcm3以下)無機粒子含有層を実現することが困難であった。本技術では、熱吸収層3の形成方法を検討することにより、体積あたりの熱容量が低く、熱を伝えにくい熱吸収層3としている。熱吸収層3の形成方法については後述する。 Conventionally, for the purpose of improving the heat resistance and oxidation resistance of the separator, it has been proposed to form an inorganic particle-containing layer similar to the present technology on the surface. However, in the conventional method for forming an inorganic particle-containing layer in a separator, it has been difficult to realize an inorganic particle-containing layer having a low heat capacity per volume (1.5 J / Kcm 3 or less) as in the present technology. In the present technology, the heat absorption layer 3 having a low heat capacity per volume and hardly transferring heat is studied by examining a method of forming the heat absorption layer 3. A method for forming the heat absorption layer 3 will be described later.

熱吸収層3が基材2の負極対向側面に設けられる場合には、セパレータ1付近の温度上昇が緩やかになり、基材2がシャットダウン後溶融に至るまでの時間を長くすることができる。このため、放電反応を抑制することができ、発熱を抑制することができる。なお、熱吸収層3を負極対向側面のみに設ける場合、正極対向側面には、表面が平坦な形状とされた耐熱性・耐酸化性に優れた層を設けてもよい。電池の満充電電圧を従来よりも高い4.25V以上等に設定した場合、満充電時には正極近傍が酸化雰囲気となる場合がある。このため、正極対向側面が酸化されて劣化するおそれがある。これを抑制するために、耐熱性・耐酸化性に対して特に優れた性質を有する樹脂材料を含む層を形成してもよい。   When the heat absorption layer 3 is provided on the negative electrode facing side surface of the substrate 2, the temperature rise in the vicinity of the separator 1 becomes moderate, and the time until the substrate 2 is melted after being shut down can be lengthened. For this reason, discharge reaction can be suppressed and heat generation can be suppressed. In the case where the heat absorption layer 3 is provided only on the negative electrode facing side surface, a layer having a flat surface and excellent heat resistance and oxidation resistance may be provided on the positive electrode facing side surface. When the full charge voltage of the battery is set to 4.25 V or higher, which is higher than before, the vicinity of the positive electrode may be in an oxidizing atmosphere during full charge. For this reason, the positive electrode facing side surface may be oxidized and deteriorated. In order to suppress this, a layer containing a resin material having particularly excellent properties with respect to heat resistance and oxidation resistance may be formed.

一方、熱吸収層3が基材2の正極対向側面に設けられる場合には、基材2が溶融してしまった場合であっても、無機粒子が正極と負極との間の絶縁を保ち、かつ負極で発生した熱を吸収して正極へ熱が伝わることを抑制し続けることができる。このため、負極とセパレータ1との界面の非水電解液が蒸発して放電反応が停止するまでの時間的余裕を作り出すことができる。   On the other hand, when the heat absorption layer 3 is provided on the side surface facing the positive electrode of the base material 2, the inorganic particles maintain insulation between the positive electrode and the negative electrode even when the base material 2 is melted. In addition, the heat generated in the negative electrode can be absorbed and heat transfer to the positive electrode can be suppressed. For this reason, the time margin until the nonaqueous electrolyte solution at the interface between the negative electrode and the separator 1 evaporates and the discharge reaction stops can be created.

そして、熱吸収層3が基材2の両面に設けられたセパレータ1は、熱吸収層3が基材2の負極対向側面および正極対向側面に設けられた場合の双方の機能を得ることができるため、特に好ましい。   And the separator 1 in which the heat absorption layer 3 was provided on both surfaces of the base material 2 can obtain both functions when the heat absorption layer 3 is provided on the negative electrode facing side surface and the positive electrode facing side surface of the base material 2. Therefore, it is particularly preferable.

熱吸収層3は、その表面が平滑であっても良く、また、凹凸形状を有していてもよい。上述の様に、熱吸収層3は、厚みを調整することにより、熱吸収層3全体として無機粒子を疎に分散させた構成とすることができる。一方で、熱吸収層3の表面を凹凸形状とすることによっても、熱吸収層3を疎な構成とすることができる。熱吸収層3の表面が凹凸形状を有する場合、熱吸収層3の凸状の部分が正極および負極のそれぞれと接触し、正極・負極間の距離を維持することができる。熱吸収層3の凸状の部分は、それぞれ連結することなく、吸熱機能や正極・負極間の断熱機能を有している。熱吸収層3表面の凹凸形状としては、例えば、図3Aに示す斑紋状、図3Bに示す格子状、図3Cに示すドット状、図3Dに示すピンホール状等の形状が挙げられる。   The heat absorption layer 3 may have a smooth surface or may have an uneven shape. As described above, the heat absorption layer 3 can have a configuration in which inorganic particles are sparsely dispersed as a whole of the heat absorption layer 3 by adjusting the thickness. On the other hand, the heat absorption layer 3 can also have a sparse configuration by making the surface of the heat absorption layer 3 uneven. When the surface of the heat absorption layer 3 has an uneven shape, the convex portions of the heat absorption layer 3 come into contact with the positive electrode and the negative electrode, respectively, and the distance between the positive electrode and the negative electrode can be maintained. The convex portions of the heat absorption layer 3 have a heat absorption function and a heat insulation function between the positive electrode and the negative electrode without being connected to each other. Examples of the concavo-convex shape on the surface of the heat absorbing layer 3 include shapes such as a mottled shape shown in FIG. 3A, a lattice shape shown in FIG. 3B, a dot shape shown in FIG. 3C, and a pinhole shape shown in FIG.

熱吸収層3を構成する樹脂材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド(特にアラミド)、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が180℃以上の樹脂等が挙げられる。   Examples of the resin material constituting the heat absorption layer 3 include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. Styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, methacrylate ester-acrylate copolymer, styrene-acrylic Acid ester copolymers, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymers, rubbers such as ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl Cellulose derivatives such as cellulose, polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyimide, polyamide (especially aramid), polyamideimide, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyether, acrylic resin or polyester Examples thereof include a resin having at least one of a melting point and a glass transition temperature of 180 ° C. or higher.

熱吸収層3を構成する無機粒子としては、比熱が0.5J/gK以上の材料を用いることが好ましい。吸熱効果が高くなるためである。また、所定の面積あたり熱容量とするために必要となる無機粒子量(質量)を減らすことができるため、無機粒子を担持する樹脂材料量(質量)も減らすことができる。また、熱伝導率が低い材料を用いることが好ましい。負極から正極へ熱を伝えにくくする効果が高くなるためである。さらに、融点が1000℃以上の材料を用いることが好ましい。耐熱性を高めることができるためである。   As the inorganic particles constituting the heat absorption layer 3, it is preferable to use a material having a specific heat of 0.5 J / gK or more. This is because the endothermic effect is increased. In addition, since the amount (mass) of inorganic particles necessary for obtaining a heat capacity per predetermined area can be reduced, the amount (mass) of resin material supporting inorganic particles can also be reduced. Moreover, it is preferable to use a material with low thermal conductivity. This is because the effect of making it difficult to transfer heat from the negative electrode to the positive electrode is increased. Furthermore, it is preferable to use a material having a melting point of 1000 ° C. or higher. This is because the heat resistance can be increased.

具体的には、電気絶縁性の無機粒子である金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等を挙げることができる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム(アルミナ、Al23)、酸化マグネシウム(マグネシア、MgO)、酸化チタン(チタニア、TiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア、ZrO2)、酸化ケイ素(シリカ、SiO2)または酸化イットリウム(イットリア、Y23)等を好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素(Si34)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化硼素(BN)または窒化チタン(TiN)等を好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素(SiC)または炭化ホウ素(B4C)等を好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム(BaSO4)等を好適に用いることができる。また、ゼオライト(M2/nO・Al23・xSiO2・yH2O、Mは金属元素、x≧2、y≧0)等の多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム(BaTiO3)またはチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)等の鉱物を用いてもよい。中でも、アルミナ、チタニア(特にルチル型構造を有するもの)、シリカまたはマグネシアを用いることが好ましく、アルミナを用いることがより好ましい。 Specific examples include metal oxides, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides that are electrically insulating inorganic particles. Examples of the metal oxide include aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), magnesium oxide (magnesia, MgO), titanium oxide (titania, TiO 2 ), zirconium oxide (zirconia, ZrO 2 ), silicon oxide (silica, SiO 2). ) Or yttrium oxide (yttria, Y 2 O 3 ) or the like can be suitably used. As the metal nitride, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), titanium nitride (TiN), or the like can be preferably used. As the metal carbide, silicon carbide (SiC) or boron carbide (B 4 C) can be suitably used. As the metal sulfide, barium sulfate (BaSO 4 ) or the like can be suitably used. Further, zeolite (M 2 / n O · Al 2 O 3 · xSiO 2 · yH 2 O, M represents a metal element, x ≧ 2, y ≧ 0 ) porous aluminosilicates such as layered silicates, titanates Minerals such as barium (BaTiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ) may be used. Among these, it is preferable to use alumina, titania (particularly those having a rutile structure), silica or magnesia, and more preferably alumina.

これら無機粒子は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。無機粒子は耐酸化性も備えており、熱吸収層3を正極側面に設ける場合には、充電時の正極近傍における酸化環境に対しても強い耐性を有する。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状およびランダム形状のいずれも用いることができるが、特に球状の無機粒子を用いることが好ましい。   These inorganic particles may be used alone or in combination of two or more. The inorganic particles also have oxidation resistance. When the heat absorption layer 3 is provided on the side surface of the positive electrode, the inorganic particles have strong resistance to an oxidizing environment in the vicinity of the positive electrode during charging. The shape of the inorganic particles is not particularly limited, and any of spherical, fibrous, and random shapes can be used, but it is particularly preferable to use spherical inorganic particles.

無機粒子は、セパレータの強度に与える影響、塗工面の平滑性の観点から、一次粒子の平均粒径が数μm以下とすることが好ましい。具体的には、一次粒子の平均粒径が1.0μm以下であることが好ましく、0.3μm以上0.8μm以下であることがより好ましい。また、平均粒径が0.3μm以上0.8μmの一次粒子に対して、平均粒径が1.0μm以上10μm以下の一次粒子または一次粒子が分散されていない粒子群、もしくは平均粒径が0.01μm以上0.10μm以下の一次粒子などを組み合わせてもよい。平均粒径が大きく異なる無機粒子を混合することにより、熱吸収層3の表面の凹凸形状の落差を大きくすることが容易となる。このような一次粒子の平均粒径は、電子顕微鏡により得た写真を、粒子径計測器で解析する方法により測定することができる。   From the viewpoint of the influence on the strength of the separator and the smoothness of the coated surface, the inorganic particles preferably have an average primary particle size of several μm or less. Specifically, the average particle size of the primary particles is preferably 1.0 μm or less, and more preferably 0.3 μm or more and 0.8 μm or less. Further, primary particles having an average particle diameter of 0.3 μm or more and 0.8 μm or less, primary particles having an average particle diameter of 1.0 μm or more and 10 μm or less, or a group of particles in which primary particles are not dispersed, or an average particle diameter of 0 Primary particles such as .01 μm or more and 0.10 μm or less may be combined. By mixing inorganic particles having greatly different average particle diameters, it becomes easy to increase the drop of the uneven shape on the surface of the heat absorption layer 3. The average particle size of such primary particles can be measured by a method of analyzing a photograph obtained with an electron microscope with a particle size measuring instrument.

無機粒子の一次粒子の平均粒径が1.0μmを超えると、セパレータが脆くなり、塗工面も粗くなる場合がある。また、無機粒子を含む熱吸収層3を塗布にて基材2上に形成する場合、無機粒子の一次粒子が大きすぎる場合には、無機粒子を含む塗工液が塗布されない部分が生じる等、塗工面が粗くなるおそれがある。これに対して、平均粒径が0.3μm以上0.8μmの一次粒子に対して、平均粒径の大きい無機粒子を混合して用いる場合には、凹凸形状の落差を大きくすることができ、塗工面が粗くなるという問題点を逆手に取ることができる。   When the average particle size of the primary particles of the inorganic particles exceeds 1.0 μm, the separator becomes brittle and the coated surface may become rough. In addition, when the heat absorption layer 3 containing inorganic particles is formed on the substrate 2 by coating, if the primary particles of the inorganic particles are too large, a portion where the coating liquid containing the inorganic particles is not applied, etc. The coated surface may be rough. On the other hand, when mixing and using inorganic particles having a large average particle size for primary particles having an average particle size of 0.3 μm or more and 0.8 μm, the drop of the uneven shape can be increased, The problem that the coated surface becomes rough can be reversed.

無機粒子は、樹脂材料との混合比が質量比で無機粒子:樹脂材料=70:30〜98:2の範囲であることが好ましい。すなわち、熱吸収層3において、無機粒子の含有量が、熱吸収層3中の無機粒子および樹脂材料の総質量に対して70質量%以上98質量%以下であることが好ましい。上記範囲外に無機粒子の含有量が少ない場合には、所定の熱容量を得るために必要な熱吸収層3の厚みが大きくなり、体積効率の観点から好ましくない。また、上記範囲外に無機粒子の含有量が多い場合には、無機粒子を担持する樹脂材料量が少なくなり、熱吸収層3の形成が困難となる。   The inorganic particles preferably have a mixing ratio with the resin material in a mass ratio of inorganic particles: resin material = 70: 30 to 98: 2. That is, in the heat absorption layer 3, the content of the inorganic particles is preferably 70% by mass or more and 98% by mass or less with respect to the total mass of the inorganic particles and the resin material in the heat absorption layer 3. When the content of inorganic particles is small outside the above range, the thickness of the heat absorption layer 3 necessary for obtaining a predetermined heat capacity is increased, which is not preferable from the viewpoint of volume efficiency. Moreover, when there is much content of an inorganic particle out of the said range, the amount of resin materials which carry | support an inorganic particle will decrease, and formation of the heat absorption layer 3 will become difficult.

また、非水電解質としてゲル状の電解質(ゲル電解質)を用いる場合には、ゲル電解質もある程度の強度を有するため、熱吸収層3を補強する役割を備える。このため、ゲル電解質を備える場合には、無機粒子の含有量が上記範囲に限ったものではなく、熱吸収層3の樹脂材料とゲル電解質の樹脂材料とが同種のものである場合には、ゲル電解質の樹脂材料を含めて、無機粒子が50質量%以上であればよく、60質量%以下95質量%以下であることが好ましい。   Further, when a gel electrolyte (gel electrolyte) is used as the non-aqueous electrolyte, the gel electrolyte has a certain degree of strength, and therefore has a role of reinforcing the heat absorption layer 3. For this reason, when the gel electrolyte is provided, the content of the inorganic particles is not limited to the above range, and when the resin material of the heat absorption layer 3 and the resin material of the gel electrolyte are of the same type, Including the gel electrolyte resin material, the inorganic particles may be 50% by mass or more, and preferably 60% by mass or less and 95% by mass or less.

熱吸収層3は、厚みが1.0μm以上であることが好ましい。厚みが1.0μm未満となった場合には、充分な引裂強度が得られず、熱吸収層3の形成効果が小さくなる。また、熱吸収層3は、厚みが厚いほど高い引裂強度を有するが、電池の体積効率が小さくなる。このため、必要に応じた厚みを適宜選択することが好ましい。   The heat absorption layer 3 preferably has a thickness of 1.0 μm or more. When the thickness is less than 1.0 μm, sufficient tear strength cannot be obtained, and the effect of forming the heat absorption layer 3 is reduced. Moreover, the heat absorption layer 3 has a higher tear strength as the thickness increases, but the volumetric efficiency of the battery decreases. For this reason, it is preferable to select the thickness as required.

また、熱吸収層3は、基材2のイオン透過機能、非水電解質保持機能等を阻害しない様に、その空孔率が基材2の空孔率以上であることが好ましい。また、本技術の熱吸収層3としては、その空孔率が95%以下であることが好ましい。具体的には、熱吸収層3の空孔率が45%以上95%以下であることが好ましく、59%以上93%以下であることがより好ましく、65%以上90%以下であることがさらに好ましい。熱吸収層3の空孔率が上記範囲外に小さい場合には、熱吸収層3のイオン透過性が低下するとともに、本技術の電極間における断熱効果が小さくなる。また、熱吸収層3の空孔率が上記範囲外に大きい場合には、熱吸収層3の強度が低下してしまう。   Moreover, it is preferable that the porosity of the heat absorption layer 3 is equal to or higher than the porosity of the base material 2 so as not to hinder the ion permeation function, the nonaqueous electrolyte holding function, and the like of the base material 2. Moreover, as the heat absorption layer 3 of this technique, it is preferable that the porosity is 95% or less. Specifically, the porosity of the heat absorption layer 3 is preferably 45% or more and 95% or less, more preferably 59% or more and 93% or less, and further preferably 65% or more and 90% or less. preferable. When the porosity of the heat absorption layer 3 is small outside the above range, the ion permeability of the heat absorption layer 3 is lowered and the heat insulation effect between the electrodes of the present technology is reduced. Moreover, when the porosity of the heat absorption layer 3 is large outside the above range, the strength of the heat absorption layer 3 is lowered.

(1−2)セパレータの製造方法
以下、熱吸収層3を設けたセパレータ1の製造方法について説明する。
(1-2) Manufacturing method of separator Hereinafter, the manufacturing method of the separator 1 which provided the heat absorption layer 3 is demonstrated.

(1−2−1)セパレータの第1の製造方法(相分離による製造方法)
熱吸収層3を構成する樹脂材料と無機粒子とを所定の質量比で混合し、N−メチル−2−ピロリドン等の分散溶媒に添加し、樹脂材料を溶解させて樹脂溶液を得る。続いて、この樹脂溶液を、基材2の少なくとも一方の面に塗布もしくは転写する。なお、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0002J/Kcm2以上という本技術の条件を満たすように単位面積あたりの無機粒子量を調整して樹脂溶液を塗布もしくは転写する。樹脂溶液の塗布方法としては、バーコータ等により塗布する方法が挙げられる。また、樹脂溶液の転写方法としては、表面に凹凸形状を有するローラ等の表面に樹脂溶液を塗布して基材2の表面に樹脂溶液を転写する方法等が挙げられる。ここで、表面に凹凸形状を有する樹脂溶液転写用のローラ等の表面形状は、図3に一例を示す種々の形状とすることができる。
(1-2-1) First manufacturing method of separator (manufacturing method by phase separation)
The resin material and the inorganic particles constituting the heat absorption layer 3 are mixed at a predetermined mass ratio, added to a dispersion solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, and the resin material is dissolved to obtain a resin solution. Subsequently, this resin solution is applied or transferred to at least one surface of the substrate 2. The resin solution is applied or transferred by adjusting the amount of inorganic particles per unit area so that the total heat capacity per unit area satisfies the present technology condition of 0.0002 J / Kcm 2 or more. Examples of a method for applying the resin solution include a method using a bar coater or the like. Examples of the method for transferring the resin solution include a method of applying the resin solution to the surface of a roller or the like having an uneven shape on the surface and transferring the resin solution to the surface of the substrate 2. Here, the surface shape of a roller or the like for transferring a resin solution having an uneven shape on the surface can be various shapes as shown in FIG.

続いて、樹脂溶液が塗布された基材2を水浴に浸漬して樹脂溶液を相分離させ、熱吸収層3を形成する。基材2表面に塗布した樹脂溶液を、樹脂溶液に溶解した樹脂材料に対して貧溶媒であり、かつ樹脂材料を溶解させる分散溶媒に対しては良溶媒である水等に接触させ、最後に熱風にて乾燥させる。これにより、基材2表面に無機粒子を担持した三次元網目構造の樹脂材料からなる熱吸収層3が形成されたセパレータ1を得ることができる。   Subsequently, the base material 2 coated with the resin solution is immersed in a water bath to cause phase separation of the resin solution, thereby forming the heat absorption layer 3. The resin solution applied to the surface of the substrate 2 is brought into contact with water, which is a poor solvent for the resin material dissolved in the resin solution, and a good solvent for the dispersion solvent for dissolving the resin material, and finally Dry with hot air. Thereby, the separator 1 in which the heat absorption layer 3 made of a resin material having a three-dimensional network structure supporting inorganic particles on the surface of the substrate 2 can be obtained.

このような方法を用いることにより、急激な貧溶媒誘起相分離現象により熱吸収層3が形成され、熱吸収層3は、樹脂材料による骨格が微細な三次元網目状に連結した構造を有する。すなわち、樹脂材料を溶解し、無機粒子を含む樹脂溶液を、樹脂材料に対して貧溶媒であり、かつ樹脂材料を溶解させる分散溶媒に対しては良溶媒である水等の溶媒に接触させることで、溶媒交換が起こる。これにより、スピノーダル分解を伴う急激な(速度の速い)相分離が生じ、樹脂材料が独特の三次元網目構造を有するようになる。   By using such a method, the heat absorption layer 3 is formed by an abrupt poor solvent-induced phase separation phenomenon, and the heat absorption layer 3 has a structure in which a skeleton made of a resin material is connected in a fine three-dimensional network. That is, the resin material is dissolved, and the resin solution containing inorganic particles is brought into contact with a solvent such as water, which is a poor solvent for the resin material and a good solvent for the dispersion solvent for dissolving the resin material. And solvent exchange occurs. As a result, rapid (high speed) phase separation accompanied by spinodal decomposition occurs, and the resin material has a unique three-dimensional network structure.

このようにして作製した熱吸収層3は、貧溶媒による、スピノーダル分解を伴う急激な貧溶媒誘起相分離現象を利用することによって独特の多孔質構造を形成している。さらに、この構造によって、優れた非水電解液含浸性およびイオン導電性を実現可能としている。   The heat absorption layer 3 produced in this way forms a unique porous structure by utilizing an abrupt poor solvent-induced phase separation phenomenon accompanied by spinodal decomposition by a poor solvent. Furthermore, this structure makes it possible to achieve excellent nonaqueous electrolyte impregnation and ionic conductivity.

なお、本技術の熱吸収層3を形成するにあたり、熱吸収層3を疎な状態とし、体積あたりの熱容量を1.5J/Kcm3以下とするために、第1の製造方法においては下記の種々の調整を行うことができる。 In forming the heat absorption layer 3 of the present technology, in order to make the heat absorption layer 3 sparse and to have a heat capacity per volume of 1.5 J / Kcm 3 or less, in the first manufacturing method, Various adjustments can be made.

(i)樹脂溶液中における固形分濃度の調整
樹脂溶液は、樹脂溶液中における固形分(無機粒子と樹脂材料と合計量)の濃度を、所望の濃度に調整する。樹脂溶液中における固形分の比率が少ないほど、完成後の熱吸収層3をより疎な状態とすることができる。
(I) Adjustment of solid content concentration in resin solution The resin solution adjusts the concentration of solid content (inorganic particles, resin material, and total amount) in the resin solution to a desired concentration. The smaller the solid content ratio in the resin solution, the more sparse the heat absorption layer 3 can be made.

(ii)熱吸収層の表面形状の調整(塗布の場合)
樹脂溶液の塗布方法として、バーコータ等により塗布する方法を用いる場合には、基材2上に略均一な樹脂溶液の層が形成される。ここで、必要に応じて、樹脂溶液の層の表面に凹凸形状を設けてもよい。樹脂溶液の層の表面に凹凸形状を設ける場合には、例えば、霧状の水(貧溶媒)を塗布された樹脂溶液の表面に接触させる。これにより、塗布された樹脂溶液のうち、霧状の水と接触した部分が凹状となり、その周辺部が凸状となることにより、樹脂溶液表面が斑紋状に変形するとともに、水と接触した一部分で水と分散溶媒の置換が生じて斑紋状の表面形状に固定される。この後、樹脂溶液を塗布した基材2を水浴に浸漬して塗布した樹脂溶液全体を相分離させることにより、表面に凹凸形状を有する熱吸収層3を形成することができる。
(Ii) Adjustment of the surface shape of the heat absorption layer (in the case of application)
When a method of applying with a bar coater or the like is used as a method of applying the resin solution, a substantially uniform layer of the resin solution is formed on the substrate 2. Here, if necessary, an uneven shape may be provided on the surface of the layer of the resin solution. When providing an uneven shape on the surface of the resin solution layer, for example, the surface of the resin solution coated with mist-like water (poor solvent) is brought into contact. As a result, the part of the applied resin solution that is in contact with the mist-like water becomes concave, and the peripheral part is convex, so that the surface of the resin solution is deformed and a part that is in contact with water. The water and the dispersion solvent are replaced with each other, and the surface shape is fixed to a mottled surface. Then, the heat absorption layer 3 which has an uneven | corrugated shape on the surface can be formed by phase-separating the whole resin solution apply | coated by immersing the base material 2 which apply | coated the resin solution in the water bath.

(iii)熱吸収層の表面形状の調整(転写の場合)
表面に凹凸形状を有するローラ等の表面に樹脂溶液を塗布して基材2の表面に樹脂溶液を転写する方法を用いる場合には、凸部の面積割合が少ないほどより疎な状態とすることができる。凸部の面積割合は、ローラ等の表面の凹凸形状を変えることで調整することができる。また、凸部の高さ(凸部と凹部との高低差)が大きいほどより疎な状態とすることができる。凸部の高さは、ローラ等の表面の凹凸形状と、樹脂溶液の粘度によって調整することができる。樹脂溶液の粘度は、樹脂溶液中における固形分比率によって調整することができる。
(Iii) Adjustment of surface shape of heat absorption layer (in case of transfer)
When using a method of applying a resin solution to the surface of a roller or the like having an uneven shape on the surface and transferring the resin solution to the surface of the substrate 2, the smaller the area ratio of the convex portions, the more sparse the state. Can do. The area ratio of the protrusions can be adjusted by changing the uneven shape of the surface of the roller or the like. Moreover, it can be made a sparser state, so that the height of a convex part (height difference between a convex part and a recessed part) is large. The height of the convex part can be adjusted by the irregular shape of the surface of the roller or the like and the viscosity of the resin solution. The viscosity of the resin solution can be adjusted by the solid content ratio in the resin solution.

(iv)樹脂溶液の相分離時の条件の調整
樹脂溶液が塗布された基材2を水浴に浸漬して樹脂溶液を相分離させる際に、浴槽に超音波を加えることが好ましい。この際の超音波のエネルギーが大きいほど、完成後の熱吸収層3をより疎な状態とすることができる。なお、樹脂溶液を相分離させる際に、浴槽に超音波を加えることにより、無機粒子もしくは二次粒子化した無機粒子群が互いに独立して分散状態にすることができるためより好ましい。また、相分離の速度を調整することによっても、熱吸収層3の状態を制御することができる。相分離の速度は、例えば、相分離時に用いる、分散溶媒に対して良溶媒である水等の溶媒中に、N−メチル−2−ピロリドン等の分散溶媒を少量添加することで調整可能である。例えば、水に混合するN−メチル−2−ピロリドンの混合量が多いほど、相分離の速度が遅くなり、水のみを用いて相分離を行った場合にはもっとも急激に相分離が生じる。相分離の速度が遅いほど完成後の熱吸収層3をより疎な状態とすることができる。
(Iv) Adjustment of conditions during phase separation of resin solution It is preferable to apply ultrasonic waves to the bath when the resin solution-coated substrate 2 is immersed in a water bath to cause phase separation of the resin solution. As the ultrasonic energy at this time increases, the heat absorption layer 3 after completion can be made more sparse. In addition, when phase-separating a resin solution, it is more preferable because an inorganic particle or a group of inorganic particles formed into secondary particles can be dispersed independently of each other by applying ultrasonic waves to the bath. Moreover, the state of the heat absorption layer 3 can also be controlled by adjusting the speed of phase separation. The speed of phase separation can be adjusted, for example, by adding a small amount of a dispersion solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to a solvent such as water that is a good solvent for the dispersion solvent used during phase separation. . For example, the greater the amount of N-methyl-2-pyrrolidone mixed with water, the slower the phase separation rate, and the most rapid phase separation occurs when phase separation is performed using only water. The heat absorption layer 3 after completion can be made into a sparser state, so that the speed | rate of phase separation is slow.

樹脂溶液に用いる分散溶媒としては、本技術の樹脂材料を溶解することができる溶媒であればいずれも使用可能である。分散溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドンの他、ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、トルエンまたはアセトニトリル等が用いられるが、溶解性および高分散性の観点からN−メチル−2−ピロリドンを用いることが好ましい。   As the dispersion solvent used in the resin solution, any solvent that can dissolve the resin material of the present technology can be used. Examples of the dispersion solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, toluene, acetonitrile, and the like. From the viewpoint of solubility and high dispersibility, N-methyl is used. It is preferable to use 2-pyrrolidone.

(1−2−2)セパレータの第2の製造方法(高温での乾燥による製造方法)
熱吸収層3を構成する樹脂材料と無機粒子とを所定の質量比で混合し、2−ブタノン(メチルエチルケトン;MEK)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の分散溶媒に添加し、溶解させて、樹脂溶液を得る。続いて、この樹脂溶液を、基材2の少なくとも一方の面に塗布する。なお、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0002J/Kcm2以上という本技術の条件を満たすように単位面積あたりの無機粒子量を調整して樹脂溶液を塗布する。
(1-2-2) Second manufacturing method of separator (manufacturing method by drying at high temperature)
The resin material constituting the heat absorption layer 3 and inorganic particles are mixed at a predetermined mass ratio, and added to a dispersion solvent such as 2-butanone (methyl ethyl ketone; MEK), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and dissolved. To obtain a resin solution. Subsequently, this resin solution is applied to at least one surface of the substrate 2. The resin solution is applied by adjusting the amount of inorganic particles per unit area so that the total heat capacity per unit area satisfies the present technology condition of 0.0002 J / Kcm 2 or more.

続いて、樹脂溶液が塗布された基材2を、例えば乾燥炉を通過させる等の方法により乾燥させて分散溶媒を揮発させ、熱吸収層3を形成する。このとき、乾燥時の温度を分散溶媒に対して十分に高く設定し、分散溶媒が気化して樹脂溶液中に気泡が発生するようにすることが好ましい。第3の製造方法では、乾燥工程において樹脂溶液中に気泡を発生させることにより、樹脂溶液中に急激に気泡が発生し、形成された熱吸収層3が多孔質構造となって、無機粒子が樹脂材料に担持されて分散した構成となる。また、発生した気泡により、熱吸収層3の表面を紋斑状の凹凸形状を有する構成とすることができる。   Subsequently, the base material 2 coated with the resin solution is dried by, for example, a method such as passing through a drying furnace to volatilize the dispersion solvent, and the heat absorption layer 3 is formed. At this time, it is preferable to set the temperature at the time of drying sufficiently high with respect to the dispersion solvent so that the dispersion solvent is vaporized and bubbles are generated in the resin solution. In the third manufacturing method, by generating bubbles in the resin solution in the drying step, bubbles are rapidly generated in the resin solution, the formed heat absorption layer 3 has a porous structure, and the inorganic particles It becomes the structure which was carry | supported and disperse | distributed to the resin material. Moreover, the surface of the heat absorption layer 3 can be made into the structure which has a mottled uneven | corrugated shape with the produced | generated bubble.

このような方法を用いて熱吸収層3を形成する場合には、無機粒子としてゼオライト等の多孔質アルミノケイ酸塩を使用することが好ましい。乾燥工程において、無機粒子の細孔から気体が発生し、より効果的に多孔質構造を形成することができるからである。   When the heat absorption layer 3 is formed using such a method, it is preferable to use a porous aluminosilicate such as zeolite as the inorganic particles. This is because in the drying process, gas is generated from the pores of the inorganic particles, and a porous structure can be formed more effectively.

分散溶媒の一例である2−ブタノンの沸点は80℃である。このため、分散溶媒として2−ブタノンを用いる場合には、乾燥温度を100℃程度とすることにより、2−ブタノンが気化して樹脂溶液中に気泡が発生する。乾燥温度が100℃程度であれば、基材2の表面に表面層3を形成する際に基材2が損傷を受けないため好ましい。分散溶媒として2−ブタノンを用いた樹脂溶液を乾燥する際には、発生した気泡が集まって大きな泡を形成し、凸凹ができ、樹脂溶液が再び基材2の表面を薄く覆って表面層3が形成される。また、樹脂溶液内に発生した小さな気泡は、樹脂材料の3次元網目構造を実現する。   The boiling point of 2-butanone which is an example of the dispersion solvent is 80 ° C. For this reason, when 2-butanone is used as the dispersion solvent, by setting the drying temperature to about 100 ° C., 2-butanone is vaporized and bubbles are generated in the resin solution. A drying temperature of about 100 ° C. is preferable because the substrate 2 is not damaged when the surface layer 3 is formed on the surface of the substrate 2. When drying a resin solution using 2-butanone as a dispersion solvent, the generated bubbles gather to form large bubbles, forming irregularities, and the resin solution thinly covers the surface of the substrate 2 again to cover the surface layer 3. Is formed. In addition, small bubbles generated in the resin solution realize a three-dimensional network structure of the resin material.

本技術の熱吸収層3を形成するにあたり、熱吸収層3を疎な状態とし、体積あたりの熱容量を1.5J/Kcm3以下とするために、第2の製造方法においては下記の種々の調整を行うことができる。熱吸収層3の単位体積あたりの熱容量は、乾燥工程における乾燥温度と乾燥時間等の乾燥条件を変えることにより調整することができる。すなわち、乾燥工程において乾燥温度を高くすることにより、気泡をより多く発生させ、完成後の熱吸収層3をより疎な状態とすることができる。また、同様に、乾燥工程において乾燥時間を長くすることにより、気泡をより多く発生させ、完成後の熱吸収層3をより疎な状態とすることができる。しかしながら、乾燥温度が高過ぎる場合もしくは乾燥時間が長すぎる場合には、低空孔率層3aの空孔率が高くなりすぎて表面層3の強度が不足するおそれがある。また、乾燥温度が低過ぎる場合もしくは乾燥時間が短すぎる場合には、気泡の発生が少なく、表面層3の空孔率を基材2の空孔率以上とすることができない。 In forming the heat absorption layer 3 of the present technology, in order to make the heat absorption layer 3 sparse and to have a heat capacity per volume of 1.5 J / Kcm 3 or less, in the second manufacturing method, Adjustments can be made. The heat capacity per unit volume of the heat absorption layer 3 can be adjusted by changing drying conditions such as drying temperature and drying time in the drying step. That is, by raising the drying temperature in the drying step, more bubbles can be generated, and the heat absorption layer 3 after completion can be made sparser. Similarly, by increasing the drying time in the drying step, more bubbles can be generated, and the completed heat absorption layer 3 can be made sparser. However, if the drying temperature is too high or if the drying time is too long, the porosity of the low porosity layer 3a may become too high and the strength of the surface layer 3 may be insufficient. Further, when the drying temperature is too low or the drying time is too short, the generation of bubbles is small, and the porosity of the surface layer 3 cannot be made higher than the porosity of the substrate 2.

分散溶媒の一例であるN−メチル−2−ピロリドンの沸点は200℃程度である。このため、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを用いる場合には、乾燥温度を200℃超という高温にする必要がある。このため、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを用いて表面層3を形成する場合には、基材2が、分散溶媒の沸点よりも高い融点もしくは熱分解温度を有する樹脂材料から構成されることが必須となる。また、後述するように、本技術の表面層3を正極および負極の少なくとも一方の表面に形成する場合には、正極および負極の耐熱性が高いため、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを用いてもよい。   The boiling point of N-methyl-2-pyrrolidone, which is an example of a dispersion solvent, is about 200 ° C. For this reason, when N-methyl-2-pyrrolidone is used as the dispersion solvent, the drying temperature needs to be as high as over 200 ° C. For this reason, when the surface layer 3 is formed using N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersion solvent, the substrate 2 is made of a resin material having a melting point or thermal decomposition temperature higher than the boiling point of the dispersion solvent. It is essential. Further, as described later, when the surface layer 3 of the present technology is formed on at least one surface of the positive electrode and the negative electrode, N-methyl-2-pyrrolidone is used as a dispersion solvent because the heat resistance of the positive electrode and the negative electrode is high. It may be used.

(1−2−3)変形例
本技術の熱吸収層3は、基材2と正極および負極の少なくとも一方との境界に存在すればよく、必ずしもセパレータ1の一部(表面層)である必要はない。すなわち、本技術の他の例として、従来の構成(基材2のみからなる構成)を有するセパレータを用い、正極表面もしくは負極表面の少なくとも一方に熱吸収層を形成することも考えられる。正極表面もしくは負極表面の少なくとも一方に熱吸収層を形成する場合には、1枚のセパレータを介して対向する正極および負極の少なくとも一方に必ず熱吸収層3が形成されるようにする。このような構成の場合には、電極表面への熱吸収層の形成方法として、第2の製造方法を適用することができる。
(1-2-3) Modification The heat absorption layer 3 of the present technology only needs to be present at the boundary between the base material 2 and at least one of the positive electrode and the negative electrode, and is necessarily a part (surface layer) of the separator 1. There is no. That is, as another example of the present technology, it is also conceivable to use a separator having a conventional configuration (configuration including only the base material 2) and form a heat absorption layer on at least one of the positive electrode surface and the negative electrode surface. When the heat absorption layer is formed on at least one of the positive electrode surface and the negative electrode surface, the heat absorption layer 3 is always formed on at least one of the positive electrode and the negative electrode facing each other through one separator. In such a configuration, the second manufacturing method can be applied as a method for forming the heat absorption layer on the electrode surface.

正極集電体および正極活物質層、ならびに負極集電体および負極集電体を構成する各材料は、上述の分散溶媒の沸点程度の温度に対して耐熱性を有する材料からなるため、第2の製造方法が好適である。   Each material constituting the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer, and the negative electrode current collector and the negative electrode current collector is made of a material having heat resistance with respect to a temperature of about the boiling point of the dispersion solvent. The manufacturing method is suitable.

また、ゲル状の非水電解質であるゲル電解質層を用いた電池においては、ゲル電解質層に所定量の無機粒子を含有させて熱吸収層を兼ねるようにしてもよい。ゲル電解質層は、非水電解液と、非水電解質を保持する高分子化合物とを含む。このため、非水電解液および高分子化合物とともに無機粒子を含む前駆体溶液を正極および負極、もしくはセパレータ表面に塗布してゲル電解質層を形成することにより、併せて正極と負極との間に熱吸収層を形成することができる。   Further, in a battery using a gel electrolyte layer that is a gel-like non-aqueous electrolyte, a predetermined amount of inorganic particles may be included in the gel electrolyte layer to serve also as a heat absorption layer. The gel electrolyte layer includes a non-aqueous electrolyte and a polymer compound that holds the non-aqueous electrolyte. Therefore, by applying a precursor solution containing inorganic particles together with a non-aqueous electrolyte and a polymer compound to the positive electrode and the negative electrode or the separator surface to form a gel electrolyte layer, An absorption layer can be formed.

2.第2の実施の形態
第2の実施の形態では、第1の実施の形態にかかるセパレータを用いた円筒型非水電解質電池について説明する。
2. Second Embodiment In a second embodiment, a cylindrical nonaqueous electrolyte battery using the separator according to the first embodiment will be described.

(2−1)非水電解質電池の構成
[非水電解質電池の構造]
図4は、第2の実施の形態にかかる非水電解質電池10の一例を示す断面図である。非水電解質電池10は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。この非水電解質電池10は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、図示しない液体状の非水電解質(以下、非水電解液と適宜称する)とともに帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。巻回電極体20は、活物質層の膨張・収縮によって、セパレータの巻回方向に引張応力がかかりやすい。このため、本技術のセパレータは、巻回電極体20を有する非水電解質電池10に適用することが好ましい。
(2-1) Configuration of nonaqueous electrolyte battery [structure of nonaqueous electrolyte battery]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of the nonaqueous electrolyte battery 10 according to the second embodiment. The nonaqueous electrolyte battery 10 is a nonaqueous electrolyte secondary battery that can be charged and discharged, for example. This non-aqueous electrolyte battery 10 is a so-called cylindrical type, and has a belt-like shape together with a liquid non-aqueous electrolyte (not shown) (hereinafter appropriately referred to as a non-aqueous electrolyte) inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 have a wound electrode body 20 wound with a separator 23 interposed therebetween. The wound electrode body 20 is easily subjected to tensile stress in the winding direction of the separator due to expansion and contraction of the active material layer. For this reason, it is preferable to apply the separator of the present technology to the nonaqueous electrolyte battery 10 having the wound electrode body 20.

電池缶11は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12a、12bがそれぞれ配置されている。   The battery can 11 is made of, for example, iron plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 a and 12 b are respectively arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の材料としては、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)等が挙げられる。この電池缶11には、非水電解質電池10の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、例えばニッケル等のメッキが施されていてもよい。電池缶11の開放端部には、正極リード板である電池蓋13と、この電池蓋13の内側に設けられた安全弁機構および熱感抵抗素子(PTC素子:Positive Temperature Coefficient)17が、絶縁封口のためのガスケット18を介してかしめられることにより取り付けられている。   Examples of the material of the battery can 11 include iron (Fe), nickel (Ni), stainless steel (SUS), aluminum (Al), titanium (Ti), and the like. The battery can 11 may be plated with nickel or the like, for example, in order to prevent corrosion due to the electrochemical non-aqueous electrolyte accompanying charging / discharging of the non-aqueous electrolyte battery 10. At the open end of the battery can 11, a battery lid 13 that is a positive electrode lead plate, and a safety valve mechanism and a thermal resistance element (PTC element: Positive Temperature Coefficient) 17 provided inside the battery lid 13 are insulated and sealed. It is attached by caulking through a gasket 18 for

電池蓋13は、例えば電池缶11と同様の材料により構成されており、電池内部で発生したガスを排出するための開口部が設けられている。安全弁機構は、安全弁14とディスクホルダ15と遮断ディスク16とが順に重ねられている。安全弁14の突出部14aは遮断ディスク16の中心部に設けられた孔部16aを覆うように配置されたサブディスク19を介して巻回電極体20から導出された正極リード25と接続されている。サブディスク19を介して安全弁14と正極リード25とが接続されることにより、安全弁14の反転時に正極リード25が孔部16aから引き込まれることを防止する。また、安全弁機構は、熱感抵抗素子17を介して電池蓋13と電気的に接続されている。   The battery lid 13 is made of, for example, the same material as that of the battery can 11 and has an opening for discharging gas generated inside the battery. In the safety valve mechanism, a safety valve 14, a disk holder 15, and a shut-off disk 16 are sequentially stacked. The protrusion 14 a of the safety valve 14 is connected to a positive electrode lead 25 led out from the wound electrode body 20 through a sub disk 19 disposed so as to cover a hole 16 a provided in the center of the shutoff disk 16. . By connecting the safety valve 14 and the positive electrode lead 25 via the sub disk 19, the positive electrode lead 25 is prevented from being drawn from the hole 16a when the safety valve 14 is reversed. Further, the safety valve mechanism is electrically connected to the battery lid 13 via the heat sensitive resistance element 17.

安全弁機構は、電池内部短絡あるいは電池外部からの加熱等により非水電解質電池10の内圧が一定以上となった場合に、安全弁14が反転し、突出部14aと電池蓋13と巻回電極体20との電気的接続を切断するものである。すなわち、安全弁14が反転した際には遮断ディスク16により正極リード25が押さえられて安全弁14と正極リード25との接続が解除される。ディスクホルダ15は絶縁性材料からなり、安全弁14が反転した場合には安全弁14と遮断ディスク16とが絶縁される。   In the safety valve mechanism, when the internal pressure of the nonaqueous electrolyte battery 10 exceeds a certain level due to internal short circuit or heating from the outside of the battery, the safety valve 14 is reversed, and the protrusion 14a, the battery lid 13 and the wound electrode body 20 are reversed. The electrical connection with is disconnected. That is, when the safety valve 14 is reversed, the positive electrode lead 25 is pressed by the shut-off disk 16 and the connection between the safety valve 14 and the positive electrode lead 25 is released. The disc holder 15 is made of an insulating material, and when the safety valve 14 is reversed, the safety valve 14 and the shut-off disc 16 are insulated.

また、電池内部でさらにガスが発生し、電池内圧がさらに上昇した場合には、安全弁14の一部が裂壊してガスを電池蓋13側に排出可能としている。   Further, when further gas is generated inside the battery and the internal pressure of the battery further increases, a part of the safety valve 14 is broken and the gas can be discharged to the battery lid 13 side.

また、遮断ディスク16の孔部16aの周囲には例えば複数のガス抜き孔(図示せず)が設けられており、巻回電極体20からガスが発生した場合にはガスを効果的に電池蓋13側に排出可能な構成としている。   In addition, for example, a plurality of vent holes (not shown) are provided around the hole 16a of the shut-off disk 16, and when gas is generated from the wound electrode body 20, the gas is effectively removed from the battery lid. It is set as the structure which can discharge | emit to 13 side.

熱感抵抗素子17は、温度が上昇した際に抵抗値が増大し、電池蓋13と巻回電極体20との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。ガスケット18は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   The resistance element 17 increases in resistance when the temperature rises, cuts off the current by disconnecting the electrical connection between the battery lid 13 and the wound electrode body 20, and generates abnormal heat due to an excessive current. To prevent. The gasket 18 is made of, for example, an insulating material, and the surface is coated with asphalt.

非水電解質電池10内に収容される巻回電極体20は、センターピン24を中心に巻回されている。巻回電極体20は、正極21および負極22がセパレータ23を介して順に積層され、長手方向に巻回されてなる。正極21には正極リード25が接続されており、負極22には負極リード26が接続されている。正極リード25は、上述のように、安全弁14に溶接されて電池蓋13と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接されて電気的に接続されている。   The wound electrode body 20 accommodated in the nonaqueous electrolyte battery 10 is wound around the center pin 24. The wound electrode body 20 is formed by sequentially laminating a positive electrode 21 and a negative electrode 22 with a separator 23 interposed therebetween, and is wound in the longitudinal direction. A positive electrode lead 25 is connected to the positive electrode 21, and a negative electrode lead 26 is connected to the negative electrode 22. As described above, the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve 14 and is electrically connected to the battery lid 13, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図5は、図4に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。以下、正極21、負極22、セパレータ23について、詳細に説明する。   FIG. 5 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. Hereinafter, the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 will be described in detail.

[正極]
正極21は、正極活物質を含有する正極活物質層21Bが、正極集電体21Aの両面上に形成されたものである。正極集電体21Aとしては、例えばアルミニウム(Al)箔、ニッケル(Ni)箔あるいは、ステンレス(SUS)箔等の金属箔を用いることができる。
[Positive electrode]
The positive electrode 21 is obtained by forming a positive electrode active material layer 21B containing a positive electrode active material on both surfaces of the positive electrode current collector 21A. As the positive electrode current collector 21A, for example, a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless steel (SUS) foil can be used.

正極活物質層21Bは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を用いることができ、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。   The positive electrode active material layer 21B includes, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. As the positive electrode active material, any one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium can be used, and other materials such as a binder and a conductive agent can be used as necessary. May be included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム含有化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物等が挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。   As a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a lithium-containing compound is preferable. This is because a high energy density can be obtained. Examples of the lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium and a transition metal element, and a phosphate compound containing lithium and a transition metal element. Especially, what contains at least 1 sort (s) of the group which consists of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), and iron (Fe) as a transition metal element is preferable. This is because a higher voltage can be obtained.

正極材料は、例えば、LixM1O2あるいはLiyM2PO4で表されるリチウム含有化合物を用いることができる。式中、M1およびM2は1種類以上の遷移金属元素を表す。xおよびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常、0.05≦x≦1.10、0.05≦y≦1.10である。リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物(LixCoO2)、リチウムニッケル複合酸化物(LixNiO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(LixNi1-zCoz2(0<z<1))、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LixNi(1-v-w)CovMnw2(0<v+w<1、v>0、w>0))、またはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(LiMn24)あるいはリチウムマンガンニッケル複合酸化物(LiMn2-tNit4(0<t<2))等が挙げられる。中でも、コバルトを含む複合酸化物が好ましい。高い容量が得られると共に、優れたサイクル特性も得られるからである。また、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、リチウム鉄リン酸化合物(LiFePO4)あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LiFe1-uMnuPO4(0<u<1))等が挙げられる。 As the positive electrode material, for example, a lithium-containing compound represented by Li x M1O 2 or Li y M2PO 4 can be used. In the formula, M1 and M2 represent one or more transition metal elements. The values of x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and are generally 0.05 ≦ x ≦ 1.10 and 0.05 ≦ y ≦ 1.10. Examples of the composite oxide containing lithium and a transition metal element include lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel composite oxide (Li x NiO 2 ), and lithium nickel cobalt composite oxide (Li x Ni). 1-z Co z O 2 (0 <z <1)), lithium nickel cobalt manganese composite oxide (Li x Ni (1-vw) Co v Mn w O 2 (0 <v + w <1, v> 0, w > 0)), or lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ) or lithium manganese nickel composite oxide (LiMn 2−t N t O 4 (0 <t <2)) having a spinel structure. . Among these, a complex oxide containing cobalt is preferable. This is because a high capacity can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. Examples of the phosphate compound containing lithium and a transition metal element include a lithium iron phosphate compound (LiFePO 4 ) or a lithium iron manganese phosphate compound (LiFe 1-u Mn u PO 4 (0 <u <1). ) And the like.

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn24)等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。例えば、ニッケルコバルト複合リチウム酸化物(LiNi0.5Co0.52、LiNi0.8Co0.22等)がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。 Specific examples of such a lithium composite oxide include lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), and lithium manganate (LiMn 2 O 4 ). A solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can also be used. Examples thereof include nickel cobalt composite lithium oxide (LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2, etc.). These lithium composite oxides can generate a high voltage and have an excellent energy density.

更にまた、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、上記リチウム含有化合物のいずれかよりなる粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかよりなる微粒子で被覆した複合粒子としてもよい。   Furthermore, from the viewpoint that higher electrode filling properties and cycle characteristics can be obtained, composite particles in which the surfaces of particles made of any of the above lithium-containing compounds are coated with fine particles made of any of the other lithium-containing compounds can be used. Good.

この他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化バナジウム(V25)、二酸化チタン(TiO2)、二酸化マンガン(MnO2)等の酸化物、二硫化鉄(FeS2)、二硫化チタン(TiS2)、二硫化モリブデン(MoS2)等の二硫化物、二セレン化ニオブ(NbSe2)等のリチウムを含有しないカルコゲン化物(特に層状化合物やスピネル型化合物)、リチウムを含有するリチウム含有化合物、ならびに、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンあるいはポリピロール等の導電性高分子も挙げられる。もちろん、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで2種以上混合されてもよい。 In addition, examples of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium include oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ), titanium dioxide (TiO 2 ), manganese dioxide (MnO 2 ), and iron disulfide. (FeS 2 ), disulfides such as titanium disulfide (TiS 2 ) and molybdenum disulfide (MoS 2 ), and chalcogenides containing no lithium such as niobium diselenide (NbSe 2 ) (particularly layered compounds and spinel compounds) ), Lithium-containing compounds containing lithium, and conductive polymers such as sulfur, polyaniline, polythiophene, polyacetylene, or polypyrrole. Of course, the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium may be other than the above. Further, two or more kinds of the series of positive electrode materials described above may be mixed in any combination.

導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイト等の炭素材料等が用いられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリロニトリル(PAN)、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびカルボキシメチルセルロース(CMC)等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも1種が用いられる。   As the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black or graphite is used. Examples of the binder include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylonitrile (PAN), styrene butadiene rubber (SBR), and carboxymethyl cellulose (CMC), and these resin materials. At least one selected from a copolymer or the like mainly composed of is used.

正極21は正極集電体21Aの一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された正極リード25を有している。この正極リード25は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極リード25の材料としては、例えばアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)等が挙げられる。   The positive electrode 21 has a positive electrode lead 25 connected to one end of the positive electrode current collector 21A by spot welding or ultrasonic welding. The positive electrode lead 25 is preferably a metal foil or a mesh-like one, but there is no problem even if it is not a metal as long as it is electrochemically and chemically stable and can conduct electricity. Examples of the material of the positive electrode lead 25 include aluminum (Al) and nickel (Ni).

[負極]
負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。
[Negative electrode]
The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the negative electrode active material layer 22B may be provided only on one surface of the negative electrode current collector 22A. The anode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil.

負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層21Bと同様の結着剤や導電剤等の他の材料を含んで構成されていてもよい。   The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as the negative electrode active material, and the positive electrode active material layer 21B as necessary. Other materials such as a binder and a conductive agent similar to those described above may be included.

なお、この非水電解質電池10では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極21の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。   In this nonaqueous electrolyte battery 10, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21, and theoretically, the negative electrode 22 is in the middle of charging. Lithium metal is prevented from precipitating.

また、この非水電解質電池10は、完全充電状態における開回路電圧(すなわち電池電圧)が、例えば2.80V以上6.00V以下の範囲内になるように設計されている。特に、負極活物質としてLi/Li+に対して0V近くでリチウム合金となる材料を用いた場合には、完全充電状態における開回路電圧が、例えば4.20V以上6.00V以下の範囲内になるように設計されている。この場合、満充電状態における開回路電圧が4.25V以上6.00V以下とされることが好ましい。満充電状態における開回路電圧が4.25V以上とされる場合は、4.20Vの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整される。これにより、高いエネルギー密度が得られるようになっている。 Further, the nonaqueous electrolyte battery 10 is designed such that an open circuit voltage (that is, a battery voltage) in a fully charged state is in a range of, for example, 2.80 V or more and 6.00 V or less. In particular, when a material that becomes a lithium alloy near 0 V with respect to Li / Li + is used as the negative electrode active material, the open circuit voltage in the fully charged state is, for example, in the range of 4.20 V to 6.00 V. Designed to be In this case, the open circuit voltage in the fully charged state is preferably 4.25V or more and 6.00V or less. When the open circuit voltage in the fully charged state is 4.25 V or higher, the amount of lithium released per unit mass is increased even with the same positive electrode active material as compared to the 4.20 V battery. Accordingly, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted. Thereby, a high energy density can be obtained.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等の炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and fired organic polymer compounds And carbon materials such as carbon fiber and activated carbon. Of these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body is a carbonized material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charge and discharge is very small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Further, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained. Furthermore, those having a low charge / discharge potential, specifically, those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.

リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、かつ高容量化が可能な他の負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   As another anode material capable of inserting and extracting lithium and capable of increasing the capacity, lithium can be inserted and extracted, and at least one of a metal element and a metalloid element can be used. Also included is a material containing as a constituent element. This is because a high energy density can be obtained by using such a material. In particular, the use with a carbon material is more preferable because a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. The negative electrode material may be a single element, alloy or compound of a metal element or metalloid element, or may have at least a part of one or more of these phases. In the present technology, the alloy includes an alloy including one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. Some of the structures include a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them.

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Examples of the metal element or metalloid element constituting the negative electrode material include a metal element or metalloid element capable of forming an alloy with lithium. Specifically, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), Lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or platinum (Pt) Can be mentioned. These may be crystalline or amorphous.

負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム(Li4Ti512)等が挙げられる。また、負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素(Si)およびスズ(Sn)の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素(Si)およびスズ(Sn)は、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。ケイ素およびスズのうちの少なくとも1種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。 Examples of the negative electrode material include lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ). Further, the negative electrode material preferably includes a group 4B metal element or metalloid element in the short-period periodic table as a constituent element, more preferably at least one of silicon (Si) and tin (Sn). And particularly preferably those containing at least silicon. This is because silicon (Si) and tin (Sn) have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained. Examples of the negative electrode material having at least one of silicon and tin include at least a part of a simple substance, an alloy or a compound of silicon, a simple substance, an alloy or a compound of tin, or one or more phases thereof. The material which has in is mentioned.

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ(Sn)以外の第2の構成元素として、ケイ素(Si)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   As an alloy of silicon, for example, as a second constituent element other than silicon, tin (Sn), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc ( One containing at least one of the group consisting of Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb) and chromium (Cr) Can be mentioned. Examples of tin alloys include silicon (Si), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), and manganese (Mn) as second constituent elements other than tin (Sn). , Zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb) and chromium (Cr). Including.

スズ(Sn)の化合物あるいはケイ素(Si)の化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、スズ(Sn)またはケイ素(Si)に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the tin (Sn) compound or silicon (Si) compound include those containing oxygen (O) or carbon (C). In addition to tin (Sn) or silicon (Si), the above-described compounds are used. Two constituent elements may be included.

中でも、この負極材料としては、コバルト(Co)と、スズ(Sn)と、炭素(C)とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズ(Sn)とコバルト(Co)との合計に対するコバルト(Co)の割合が30質量%以上70質量%以下であるSnCoC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。   Among these, as the negative electrode material, cobalt (Co), tin (Sn), and carbon (C) are included as constituent elements, and the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less. And the SnCoC containing material whose ratio of cobalt (Co) with respect to the sum total of tin (Sn) and cobalt (Co) is 30 mass% or more and 70 mass% or less is preferable. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.

このSnCoC含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素(Si)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニオブ(Nb)、ゲルマニウム(Ge)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、リン(P)、ガリウム(Ga)またはビスマス(Bi)が好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。   This SnCoC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. Examples of other constituent elements include silicon (Si), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), indium (In), niobium (Nb), germanium (Ge), titanium (Ti), and molybdenum. (Mo), aluminum (Al), phosphorus (P), gallium (Ga) or bismuth (Bi) are preferable and may contain two or more. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、このSnCoC含有材料は、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、炭素(C)とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このSnCoC含有材料では、構成元素である炭素(C)の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズ(Sn)等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素(C)が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。   This SnCoC-containing material has a phase containing tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C), and this phase has a low crystallinity or an amorphous structure. It is preferable. In this SnCoC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon (C) as a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element as another constituent element. The decrease in cycle characteristics is considered to be due to aggregation or crystallization of tin (Sn) or the like. However, the combination of carbon (C) with other elements suppresses such aggregation or crystallization. Because it can.

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(XPS)が挙げられる。XPSでは、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、SnCoC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる場合には、SnCoC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。   As a measuring method for examining the bonding state of elements, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be cited. In XPS, the peak of the carbon 1s orbital (C1s) appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of the gold atom 4f orbital (Au4f) is obtained at 84.0 eV if it is graphite. . Moreover, if it is surface contamination carbon, it will appear at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element increases, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the SnCoC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the SnCoC-containing material is a metal element or a half of other constituent elements. Combined with metal elements.

なお、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとSnCoC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、SnCoC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。   In XPS measurement, for example, the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum. Usually, since surface-contaminated carbon exists on the surface, the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, which is used as an energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the C1s peak is obtained as a shape including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material. Therefore, by analyzing using, for example, commercially available software, the surface contamination The carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material are separated. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).

[セパレータ]
セパレータ23は、第1の実施の形態にかかるセパレータ1と同様である。
[Separator]
The separator 23 is the same as the separator 1 according to the first embodiment.

[非水電解液]
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。
[Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution includes an electrolyte salt and a nonaqueous solvent that dissolves the electrolyte salt.

電解質塩は、例えば、リチウム塩等の軽金属化合物の1種あるいは2種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、テトラフェニルホウ酸リチウム(LiB(C654)、メタンスルホン酸リチウム(LiCH3SO3)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、テトラクロロアルミン酸リチウム(LiAlCl4)、六フッ化ケイ酸二リチウム(Li2SiF6)、塩化リチウム(LiCl)あるいは臭化リチウム(LiBr)等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも1種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。 The electrolyte salt contains, for example, one or more light metal compounds such as lithium salts. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium tetraphenylborate (LiB (C 6 H 5) 4), methanesulfonic acid lithium (LiCH 3 SO 3), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3), tetrachloroaluminate lithium (LiAlCl 4), six Examples thereof include dilithium fluorosilicate (Li 2 SiF 6 ), lithium chloride (LiCl), and lithium bromide (LiBr). Among these, at least one selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate, and lithium hexafluoroarsenate is preferable, and lithium hexafluorophosphate is more preferable.

非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル等の炭酸エステル系溶媒、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類等の非水溶媒が挙げられる。溶媒は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the non-aqueous solvent include lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and ε-caprolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, Carbonate esters such as diethyl carbonate, ether solvents such as 1,2-dimethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran or 2-methyltetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile Nonaqueous solvents such as solvents, sulfolane-based solvents, phosphoric acids, phosphate ester solvents, and pyrrolidones are exemplified. Any one type of solvent may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

また、非水溶媒として、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルを混合して用いることが好ましく、環状炭酸エステルまたは鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含むことがより好ましい。このフッ素化された化合物としては、フルオロエチレンカーボネート(4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:FEC)およびジフルオロエチレンカーボネート(4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:DFEC)を用いることが好ましい。負極活物質としてケイ素(Si)、スズ(Sn)、ゲルマニウム(Ge)等の化合物を含む負極22を用いた場合であっても、充放電サイクル特性を向上させることができるためである。なかでも、非水溶媒としてジフルオロエチレンカーボネートを用いることが好ましい。サイクル特性改善効果に優れるためである。   In addition, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate as the non-aqueous solvent, and it may contain a compound in which a part or all of the hydrogen of the cyclic carbonate or the chain carbonate includes a fluorination. preferable. Examples of the fluorinated compound include fluoroethylene carbonate (4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one: FEC) and difluoroethylene carbonate (4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one: DFEC) is preferably used. This is because even when the negative electrode 22 containing a compound such as silicon (Si), tin (Sn), or germanium (Ge) is used as the negative electrode active material, charge / discharge cycle characteristics can be improved. Of these, difluoroethylene carbonate is preferably used as the non-aqueous solvent. This is because the cycle characteristic improvement effect is excellent.

また、非水電解液は、高分子化合物に保持されてゲル電解質とされていてもよい。非水電解液を保持する高分子化合物は、非水溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)あるいはビニリデンフルオライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)とを繰り返し単位に含む共重合体等のフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイド(PEO)あるいはポリエチレンオキサイド(PEO)を含む架橋体等のエーテル系高分子化合物、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)あるいはポリメチルメタクリレート(PMMA)を繰返し単位として含むもの等が挙げられる。高分子化合物には、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   Moreover, the nonaqueous electrolytic solution may be held in a polymer compound to be a gel electrolyte. The polymer compound that holds the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it absorbs the non-aqueous solvent and gels. For example, polyvinylidene fluoride (PVdF) or vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP). And a fluorine-based polymer compound such as a copolymer containing a repeating unit, an ether-based polymer compound such as polyethylene oxide (PEO) or a crosslinked product containing polyethylene oxide (PEO), polyacrylonitrile (PAN), polypropylene oxide (PPO) ) Or polymethyl methacrylate (PMMA) as a repeating unit. Any one of these polymer compounds may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましく、中でも、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体が好ましい。さらに、この共重合体は、マレイン酸モノメチルエステル(MMM)等の不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレン(PCTFE)等のハロゲン化エチレン、炭酸ビニレン(VC)等の不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマー等を成分として含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。   In particular, from the viewpoint of redox stability, a fluorine-based polymer compound is desirable, and among them, a copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components is preferable. Further, this copolymer is composed of unsaturated dibasic acid monoester such as maleic acid monomethyl ester (MMM), halogenated ethylene such as ethylene trifluorochloride (PCTFE), and unsaturated compound such as vinylene carbonate (VC). The cyclic carbonate ester or epoxy group-containing acrylic vinyl monomer may be included as a component. This is because higher characteristics can be obtained.

(2−2)非水電解質電池の製造方法
[正極の製造方法]
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成し、正極21を作製する。
(2-2) Manufacturing method of nonaqueous electrolyte battery [Manufacturing method of positive electrode]
A positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry Is made. Next, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, the solvent is dried, and the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding with a roll press machine or the like, and the positive electrode 21 is manufactured.

[負極の製造方法]
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製する。
[Production method of negative electrode]
A negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding with a roll press or the like, thereby producing the negative electrode 22.

[非水電解液の調製]
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
[Preparation of non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution is prepared by dissolving an electrolyte salt in a nonaqueous solvent.

[非水電解質電池の組み立て]
正極集電体21Aに正極リード25を溶接等により取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接等により取り付ける。その後、正極21と負極22とを本技術のセパレータ23を介して巻回し巻回電極体20とする。正極リード25の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接する。この後、巻回電極体20の巻回面を一対の絶縁板12,13で挟み、電池缶11の内部に収納する。巻回電極体20を電池缶11の内部に収納したのち、非水電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋13、安全弁14等からなる安全弁機構および熱感抵抗素子17をガスケット18を介してかしめることにより固定する。これにより、図4に示した本技術の非水電解質電池10が形成される。
[Assembly of non-aqueous electrolyte battery]
The positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Then, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23 of the present technology to form a wound electrode body 20. The tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. Thereafter, the wound surface of the wound electrode body 20 is sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the wound electrode body 20 is accommodated in the battery can 11, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the safety valve mechanism including the battery lid 13 and the safety valve 14 and the heat sensitive resistance element 17 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through the gasket 18. Thereby, the nonaqueous electrolyte battery 10 of the present technology shown in FIG. 4 is formed.

この非水電解質電池10では、充電を行うと、例えば、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、セパレータ23に含浸された非水電解液を介して負極活物質層22Bに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層22Bからリチウムイオンが放出され、セパレータ23に含浸された非水電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。   In the nonaqueous electrolyte battery 10, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode active material layer 21 </ b> B and inserted into the negative electrode active material layer 22 </ b> B through the nonaqueous electrolyte impregnated in the separator 23. In addition, when discharging is performed, for example, lithium ions are released from the negative electrode active material layer 22B and inserted into the positive electrode active material layer 21B through the nonaqueous electrolytic solution impregnated in the separator 23.

<効果>
本技術のセパレータを用いた円筒型非水電解質電池では、負極での発熱、特に、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む負極活物質を用いた負極での発熱を、熱吸収層で吸収するとともに、熱吸収層で断熱することができる。このため、負極での発熱が正極に伝わりにくくなり、正極の熱分解反応を抑制することができる。また、高温での発熱によるセパレータの溶融時においても、熱吸収層により絶縁性を維持することができる。
<Effect>
In the cylindrical nonaqueous electrolyte battery using the separator of the present technology, heat generation at the negative electrode, particularly heat generation at the negative electrode using a negative electrode active material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element, is generated. In addition to being absorbed by the heat absorption layer, it can be insulated by the heat absorption layer. For this reason, the heat generation at the negative electrode is hardly transmitted to the positive electrode, and the thermal decomposition reaction of the positive electrode can be suppressed. Further, the insulating property can be maintained by the heat absorption layer even when the separator is melted by heat generation at a high temperature.

3.第3の実施の形態
第3の実施の形態では、第1の実施の形態にかかるセパレータを用いた角型非水電解質電池について説明する。
3. Third Embodiment In a third embodiment, a rectangular nonaqueous electrolyte battery using the separator according to the first embodiment will be described.

(3−1)非水電解質電池の構成
図6は、第3の実施の形態にかかる非水電解質電池30の構成を表すものである。この非水電解質電池は、いわゆる角型電池といわれるものであり、巻回電極体40を角型の外装缶31内に収容したものである。
(3-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Battery FIG. 6 shows a configuration of a nonaqueous electrolyte battery 30 according to the third embodiment. This non-aqueous electrolyte battery is a so-called square battery, in which the wound electrode body 40 is accommodated in a rectangular outer can 31.

非水電解質電池30は、角筒状の外装缶31と、この外装缶31内に収納される発電要素である巻回電極体40と、外装缶31の開口部を閉じる電池蓋32と、電池蓋32の略中央部に設けられた電極ピン33等によって構成されている。   The nonaqueous electrolyte battery 30 includes a rectangular tube-shaped outer can 31, a wound electrode body 40 that is a power generation element housed in the outer can 31, a battery lid 32 that closes an opening of the outer can 31, a battery An electrode pin 33 and the like provided at substantially the center of the lid 32 are used.

外装缶31は、例えば、鉄(Fe)等の導電性を有する金属によって、中空で有底の角筒体として形成されている。この外装缶31の内面は、例えば、ニッケルめっきを施したり導電性塗料を塗布する等して、外装缶31の導電性を高める構成とすることが好ましい。また、外装缶31の外周面は、例えば、プラスチックシートや紙等によって形成される外装ラベルで覆われたり、絶縁性塗料が塗布されて保護されてもよい。電池蓋32は、外装缶31と同じく、例えば、鉄(Fe)等の導電性を有する金属により形成されている。   The outer can 31 is formed as a hollow, bottomed rectangular tube with a conductive metal such as iron (Fe), for example. The inner surface of the outer can 31 is preferably configured to increase the conductivity of the outer can 31 by, for example, applying nickel plating or applying a conductive paint. The outer peripheral surface of the outer can 31 may be covered with an outer label formed of, for example, a plastic sheet or paper, or may be protected by applying an insulating paint. The battery lid 32 is formed of a conductive metal such as iron (Fe), for example, as with the outer can 31.

巻回電極体40は、正極および負極をセパレータを介して積層し、小判型に細長く巻回することによって得られる。正極、負極、セパレータおよび非水電解液は、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。また、正極および負極と、セパレータとの間には、非水電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の非水電解質層(ゲル電解質層)が形成されていてもよい。   The wound electrode body 40 is obtained by laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed between them and winding them in an oval shape. Since the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolytic solution are the same as those in the first embodiment or the second embodiment, detailed description thereof is omitted. A gel-like non-aqueous electrolyte layer (gel electrolyte layer) in which a non-aqueous electrolyte is held in a polymer compound may be formed between the positive electrode and the negative electrode and the separator.

このような構成を有する巻回電極体40には、正極集電体に接続された多数の正極端子41と、負極集電体に接続された多数の負極端子とが設けられている。すべての正極端子41および負極端子は、巻回電極体40の軸方向の一端に導出されている。そして、正極端子41は、電極ピン33の下端に溶接等の固着手段によって接続されている。また、負極端子は外装缶31の内面に溶接等の固着手段によって接続されている。   The wound electrode body 40 having such a configuration is provided with a number of positive terminals 41 connected to the positive current collector and a number of negative terminals connected to the negative current collector. All the positive terminals 41 and the negative terminals are led to one end of the spirally wound electrode body 40 in the axial direction. The positive terminal 41 is connected to the lower end of the electrode pin 33 by fixing means such as welding. Further, the negative electrode terminal is connected to the inner surface of the outer can 31 by fixing means such as welding.

電極ピン33は導電性の軸部材からなり、その頭部を上端に突出させた状態で絶縁体34によって保持されている。この絶縁体34を介して電極ピン33が電池蓋32の略中央部に固定されている。絶縁体34は絶縁性の高い材料で形成されていて、電池蓋32の表面側に設けた貫通孔35に嵌合されている。また、貫通孔35には電極ピン33が貫通され、その下端面に正極端子41の先端部が固定されている。   The electrode pin 33 is made of a conductive shaft member, and is held by an insulator 34 with its head protruding to the upper end. The electrode pin 33 is fixed to a substantially central portion of the battery lid 32 through the insulator 34. The insulator 34 is made of a highly insulating material and is fitted into a through hole 35 provided on the surface side of the battery lid 32. Further, the electrode pin 33 is passed through the through hole 35, and the tip end portion of the positive electrode terminal 41 is fixed to the lower end surface thereof.

このような電極ピン33等が設けられた電池蓋32が、外装缶31の開口部に嵌合されており、外装缶31と電池蓋32との接触面が溶接等の固着手段で接合されている。これにより、外装缶31の開口部が電池蓋32により密封されて、気密および液密に構成されている。この電池蓋32には、外装缶31内の圧力が所定値以上に上昇したときに当該電池蓋32の一部を破断させて内部圧力を外部に逃がす(放出させる)内圧開放機構36が設けられている。   The battery lid 32 provided with such electrode pins 33 and the like is fitted into the opening of the outer can 31, and the contact surface between the outer can 31 and the battery lid 32 is joined by fixing means such as welding. Yes. Thereby, the opening part of the armored can 31 is sealed by the battery cover 32, and is comprised airtight and liquid-tight. The battery lid 32 is provided with an internal pressure release mechanism 36 that breaks a part of the battery lid 32 to release (release) the internal pressure to the outside when the pressure in the outer can 31 rises above a predetermined value. ing.

内圧開放機構36は、電池蓋32の内面において長手方向に直線的に延在された2本の第1の開口溝36a(1本の第1の開口溝36aは図示せず)と、同じく電池蓋32の内面において長手方向と直交する幅方向に延在されて両端が2本の第1の開口溝36aに連通される第2の開口溝36bとから構成されている。2本の第1の開口溝36aは、電池蓋32の幅方向に対向するように位置する長辺側2辺の内側近傍において電池蓋32の長辺側外縁に沿うように互いに平行に設けられている。また、第2の開口溝36bは、電極ピン33の長手方向の一側において一方の短辺側外縁と電極ピン33との略中央部に位置するように設けられている。   The internal pressure release mechanism 36 includes two first opening grooves 36a (one first opening groove 36a not shown) linearly extending in the longitudinal direction on the inner surface of the battery lid 32, and the battery. The inner surface of the lid 32 includes a second opening groove 36b extending in the width direction orthogonal to the longitudinal direction and having both ends communicating with the two first opening grooves 36a. The two first opening grooves 36 a are provided in parallel to each other along the outer edge of the long side of the battery lid 32 in the vicinity of the inner side of the two long sides positioned so as to face the width direction of the battery lid 32. ing. Further, the second opening groove 36 b is provided so as to be positioned at a substantially central portion between one short side outer edge and the electrode pin 33 on one side in the longitudinal direction of the electrode pin 33.

第1の開口溝36aおよび第2の開口溝36bは、例えばともに断面形状が下面側に開口したV字形状とされている。なお、第1の開口溝36aおよび第2の開口溝36bの形状は、この実施の形態に示すV字形に限定されるものではない。例えば、第1の開口溝36aおよび第2の開口溝36bの形状をU字形や半円形としてもよい。   Both the first opening groove 36a and the second opening groove 36b have, for example, a V-shape in which the cross-sectional shape is opened on the lower surface side. The shapes of the first opening groove 36a and the second opening groove 36b are not limited to the V shape shown in this embodiment. For example, the shapes of the first opening groove 36a and the second opening groove 36b may be U-shaped or semicircular.

電解液注入口37は、電池蓋32を貫通するように設けられている。電解液注入口37は、電池蓋32と外装缶31とをかしめた後、非水電解液を注液するために用いるものであり、非水電解液注液後は封止部材38によって密封される。このため、予め正極および負極と、セパレータとの間にゲル電解質を形成して巻回電極体を作製する場合には、電解液注入口37および封止部材38は設けなくてもよい。   The electrolyte injection port 37 is provided so as to penetrate the battery lid 32. The electrolyte inlet 37 is used to inject a non-aqueous electrolyte after the battery lid 32 and the outer can 31 are caulked, and is sealed by a sealing member 38 after the non-aqueous electrolyte is injected. The For this reason, when forming a wound electrode body by previously forming a gel electrolyte between the positive electrode and the negative electrode and the separator, the electrolyte solution inlet 37 and the sealing member 38 may not be provided.

[セパレータ]
セパレータは、第1の実施の形態におけるセパレータ1と同様の構成とすることができる。
[Separator]
The separator can have the same configuration as that of the separator 1 in the first embodiment.

[非水電解液]
非水電解液は、第2の実施の形態に記載されたものを用いることができる。また、第2の実施の形態で記載したような、非水電解液を高分子化合物に保持させたゲル電解質を用いてもよい。
[Non-aqueous electrolyte]
As the non-aqueous electrolyte, the one described in the second embodiment can be used. Moreover, you may use the gel electrolyte which hold | maintained the nonaqueous electrolyte solution to the high molecular compound as described in 2nd Embodiment.

(3−2)非水電解質電池の製造方法
この非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
(3-2) Manufacturing Method of Nonaqueous Electrolyte Battery This nonaqueous electrolyte battery can be manufactured as follows, for example.

[正極および負極の製造方法]
正極および負極は、第2の実施の形態と同様の方法により作製することができる。
[Method for producing positive electrode and negative electrode]
The positive electrode and the negative electrode can be produced by the same method as in the second embodiment.

[非水電解質電池の組み立て]
正極と負極と、本技術のセパレータとを順に積層および巻回し、小判型に細長く巻回された巻回電極体40を作製する。続いて、巻回電極体40を外装缶31内に収容する。
[Assembly of non-aqueous electrolyte battery]
A positive electrode, a negative electrode, and a separator of the present technology are sequentially laminated and wound to produce a wound electrode body 40 that is wound in an oblong shape. Subsequently, the wound electrode body 40 is accommodated in the outer can 31.

そして、電池蓋32に設けられた電極ピン33と、巻回電極体40から導出された正極端子41とを接続する。また、図示しないが、巻回電極体40から導出された負極端子と電池缶とを接続する。この後、電池缶31と電池蓋32とを嵌合し、例えば減圧下において電解液注入口37から非水電解液を注入して封止部材38にて封止する。以上により、非水電解質電池30を得ることができる。   And the electrode pin 33 provided in the battery cover 32 and the positive electrode terminal 41 derived | led-out from the winding electrode body 40 are connected. Although not shown, the negative electrode terminal derived from the wound electrode body 40 and the battery can are connected. Thereafter, the battery can 31 and the battery lid 32 are fitted together, and, for example, a nonaqueous electrolyte is injected from the electrolyte inlet 37 under reduced pressure and sealed with a sealing member 38. As described above, the nonaqueous electrolyte battery 30 can be obtained.

<効果>
第3の実施の形態は、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
The third embodiment can obtain the same effects as those of the second embodiment.

4.第4の実施の形態
第4の実施の形態では、第1の実施の形態にかかるセパレータを用いたラミネートフィルム型非水電解質電池について説明する。
4). Fourth Embodiment In the fourth embodiment, a laminated film type nonaqueous electrolyte battery using the separator according to the first embodiment will be described.

(4−1)非水電解質電池の構成
図7は、第4の実施の形態にかかる非水電解質電池62の構成を表すものである。この非水電解質電池62は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード51および負極リード52が取り付けられた巻回電極体50をフィルム状の外装部材60の内部に収容したものである。
(4-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Battery FIG. 7 shows a configuration of a nonaqueous electrolyte battery 62 according to the fourth embodiment. This non-aqueous electrolyte battery 62 is a so-called laminate film type, in which a wound electrode body 50 to which a positive electrode lead 51 and a negative electrode lead 52 are attached is housed in a film-like exterior member 60.

正極リード51および負極リード52は、それぞれ、外装部材60の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード51および負極リード52は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレス等の金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 are led out from the inside of the exterior member 60 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 are made of, for example, a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材60は、例えば、金属層の両面に樹脂層が形成されたラミネートフィルムからなる。ラミネートフィルムは、金属層のうち電池外側に露出する面に外側樹脂層が形成され、巻回電極体50等の発電要素に対向する電池内側面に内側樹脂層が形成される。   The exterior member 60 is made of, for example, a laminate film in which resin layers are formed on both surfaces of a metal layer. In the laminate film, an outer resin layer is formed on the surface of the metal layer that is exposed to the outside of the battery, and an inner resin layer is formed on the inner surface of the battery facing the power generation element such as the wound electrode body 50.

金属層は、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム(Al)が最もよく使われる。外側樹脂層は、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等を有し、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂材料が用いられる。内側樹脂層は、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であるため、ポリオレフィン樹脂が適切であり、無延伸ポリプロピレン(CPP)が多用される。金属層と外側樹脂層および内側樹脂層との間には、必要に応じて接着剤層を設けてもよい。   The metal layer plays the most important role in protecting the contents by preventing the ingress of moisture, oxygen and light, and aluminum (Al) is most often used because of its lightness, extensibility, price and ease of processing. The outer resin layer has a beautiful appearance, toughness, flexibility, and the like, and a resin material such as nylon or polyethylene terephthalate (PET) is used. Since the inner resin layer is a portion that melts and fuses with heat or ultrasonic waves, a polyolefin resin is appropriate, and unstretched polypropylene (CPP) is often used. An adhesive layer may be provided between the metal layer, the outer resin layer, and the inner resin layer as necessary.

外装部材60は、例えば深絞りにより内側樹脂層側から外側樹脂層の方向に向けて形成された、巻回電極体50を収容する凹部が設けられており、内側樹脂層が巻回電極体50と対向するように配設されている。外装部材60の対向する内側樹脂層同士は、凹部の外縁部において融着等により互いに密着されている。外装部材60と正極リード51および負極リード52との間には、外装部材60の内側樹脂層と、金属材料からなる正極リード51および負極リード52との接着性を向上させるための密着フィルム61が配置されている。密着フィルム61は、金属材料との接着性の高い樹脂材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンや、これら材料が変性された変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 60 is provided with a recess that accommodates the wound electrode body 50 formed by, for example, deep drawing from the inner resin layer side toward the outer resin layer, and the inner resin layer serves as the wound electrode body 50. It is arrange | positioned so that it may oppose. The inner resin layers facing each other of the exterior member 60 are in close contact with each other by fusion or the like at the outer edge of the recess. Between the exterior member 60 and the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52, there is an adhesive film 61 for improving the adhesion between the inner resin layer of the exterior member 60 and the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 made of a metal material. Has been placed. The adhesion film 61 is made of a resin material having high adhesion to a metal material, and is made of, for example, polyethylene, polypropylene, or a polyolefin resin such as modified polyethylene or modified polypropylene obtained by modifying these materials.

なお、外装部材60は、金属層がアルミニウム(Al)からなるアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレン等の高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 60 may be made of a laminate film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film, instead of the aluminum laminate film whose metal layer is made of aluminum (Al).

図8は、図7に示した巻回電極体50のI−I線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体50は、正極53と負極54とをセパレータ55およびゲル電解質56を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は必要に応じて保護テープ57により保護されている。   FIG. 8 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 50 shown in FIG. The wound electrode body 50 is obtained by laminating a positive electrode 53 and a negative electrode 54 via a separator 55 and a gel electrolyte 56 and winding them, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 57 as necessary.

[正極]
正極53は、正極集電体53Aの片面あるいは両面に正極活物質層53Bが設けられた構造を有している。正極集電体53A、正極活物質層53Bの構成は、上述した第2の実施の形態の正極集電体21Aおよび正極活物質層21Bと同様である。
[Positive electrode]
The positive electrode 53 has a structure in which a positive electrode active material layer 53B is provided on one or both surfaces of the positive electrode current collector 53A. The configurations of the positive electrode current collector 53A and the positive electrode active material layer 53B are the same as those of the positive electrode current collector 21A and the positive electrode active material layer 21B of the second embodiment described above.

[負極]
負極54は、負極集電体54Aの片面あるいは両面に負極活物質層54Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層54Bと正極活物質層53Bとが対向するように配置されている。負極集電体54A、負極活物質層54Bの構成は、上述した第2の実施の形態の負極集電体22Aおよび負極活物質層22Bと同様である。
[Negative electrode]
The negative electrode 54 has a structure in which a negative electrode active material layer 54B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 54A, and the negative electrode active material layer 54B and the positive electrode active material layer 53B are arranged to face each other. Yes. The configurations of the negative electrode current collector 54A and the negative electrode active material layer 54B are the same as those of the negative electrode current collector 22A and the negative electrode active material layer 22B of the second embodiment described above.

[セパレータ]
セパレータ55は、第1の実施の形態にかかるセパレータ1と同様である。
[Separator]
The separator 55 is the same as the separator 1 according to the first embodiment.

[非水電解質]
ゲル電解質56は非水電解質であり、非水電解液と非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。なお、第4の実施の形態における非水電解質電池62においては、ゲル電解質56の代わりに第2の実施の形態と同様の非水電解液を用いてもよい。
[Nonaqueous electrolyte]
The gel electrolyte 56 is a non-aqueous electrolyte, and includes a non-aqueous electrolyte and a polymer compound that serves as a holding body that holds the non-aqueous electrolyte, and has a so-called gel shape. A gel electrolyte is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. In the non-aqueous electrolyte battery 62 in the fourth embodiment, the same non-aqueous electrolyte as in the second embodiment may be used instead of the gel electrolyte 56.

(4−2)非水電解質電池の製造方法
この非水電解質電池62は、例えば、次のようにして製造することができる。
(4-2) Manufacturing Method of Nonaqueous Electrolyte Battery This nonaqueous electrolyte battery 62 can be manufactured, for example, as follows.

[正極および負極の製造方法]
正極53および負極54は、第2の実施の形態と同様の方法により作製することができる。
[Method for producing positive electrode and negative electrode]
The positive electrode 53 and the negative electrode 54 can be manufactured by the same method as in the second embodiment.

[非水電解質電池の組み立て]
正極53および負極54のそれぞれの両面に、非水電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させてゲル電解質56を形成する。そののち、正極集電体53Aの端部に正極リード51を溶接により取り付けると共に、負極集電体54Aの端部に負極リード52を溶接により取り付ける。
[Assembly of non-aqueous electrolyte battery]
A precursor solution containing a nonaqueous electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to both surfaces of the positive electrode 53 and the negative electrode 54, and the mixed solvent is volatilized to form a gel electrolyte 56. Thereafter, the positive electrode lead 51 is attached to the end of the positive electrode current collector 53A by welding, and the negative electrode lead 52 is attached to the end of the negative electrode current collector 54A by welding.

次に、ゲル電解質56が形成された正極53と負極54とをセパレータ55を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ57を接着して巻回電極体50を形成する。最後に、例えば、外装部材60の間に巻回電極体50を挟み込み、外装部材60の外縁部同士を熱融着等により密着させて封入する。その際、正極リード51および負極リード52と外装部材60との間には密着フィルム61を挿入する。これにより、図7および図8に示した非水電解質電池62が完成する。   Next, the positive electrode 53 and the negative electrode 54 on which the gel electrolyte 56 is formed are laminated through a separator 55 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 57 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 50 is formed by bonding. Finally, for example, the wound electrode body 50 is sandwiched between the exterior members 60, and the outer edges of the exterior members 60 are sealed and sealed by thermal fusion or the like. At that time, an adhesion film 61 is inserted between the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 and the exterior member 60. Thereby, the nonaqueous electrolyte battery 62 shown in FIGS. 7 and 8 is completed.

また、この非水電解質電池62は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極53および負極54を作製し、正極53および負極54に正極リード51および負極リード52を取り付けたのち、正極53と負極54とをセパレータ55を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ57を接着して、巻回電極体50を形成する。次に、この巻回電極体50を外装部材60に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材60の内部に収納する。続いて、非水電解液とともに、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等の他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材60の内部に注入する。   The nonaqueous electrolyte battery 62 may be manufactured as follows. First, the positive electrode 53 and the negative electrode 54 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 are attached to the positive electrode 53 and the negative electrode 54, the positive electrode 53 and the negative electrode 54 are stacked via the separator 55 and wound. Rotate and adhere the protective tape 57 to the outermost periphery to form the wound electrode body 50. Next, the wound electrode body 50 is sandwiched between the exterior members 60, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape and stored inside the exterior member 60. Subsequently, an electrolyte composition containing a monomer that is a raw material for the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared together with the non-aqueous electrolyte, and the exterior member 60 is prepared. Inject inside.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材60の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状のゲル電解質56を形成し、図7および図8に示した非水電解質電池62を組み立てる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 60 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, heat is applied to polymerize the monomer to form a polymer compound, thereby forming a gel-like gel electrolyte 56, and assembling the nonaqueous electrolyte battery 62 shown in FIGS.

さらに、非水電解質電池62においてゲル電解質56の代わりに非水電解液を用いる場合には、正極53と負極54とをセパレータ55を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ57を接着して、巻回電極体50を形成する。次に、この巻回電極体50を外装部材60に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材60の内部に収納する。続いて、非水電解液を外装部材60の内部に注入し、外装部材60の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封することにより、非水電解質電池62を組み立てる。   Further, in the case of using a non-aqueous electrolyte instead of the gel electrolyte 56 in the non-aqueous electrolyte battery 62, the positive electrode 53 and the negative electrode 54 are laminated and wound via the separator 55, and the protective tape 57 is attached to the outermost periphery. The wound electrode body 50 is formed by bonding. Next, the wound electrode body 50 is sandwiched between the exterior members 60, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape and stored inside the exterior member 60. Subsequently, the non-aqueous electrolyte battery 62 is assembled by injecting a non-aqueous electrolyte into the exterior member 60 and thermally sealing the opening of the exterior member 60 in a vacuum atmosphere.

(4−3)ラミネートフィルム型非水電解質電池の他の例
第4の実施の形態では、巻回電極体50が外装部材60で外装された非水電解質電池62について説明したが、図9A〜図9Cに示すように、巻回電極体50の代わりに積層電極体70を用いてもよい。図9Aは、積層電極体70を収容した非水電解質電池62の外観図である。図9Bは、外装部材60に積層電極体70が収容される様子を示す分解斜視図である。図9Cは、図9Aに示す非水電解質電池62の底面側からの外観を示す外観図である。
(4-3) Other Examples of Laminated Film Type Nonaqueous Electrolyte Battery In the fourth embodiment, the nonaqueous electrolyte battery 62 in which the wound electrode body 50 is sheathed with the exterior member 60 has been described. As shown in FIG. 9C, a laminated electrode body 70 may be used instead of the wound electrode body 50. FIG. 9A is an external view of the nonaqueous electrolyte battery 62 that houses the laminated electrode body 70. FIG. 9B is an exploded perspective view showing a state in which the laminated electrode body 70 is accommodated in the exterior member 60. FIG. 9C is an external view showing an external appearance from the bottom surface side of the nonaqueous electrolyte battery 62 shown in FIG. 9A.

積層電極体70は、矩形状の正極73および負極74をセパレータ75を介して積層し、固定部材76で固定した積層電極体70を用いる。積層電極体70からは、正極73と接続された正極リード71および負極74と接続された負極リード72とが導出されており、正極リード71および負極リード72と外装部材60との間には密着フィルム61が設けられる。   The laminated electrode body 70 uses a laminated electrode body 70 in which a rectangular positive electrode 73 and a negative electrode 74 are laminated via a separator 75 and fixed by a fixing member 76. A positive electrode lead 71 connected to the positive electrode 73 and a negative electrode lead 72 connected to the negative electrode 74 are led out from the laminated electrode body 70, and the positive electrode lead 71, the negative electrode lead 72, and the exterior member 60 are in close contact with each other. A film 61 is provided.

なお、ゲル電解質56の形成方法または非水電解液の注液方法、および外装部材60の熱融着方法は、(4−2)で記載した巻回電極体50を用いる場合と同様である。   In addition, the formation method of the gel electrolyte 56 or the injection method of a non-aqueous electrolyte, and the heat fusion method of the exterior member 60 are the same as the case where the spirally wound electrode body 50 described in (4-2) is used.

<効果>
第4の実施の形態では、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
In the fourth embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

5.第5の実施の形態
第5の実施の形態では、第1の実施の形態にかかるセパレータを用いたラミネートフィルム型非水電解質電池の電池パックの例について説明する。
5. Fifth Embodiment In the fifth embodiment, an example of a battery pack of a laminated film type nonaqueous electrolyte battery using the separator according to the first embodiment will be described.

以下、第5の実施の形態のラミネートフィルム型非水電解質電池の電池パックについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、巻回電極体を硬質ラミネートフィルムおよび軟質ラミネートフィルムで外装したものを電池セルと称し、電池セルに回路基板を接続し、トップカバーおよびリアカバーを嵌合したものを電池パックと称する。電池パックおよび電池セルにおいて、正極端子および負極端子の導出側をトップ部、トップ部と対向する側をボトム部、トップ部とボトム部とを除く二辺をサイド部と称する。また、サイド部−サイド部方向の長さを幅方向、トップ部−ボトム部方向の長さを高さと称する。   Hereinafter, a battery pack of a laminate film type nonaqueous electrolyte battery according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, a wound electrode body covered with a hard laminate film and a soft laminate film is referred to as a battery cell, and a battery pack is formed by connecting a circuit board to the battery cell and fitting a top cover and a rear cover. Called. In the battery pack and the battery cell, the lead-out side of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is referred to as a top portion, the side facing the top portion is referred to as a bottom portion, and two sides excluding the top portion and the bottom portion are referred to as side portions. The length in the side portion-side portion direction is referred to as the width direction, and the length in the top portion-bottom portion direction is referred to as the height.

(5−1)電池パックの構成
図10は、第5の実施の形態にかかる電池パック90の一構成例を示す斜視図である。図11は、電池セル80の構造を示す分解斜視図である。図12は、第5の実施の形態にかかる電池セル80の製造途中の状態を示す上面図および側面図である。図13は、電池セル80における断面構造を示す断面図である。
(5-1) Configuration of Battery Pack FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of the battery pack 90 according to the fifth embodiment. FIG. 11 is an exploded perspective view showing the structure of the battery cell 80. FIG. 12 is a top view and a side view showing a state in the middle of manufacturing the battery cell 80 according to the fifth embodiment. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure in the battery cell 80.

電池パック90は、例えば、角形または扁平型を有する非水電解質電池の電池パックであって、図10に示すように、両端が開放されて開口が形成されており、外装材内に巻回電極体50が収納されてなる電池セル80と、電池セル80の両端の開口にそれぞれ嵌合されたトップカバー82aおよびボトムカバー82bとを備える。なお、電池パック90に収容される巻回電極体50は、第4の実施の形態と同様の巻回電極体50を用いることができる。電池セル80からは、巻回電極体50と接続された正極リード51と負極リード52とが、密着フィルム61を介して外装材の融着部から外部に導出され、正極リード51と負極リード52とが回路基板81と接続されている。   The battery pack 90 is, for example, a battery pack of a non-aqueous electrolyte battery having a square shape or a flat shape. As shown in FIG. 10, both ends are opened to form an opening, and a wound electrode is formed in the exterior material. The battery cell 80 in which the body 50 is accommodated, and the top cover 82a and the bottom cover 82b each fitted to the opening of the both ends of the battery cell 80 are provided. In addition, the wound electrode body 50 accommodated in the battery pack 90 can use the same wound electrode body 50 as in the fourth embodiment. From the battery cell 80, the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 connected to the wound electrode body 50 are led out from the fused portion of the exterior material via the adhesion film 61, and the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 are connected. Are connected to the circuit board 81.

図11および図12に示すように、外装材は、全体としては板状を有し、面方向から見ると矩形状を有する硬質ラミネートフィルム83と、硬質ラミネートフィルム83よりもサイド部方向の長さが短い矩形状を有する軟質ラミネートフィルム85からなる。電池セル80の両端の開口は、全体としては矩形状を有し、その両短辺が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。   As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the exterior material has a plate shape as a whole, and has a rectangular shape when viewed from the surface direction, and a length in the side portion direction from the hard laminate film 83. Consists of a soft laminate film 85 having a short rectangular shape. The opening at both ends of the battery cell 80 has a rectangular shape as a whole, and both short sides swell outwardly to form an elliptical arc.

電池セル80は、凹部86が設けられた軟質ラミネートフィルム85と、凹部86に収納された巻回電極体50と、巻回電極体50を収納した凹部86の開口を覆うように設けられた硬質ラミネートフィルム83とからなる。硬質ラミネートフィルム83は、巻回電極体50が収納された凹部86を包み込んだ状態において、両サイドの短辺同士が当接するか、わずかな隙間を隔てて対向するように設定されている。また、硬質ラミネートフィルム83のトップ側長辺には、図11および図12に示すように、切り欠き部84が設けられていてもよい。切り欠き部84は、電池セル80の正面から見て両短辺に位置するように設けられる。切り欠き部84を設けることにより、トップカバー82aの嵌合を容易にすることができる。   The battery cell 80 includes a soft laminate film 85 provided with a recess 86, a wound electrode body 50 accommodated in the recess 86, and a hard provided so as to cover the opening of the recess 86 that accommodates the wound electrode body 50. It consists of a laminate film 83. The hard laminate film 83 is set so that the short sides of both sides abut or face each other with a slight gap in a state in which the recess 86 in which the wound electrode body 50 is housed is wrapped. Further, as shown in FIGS. 11 and 12, a cutout portion 84 may be provided on the long side of the top side of the hard laminate film 83. The notches 84 are provided so as to be located on both short sides when viewed from the front of the battery cell 80. By providing the notch portion 84, the top cover 82a can be easily fitted.

また、硬質ラミネートフィルム83と軟質ラミネートフィルム85とが封止された封止部からは、巻回電極体50の正極53および負極54とそれぞれ電気的に接続された正極リード51および負極リード52が導出されている。   Further, from the sealed portion where the hard laminate film 83 and the soft laminate film 85 are sealed, the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 electrically connected to the positive electrode 53 and the negative electrode 54 of the wound electrode body 50 respectively. Has been derived.

トップカバー82aおよびボトムカバー82bは、電池セル80の両端の開口に嵌合可能な形状を有し、具体的には、正面から見ると、全体としては矩形状を有し、その両短辺が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。なお、正面とは、トップ側から電池セル80を見る方向を示している。   The top cover 82a and the bottom cover 82b have shapes that can be fitted into openings at both ends of the battery cell 80. Specifically, when viewed from the front, the top cover 82a and the bottom cover 82b have a rectangular shape as a whole, and both short sides thereof are It swells to form an elliptical arc toward the outside. Note that the front indicates a direction in which the battery cell 80 is viewed from the top side.

[外装材]
図11および図12に示すように、この外装材は、巻回電極体50を収納するための凹部86が設けられた軟質ラミネートフィルム85と、この軟質ラミネートフィルム85上に凹部86を覆うようにして重ねられる硬質ラミネートフィルム83とからなる。
[Exterior material]
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, this exterior material covers a soft laminate film 85 provided with a recess 86 for housing the wound electrode body 50, and covers the recess 86 on the soft laminate film 85. And a hard laminate film 83 stacked on top of each other.

[軟質ラミネートフィルム]
軟質ラミネートフィルム85は、第4の実施の形態における外装部材60と同様の構成を有している。特に、軟質ラミネートフィルム85は、金属層として軟質の金属材料、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS A8021P−O)または(JIS A8079P−O)等が用いられる点に特徴を有している。
[Soft laminate film]
The soft laminate film 85 has the same configuration as that of the exterior member 60 in the fourth embodiment. In particular, the soft laminate film 85 is characterized in that a soft metal material such as annealed aluminum (JIS A8021P-O) or (JIS A8079P-O) is used as the metal layer.

[硬質ラミネートフィルム]
軟質ラミネートフィルム85は、曲げた後の形状を維持し、外部からの変形に耐える機能を有する。このため、金属層として硬質の金属材料、例えばアルミニウム(Al)、ステンレス(SUS)、鉄(Fe)、銅(Cu)あるいはニッケル(Ni)等の金属材料が用いられ、特に焼きなまし処理なしの硬質アルミニウム(JIS A3003P−H18)または(JIS A3004P−H18)、もしくはオーステナイト系ステンレス(SUS304)等が用いられる点に特徴を有している。
[Hard laminate film]
The soft laminate film 85 has a function of maintaining the shape after bending and withstanding deformation from the outside. For this reason, a hard metal material such as aluminum (Al), stainless steel (SUS), iron (Fe), copper (Cu), or nickel (Ni) is used as the metal layer, and in particular, a hard material without annealing treatment. It is characterized in that aluminum (JIS A3003P-H18) or (JIS A3004P-H18) or austenitic stainless steel (SUS304) is used.

[巻回電極体]
巻回電極体50は、第4の実施の形態と同様の構成とすることができる。また、第4の実施の形態の他の例で説明した積層電極体70を用いてもよい。
[Wound electrode body]
The wound electrode body 50 can have the same configuration as that of the fourth embodiment. Moreover, you may use the laminated electrode body 70 demonstrated in the other example of 4th Embodiment.

[非水電解液、ゲル電解質]
電池セル80に注液される非水電解液もしくは正極53および負極54の表面に形成されるゲル電解質は、第2の実施の形態と同様の構成とすることができる。
[Nonaqueous electrolyte, gel electrolyte]
The non-aqueous electrolyte injected into the battery cell 80 or the gel electrolyte formed on the surfaces of the positive electrode 53 and the negative electrode 54 can have the same configuration as in the second embodiment.

[セパレータ]
セパレータ55は、本技術のセパレータ1を用いることができる。また、第1の実施の形態における基材2をセパレータとし、熱吸収層3を正極53および負極54の表面に設ける構成としてもよい。
[Separator]
As the separator 55, the separator 1 of the present technology can be used. Further, the base material 2 in the first embodiment may be a separator, and the heat absorption layer 3 may be provided on the surfaces of the positive electrode 53 and the negative electrode 54.

[回路基板]
回路基板81は、巻回電極体50の正極リード51および負極リード52が電気的に接続されるものである。回路基板81には、ヒューズ、熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)、サーミスタ等の温度保護素子を含む保護回路の他、電池パックを識別するためのID抵抗等がマウントされ、更に複数個(例えば3個)の接点部が形成されている。保護回路には、充放電制御FET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)、電池セル80の監視と充放電制御FETの制御を行うIC(Integrated Circuit)等が設けられている。
[Circuit board]
The circuit board 81 is one in which the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 of the wound electrode body 50 are electrically connected. The circuit board 81 is mounted with a protection circuit including a temperature protection element such as a fuse, a thermal resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element), a thermistor, etc., and an ID resistor for identifying the battery pack. (For example, three) contact portions are formed. The protection circuit is provided with a charge / discharge control FET (Field Effect Transistor), an IC (Integrated Circuit) for monitoring the battery cell 80 and controlling the charge / discharge control FET, and the like.

熱感抵抗素子は巻回電極体と直列に接続され、電池の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズも巻回電極体と直列に接続され、電池に過電流が流れると、自身の電流により溶断して電流を遮断する。また、ヒューズはその近傍にヒータ抵抗が設けられており、過電圧時にはヒータ抵抗の温度が上昇することにより溶断して電流を遮断する。   The heat-sensitive resistance element is connected in series with the wound electrode body, and when the temperature of the battery becomes higher than the set temperature, the electrical resistance increases rapidly and substantially blocks the current flowing through the battery. The fuse is also connected in series with the wound electrode body, and when an overcurrent flows through the battery, it is blown by its own current to cut off the current. In addition, a heater resistor is provided in the vicinity of the fuse. When an overvoltage is applied, the temperature of the heater resistor rises, so that the current is cut off.

また、電池セル80の端子電圧が満充電電圧よりも高い充電禁止電圧以上となると、電池セル80が発熱・発火等危険な状態になる可能性がある。このため、保護回路は電池セル80の電圧を監視し、電池セル80が充電禁止電圧に達した場合には、充電制御FETをオフして充電を禁止する。さらに電池セル80の端子電圧が放電禁止電圧以下まで過放電し、電池セル80電圧が0Vになると電池セル80が内部ショート状態となり再充電不可能となる可能性がある。このため、電池セル80電圧を監視して放電禁止電圧に達した場合には、放電制御FETをオフして放電を禁止する。   Further, when the terminal voltage of the battery cell 80 becomes higher than the charge prohibition voltage higher than the full charge voltage, the battery cell 80 may be in a dangerous state such as heat generation and ignition. For this reason, the protection circuit monitors the voltage of the battery cell 80, and when the battery cell 80 reaches the charge prohibition voltage, the charge control FET is turned off to prohibit charging. Furthermore, when the terminal voltage of the battery cell 80 is over-discharged to a voltage lower than the discharge inhibition voltage and the battery cell 80 voltage becomes 0 V, the battery cell 80 may be in an internal short circuit state and may not be recharged. For this reason, when the battery cell 80 voltage is monitored and the discharge inhibition voltage is reached, the discharge control FET is turned off to inhibit discharge.

[トップカバー]
トップカバー82aは、電池セル80のトップ側開口に嵌合されるものであり、トップカバー82aの外周の一部または全部に沿って、トップ側開口に嵌合するための側壁が設けられている。電池セル80とトップカバー82aとは、トップカバー82aの側壁と、硬質ラミネートフィルム83の端部内面とが熱融着されて接着される。
[Top cover]
The top cover 82a is fitted into the top side opening of the battery cell 80, and a side wall for fitting into the top side opening is provided along part or all of the outer periphery of the top cover 82a. . The battery cell 80 and the top cover 82a are bonded by heat-sealing the side wall of the top cover 82a and the inner surface of the end of the hard laminate film 83.

トップカバー82aには、回路基板81が収納される。トップカバー82aには、回路基板81の複数の接点部が外部に露出するように、接点部に対応する位置に複数の開口が設けられている。回路基板81の接点部は、トップカバー82aの開口を通じて電子機器と接触する。これにより、電池パック90と電子機器とが電気的に接続される。このようなトップカバー82aは、射出成型により予め作製される。   A circuit board 81 is accommodated in the top cover 82a. The top cover 82a is provided with a plurality of openings at positions corresponding to the contact portions so that the plurality of contact portions of the circuit board 81 are exposed to the outside. The contact portion of the circuit board 81 contacts the electronic device through the opening of the top cover 82a. Thereby, the battery pack 90 and the electronic device are electrically connected. Such a top cover 82a is produced in advance by injection molding.

[ボトムカバー]
ボトムカバー82bは、電池セル80のボトム側開口に嵌合されるものであり、ボトムカバー82bの外周の一部または全部に沿って、ボトム側開口に嵌合するための側壁が設けられている。電池セル80とボトムカバー82bとは、ボトムカバー82bの側壁と、硬質ラミネートフィルム83の端部内面とが熱融着されて接着される。
[Bottom cover]
The bottom cover 82b is fitted into the bottom opening of the battery cell 80, and a side wall for fitting into the bottom opening is provided along a part or all of the outer periphery of the bottom cover 82b. . The battery cell 80 and the bottom cover 82b are bonded by heat-sealing the side wall of the bottom cover 82b and the inner surface of the end of the hard laminate film 83.

このようなボトムカバー82bは、射出成型により予め作製される。また、電池セル80を金型に設置し、ボトム部にホットメルト樹脂を流し込むことにより、電池セル80と一体に成型する方法を用いることも可能である。   Such a bottom cover 82b is produced in advance by injection molding. It is also possible to use a method in which the battery cell 80 is installed in a mold and a hot melt resin is poured into the bottom portion so as to be molded integrally with the battery cell 80.

(5−2)電池パックの作製方法 (5-2) Battery pack manufacturing method

[電池セルの作製]
軟質ラミネートフィルム85の凹部86に巻回電極体50を収容し、凹部86を覆うように硬質ラミネートフィルム83が配置される。このとき、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層と、軟質ラミネートフィルム85の内側樹脂層とが対向するように硬質ラミネートフィルム83と軟質ラミネートフィルム85とを配設する。この後、硬質ラミネートフィルム83および軟質ラミネートフィルム85を、凹部86の周縁に沿って封止する。封止は、図示しない金属製のヒータヘッドを用い、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層と、軟質ラミネートフィルム85の内側樹脂層とを減圧しながら熱融着することにより行う。
[Production of battery cells]
The wound electrode body 50 is accommodated in the recess 86 of the soft laminate film 85, and the hard laminate film 83 is disposed so as to cover the recess 86. At this time, the hard laminate film 83 and the soft laminate film 85 are disposed so that the inner resin layer of the hard laminate film 83 and the inner resin layer of the soft laminate film 85 face each other. Thereafter, the hard laminate film 83 and the soft laminate film 85 are sealed along the periphery of the recess 86. The sealing is performed by using a metal heater head (not shown) and thermally fusing the inner resin layer of the hard laminate film 83 and the inner resin layer of the soft laminate film 85 while reducing the pressure.

硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層と、軟質ラミネートフィルム85の内側樹脂層とを減圧しながら熱融着する際、熱融着していない一辺から非水電解液を注液する。もしくは、正極および負極の両面に予めゲル電解質を形成し、巻回電極体50を形成してもよい。   When heat-sealing the inner resin layer of the hard laminate film 83 and the inner resin layer of the soft laminate film 85 while reducing the pressure, a non-aqueous electrolyte is injected from one side that is not heat-sealed. Alternatively, the wound electrode body 50 may be formed by previously forming a gel electrolyte on both surfaces of the positive electrode and the negative electrode.

次に、図13に示すように、硬質ラミネートフィルム83の短辺同士が当接するように硬質ラミネートフィルム83を変形する。このとき、硬質ラミネートフィルム83と軟質ラミネートフィルム85との間に、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層および軟質ラミネートフィルム85の外側樹脂層の双方との接着性が高い樹脂材料からなる接着フィルム87を挿入する。続いて、硬質ラミネートフィルム83の短辺の合わせ目が位置する一面に対してヒータヘッドで加熱することにより、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層と軟質ラミネートフィルム85の外側樹脂層とが熱融着されて電池セル80が得られる。なお、接着フィルム87を用いる代わりに、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層の表面に、軟質ラミネートフィルム85の外側樹脂層との接着性が高い樹脂からなる接着層を設けて熱融着してもよい。   Next, as shown in FIG. 13, the hard laminate film 83 is deformed so that the short sides of the hard laminate film 83 come into contact with each other. At this time, between the hard laminate film 83 and the soft laminate film 85, an adhesive film 87 made of a resin material having high adhesion to both the inner resin layer of the hard laminate film 83 and the outer resin layer of the soft laminate film 85 is provided. insert. Subsequently, the inner resin layer of the hard laminate film 83 and the outer resin layer of the soft laminate film 85 are heat-sealed by heating the one surface of the hard laminate film 83 where the short side seam is located with a heater head. Thus, the battery cell 80 is obtained. Instead of using the adhesive film 87, an adhesive layer made of a resin having high adhesiveness with the outer resin layer of the soft laminate film 85 may be provided on the surface of the inner resin layer of the hard laminate film 83 and heat-sealed. Good.

[電池パックの作製]
続いて、電池セル80から導出された正極リード51と負極リード52とを回路基板81に接続した後、回路基板81を、トップカバー82aに収納し、トップカバー82aを電池セル80のトップ側開口に嵌合する。また、ボトムカバー82bを、電池セル80のボトム側開口に嵌合する。
[Production of battery pack]
Subsequently, after the positive electrode lead 51 and the negative electrode lead 52 led out from the battery cell 80 are connected to the circuit board 81, the circuit board 81 is accommodated in the top cover 82 a, and the top cover 82 a is opened on the top side of the battery cell 80. To fit. Further, the bottom cover 82 b is fitted in the bottom side opening of the battery cell 80.

最後に、トップカバー82aおよびボトムカバー82bの嵌合部をそれぞれヒータヘッドにより加熱し、トップカバー82aおよびボトムカバー82bと、硬質ラミネートフィルム83の内側樹脂層とを熱融着する。これにより、電池パック90が作製される。   Finally, the fitting portions of the top cover 82a and the bottom cover 82b are heated by the heater head, respectively, and the top cover 82a and the bottom cover 82b and the inner resin layer of the hard laminate film 83 are heat-sealed. Thereby, the battery pack 90 is produced.

<効果>
第5の実施の形態では、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
In the fifth embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

6.第6の実施の形態
第6の実施の形態では、第1の実施の形態にかかるセパレータを用いた非水電解質電池が備えられた電池パックについて説明する。
6). Sixth Embodiment In a sixth embodiment, a battery pack provided with a nonaqueous electrolyte battery using the separator according to the first embodiment will be described.

図14は、本技術の非水電解質電池を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池301、外装、充電制御スイッチ302aと、放電制御スイッチ303aとを備えるスイッチ部304、電流検出抵抗307、温度検出素子308、制御部310を備えている。   FIG. 14 is a block diagram showing a circuit configuration example when the nonaqueous electrolyte battery of the present technology is applied to a battery pack. The battery pack includes a switch unit 304 including an assembled battery 301, an exterior, a charge control switch 302a, and a discharge control switch 303a, a current detection resistor 307, a temperature detection element 308, and a control unit 310.

また、電池パックは、正極端子321および負極端子322を備え、充電時には正極端子321および負極端子322がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子321および負極端子322がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。   In addition, the battery pack includes a positive electrode terminal 321 and a negative electrode terminal 322. During charging, the positive electrode terminal 321 and the negative electrode terminal 322 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger, respectively, and charging is performed. Further, when the electronic device is used, the positive electrode terminal 321 and the negative electrode terminal 322 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electronic device, respectively, and discharge is performed.

組電池301は、複数の非水電解質電池301aを直列および/または並列に接続してなる。この非水電解質電池301aは本技術の非水電解質電池である。なお、図14では、6つの非水電解質電池301aが、2並列3直列(2P3S)に接続された場合が例として示されているが、その他、n並列m直列(n,mは整数)のように、どのような接続方法でもよい。   The assembled battery 301 is formed by connecting a plurality of nonaqueous electrolyte batteries 301a in series and / or in parallel. This nonaqueous electrolyte battery 301a is a nonaqueous electrolyte battery of the present technology. In addition, in FIG. 14, although the case where the six nonaqueous electrolyte batteries 301a are connected to 2 parallel 3 series (2P3S) is shown as an example, in addition, n parallel m series (n and m are integers). As such, any connection method may be used.

スイッチ部304は、充電制御スイッチ302aおよびダイオード302b、ならびに放電制御スイッチ303aおよびダイオード303bを備え、制御部310によって制御される。ダイオード302bは、正極端子321から組電池301の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子322から組電池301の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード303bは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。なお、例では+側にスイッチ部を設けているが、−側に設けてもよい。   The switch unit 304 includes a charge control switch 302a and a diode 302b, and a discharge control switch 303a and a diode 303b, and is controlled by the control unit 310. The diode 302b has a reverse polarity with respect to the charging current flowing from the positive terminal 321 in the direction of the assembled battery 301 and the forward polarity with respect to the discharging current flowing from the negative terminal 322 in the direction of the assembled battery 301. The diode 303b has a forward polarity with respect to the charging current and a reverse polarity with respect to the discharging current. In the example, the switch portion is provided on the + side, but may be provided on the − side.

充電制御スイッチ302aは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にOFFされて、組電池301の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチのOFF後は、ダイオード302bを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にOFFされて、組電池301の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部310によって制御される。   The charge control switch 302 a is turned off when the battery voltage becomes the overcharge detection voltage, and is controlled by the charge / discharge control unit so that the charge current does not flow in the current path of the assembled battery 301. After the charge control switch is turned off, only discharging is possible through the diode 302b. Further, it is turned off when a large current flows during charging, and is controlled by the control unit 310 so that the charging current flowing in the current path of the assembled battery 301 is cut off.

放電制御スイッチ303aは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にOFFされて、組電池301の電流経路に放電電流が流れないように制御部310によって制御される。放電制御スイッチ303aのOFF後は、ダイオード303bを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にOFFされて、組電池301の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部310によって制御される。   The discharge control switch 303a is turned off when the battery voltage becomes the overdischarge detection voltage, and is controlled by the control unit 310 so that the discharge current does not flow through the current path of the assembled battery 301. After the discharge control switch 303a is turned off, only charging is possible via the diode 303b. Further, it is turned off when a large current flows during discharging, and is controlled by the control unit 310 so as to cut off the discharging current flowing in the current path of the assembled battery 301.

温度検出素子308は例えばサーミスタであり、組電池301の近傍に設けられ、組電池301の温度を測定して測定温度を制御部310に供給する。電圧検出部311は、組電池301およびそれを構成する各非水電解質電池301aの電圧を測定し、この測定電圧をA/D変換して、制御部310に供給する。電流測定部313は、電流検出抵抗307を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部310に供給する。   The temperature detection element 308 is, for example, a thermistor, is provided in the vicinity of the assembled battery 301, measures the temperature of the assembled battery 301, and supplies the measured temperature to the control unit 310. The voltage detection unit 311 measures the voltage of the assembled battery 301 and each non-aqueous electrolyte battery 301 a that constitutes the same, performs A / D conversion on the measured voltage, and supplies the voltage to the control unit 310. The current measurement unit 313 measures the current using the current detection resistor 307 and supplies this measurement current to the control unit 310.

スイッチ制御部314は、電圧検出部311および電流測定部313から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部304の充電制御スイッチ302aおよび放電制御スイッチ303aを制御する。スイッチ制御部314は、非水電解質電池301aのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部304に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。   The switch control unit 314 controls the charge control switch 302a and the discharge control switch 303a of the switch unit 304 based on the voltage and current input from the voltage detection unit 311 and the current measurement unit 313. The switch control unit 314 sends a control signal to the switch unit 304 when any voltage of the nonaqueous electrolyte battery 301a becomes equal to or lower than the overcharge detection voltage or overdischarge detection voltage, or when a large current flows suddenly. To prevent overcharge, overdischarge and overcurrent charge / discharge.

ここで、例えば、非水電解質電池がリチウムイオン二次電池であり、負極活物質としてLi/Li+に対して0V近くでリチウム合金となる材料を用いた場合には、過充電検出電圧が例えば4.20V±0.05Vと定められ、過放電検出電圧が例えば2.4V±0.1Vと定められる。 Here, for example, when the non-aqueous electrolyte battery is a lithium ion secondary battery and a material that becomes a lithium alloy near 0 V with respect to Li / Li + is used as the negative electrode active material, the overcharge detection voltage is, for example, 4.20V ± 0.05V is determined, and the overdischarge detection voltage is determined to be, for example, 2.4V ± 0.1V.

充放電スイッチは、例えばMOSFET等の半導体スイッチを使用できる。この場合MOSFETの寄生ダイオードがダイオード302bおよび303bとして機能する。充放電スイッチとして、Pチャンネル型FETを使用した場合は、スイッチ制御部314は、充電制御スイッチ302aおよび放電制御スイッチ303aのそれぞれのゲートに対して、制御信号DOおよびCOをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ302aおよび放電制御スイッチ303aはPチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってONする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号COおよびDOをローレベルとし、充電制御スイッチ302aおよび放電制御スイッチ303aをON状態とする。   As the charge / discharge switch, for example, a semiconductor switch such as a MOSFET can be used. In this case, the parasitic diode of the MOSFET functions as the diodes 302b and 303b. When a P-channel FET is used as the charge / discharge switch, the switch control unit 314 supplies control signals DO and CO to the gates of the charge control switch 302a and the discharge control switch 303a, respectively. When the charge control switch 302a and the discharge control switch 303a are P-channel type, they are turned on by a gate potential that is lower than the source potential by a predetermined value or more. That is, in normal charging and discharging operations, the control signals CO and DO are set to the low level, and the charging control switch 302a and the discharging control switch 303a are turned on.

そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号COおよびDOをハイレベルとし、充電制御スイッチ302aおよび放電制御スイッチ303aをOFF状態とする。   For example, during overcharge or overdischarge, the control signals CO and DO are set to a high level, and the charge control switch 302a and the discharge control switch 303a are turned off.

メモリ317は、RAMやROMからなり例えば不揮発性メモリであるEPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)等からなる。メモリ317では、制御部310で演算された数値や 、製造工程の段階で測定された各非水電解質電池301aの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。 (また、非水電解質電池301aの満充電容量を記憶させておくことで、制御部310とともに例えば残容量を算出することができる。   The memory 317 includes a RAM and a ROM, and includes, for example, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) that is a nonvolatile memory. In the memory 317, the numerical value calculated by the control unit 310, the internal resistance value of the battery in the initial state of each nonaqueous electrolyte battery 301a measured in the manufacturing process, and the like are stored in advance, and can be appropriately rewritten. is there. (In addition, by storing the full charge capacity of the nonaqueous electrolyte battery 301a, for example, the remaining capacity can be calculated together with the control unit 310.

温度検出部318では、温度検出素子308を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。   The temperature detection unit 318 measures the temperature using the temperature detection element 308, performs charge / discharge control during abnormal heat generation, and performs correction in the calculation of the remaining capacity.

7.第7の実施の形態
第7の実施の形態では、第2〜第4の実施の形態にかかる非水電解質電池および第5および第6の実施の形態にかかる電池パックを搭載した電子機器、電動車両および蓄電装置等の機器について説明する。第2〜第5の実施の形態で説明した非水電解質電池および電池パックは、電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に電力を供給するために使用することができる。
7). Seventh Embodiment In the seventh embodiment, the non-aqueous electrolyte battery according to the second to fourth embodiments and the electronic apparatus equipped with the battery pack according to the fifth and sixth embodiments, electric Devices such as vehicles and power storage devices will be described. The nonaqueous electrolyte batteries and battery packs described in the second to fifth embodiments can be used to supply power to devices such as electronic devices, electric vehicles, and power storage devices.

電子機器として、例えばノート型パソコン、PDA(携帯情報端末)、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、 エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。   Examples of electronic devices include notebook computers, PDAs (personal digital assistants), mobile phones, cordless phones, video movies, digital still cameras, electronic books, electronic dictionaries, music players, radios, headphones, game consoles, navigation systems, Memory cards, pacemakers, hearing aids, power tools, electric shavers, refrigerators, air conditioners, TVs, stereos, water heaters, microwave ovens, dishwashers, washing machines, dryers, lighting equipment, toys, medical equipment, robots, road conditioners, traffic lights Etc.

また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車(ハイブリッド自動車を含む)等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。   Further, examples of the electric vehicle include a railway vehicle, a golf cart, an electric cart, an electric vehicle (including a hybrid vehicle), and the like, and these are used as a driving power source or an auxiliary power source.

蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。   Examples of the power storage device include a power storage power source for buildings such as houses or power generation facilities.

以下では、上述した適用例のうち、本技術の非水電解質電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。   Below, the specific example of the electrical storage system using the electrical storage apparatus to which the nonaqueous electrolyte battery of this technique is applied among the application examples mentioned above is demonstrated.

この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第1の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第2の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第3の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。   This power storage system has the following configuration, for example. The first power storage system is a power storage system in which a power storage device is charged by a power generation device that generates power from renewable energy. The second power storage system is a power storage system that includes a power storage device and supplies power to an electronic device connected to the power storage device. The third power storage system is an electronic device that receives power supply from the power storage device. These power storage systems are implemented as a system for efficiently supplying power in cooperation with an external power supply network.

さらに、第4の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第5の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第6の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。   Further, the fourth power storage system includes an electric vehicle having a conversion device that receives power supplied from the power storage device and converts the power into a driving force of the vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the power storage device. It is. The fifth power storage system is a power system that includes a power information transmission / reception unit that transmits / receives signals to / from other devices via a network, and performs charge / discharge control of the power storage device described above based on information received by the transmission / reception unit. . The sixth power storage system is a power system that receives power from the power storage device described above or supplies power from the power generation device or the power network to the power storage device. Hereinafter, the power storage system will be described.

(7−1)応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の非水電解質電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図15を参照して説明する。例えば住宅101用の蓄電システム100においては、火力発電102a、原子力発電102b、水力発電102c等の集中型電力系統102から電力網109、情報網112、スマートメータ107、パワーハブ108等を介し、電力が蓄電装置103に供給される。これと共に、家庭内発電装置104等の独立電源から電力が蓄電装置103に供給される。蓄電装置103に供給された電力が蓄電される。蓄電装置103を使用して、住宅101で使用する電力が給電される。住宅101に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
(7-1) Power Storage System in Residential House as Application Example An example in which a power storage device using a nonaqueous electrolyte battery of the present technology is applied to a power storage system for a house will be described with reference to FIG. For example, in the power storage system 100 for the house 101, electric power is stored from the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c through the power network 109, the information network 112, the smart meter 107, the power hub 108, and the like. Supplied to the device 103. At the same time, power is supplied to the power storage device 103 from an independent power source such as the home power generation device 104. The electric power supplied to the power storage device 103 is stored. Electric power used in the house 101 is fed using the power storage device 103. The same power storage system can be used not only for the house 101 but also for buildings.

住宅101には、家庭内発電装置104、電力消費装置105、蓄電装置103、各装置を制御する制御装置110、スマートメータ107、各種情報を取得するセンサ111が設けられている。各装置は、電力網109および情報網112によって接続されている。家庭内発電装置104として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置105および/または蓄電装置103に供給される。電力消費装置105は、冷蔵庫105a、空調装置105b、テレビジョン受信機105c、風呂105d等である。さらに、電力消費装置105には、電動車両106が含まれる。電動車両106は、電気自動車106a、ハイブリッドカー106b、電気バイク106cである。   The house 101 is provided with a home power generation device 104, a power consuming device 105, a power storage device 103, a control device 110 that controls each device, a smart meter 107, and a sensor 111 that acquires various types of information. Each device is connected by a power network 109 and an information network 112. A solar cell, a fuel cell, or the like is used as the home power generation device 104, and the generated power is supplied to the power consumption device 105 and / or the power storage device 103. The power consuming device 105 is a refrigerator 105a, an air conditioner 105b, a television receiver 105c, a bath 105d, and the like. Furthermore, the electric power consumption device 105 includes an electric vehicle 106. The electric vehicle 106 is an electric vehicle 106a, a hybrid car 106b, and an electric motorcycle 106c.

蓄電装置103に対して、本技術の非水電解質電池が適用される。本技術の非水電解質電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ107は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網109は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。   The nonaqueous electrolyte battery of the present technology is applied to the power storage device 103. The nonaqueous electrolyte battery of the present technology may be constituted by, for example, the above-described lithium ion secondary battery. The smart meter 107 has a function of measuring the usage amount of commercial power and transmitting the measured usage amount to an electric power company. The power network 109 may be one or a combination of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.

各種のセンサ111は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ111により取得された情報は、制御装置110に送信される。センサ111からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置105を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置110は、住宅101に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。   The various sensors 111 are, for example, human sensors, illuminance sensors, object detection sensors, power consumption sensors, vibration sensors, contact sensors, temperature sensors, infrared sensors, and the like. Information acquired by various sensors 111 is transmitted to the control device 110. Based on the information from the sensor 111, the weather condition, the human condition, etc. can be grasped, and the power consumption device 105 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Furthermore, the control device 110 can transmit information regarding the house 101 to an external power company or the like via the Internet.

パワーハブ108によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置110と接続される情報網112の通信方式としては、UART(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路)等の通信インターフェースを使う方法、Bluetooth、ZigBee、Wi−Fi等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Bluetooth方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ZigBeeは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4の物理層を使用するものである。IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network)またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。   The power hub 108 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion. The communication method of the information network 112 connected to the control device 110 includes a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transceiver), wireless communication such as Bluetooth, ZigBee, and Wi-Fi. There is a method of using a sensor network according to the standard. The Bluetooth method is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication. ZigBee uses the physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. IEEE 802.15.4 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.

制御装置110は、外部のサーバ113と接続されている。このサーバ113は、住宅101、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ113が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置(たとえばテレビジョン受信機)から送受信してもよいが、家庭外の装置(たとえば、携帯電話機等)から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。   The control device 110 is connected to an external server 113. The server 113 may be managed by any one of the house 101, the power company, and the service provider. The information transmitted and received by the server 113 is, for example, information related to power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transactions. These pieces of information may be transmitted / received from a power consuming device in the home (for example, a television receiver), but may be transmitted / received from a device outside the home (for example, a mobile phone). Such information may be displayed on a device having a display function, such as a television receiver, a mobile phone, or a PDA (Personal Digital Assistants).

各部を制御する制御装置110は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等で構成され、この例では、蓄電装置103に格納されている。制御装置110は、蓄電装置103、家庭内発電装置104、電力消費装置105、各種のセンサ111、サーバ113と情報網112により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。   The control device 110 that controls each unit includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is stored in the power storage device 103 in this example. The control device 110 is connected to the power storage device 103, the home power generation device 104, the power consumption device 105, the various sensors 111, the server 113 and the information network 112, and adjusts, for example, the amount of commercial power used and the amount of power generation. It has a function. In addition, you may provide the function etc. which carry out an electric power transaction in an electric power market.

以上のように、電力が火力102a、原子力102b、水力102c等の集中型電力系統102のみならず、家庭内発電装置104(太陽光発電、風力発電)の発電電力を蓄電装置103に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置104の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置103に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置103に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置103によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。   As described above, the electric power can be stored not only in the centralized power system 102 such as the thermal power 102a, the nuclear power 102b, and the hydropower 102c but also in the home power generation device 104 (solar power generation, wind power generation) in the power storage device 103. it can. Therefore, even if the generated power of the home power generation device 104 fluctuates, it is possible to perform control such that the amount of power to be sent to the outside is constant or discharge is performed as necessary. For example, the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 103, and midnight power with a low charge is stored in the power storage device 103 at night, and the power stored by the power storage device 103 is discharged during a high daytime charge. You can also use it.

なお、この例では、制御装置110が蓄電装置103内に格納される例を説明したが、スマートメータ107内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム100は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。   In this example, the example in which the control device 110 is stored in the power storage device 103 has been described. However, the control device 110 may be stored in the smart meter 107 or may be configured independently. Furthermore, the power storage system 100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.

(7−2)応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図16を参照して説明する。図16に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
(7-2) Power Storage System in Vehicle as Application Example An example in which the present technology is applied to a power storage system for a vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 16 schematically shows an example of the configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present technology is applied. A series hybrid system is a car that runs on an electric power driving force conversion device using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power once stored in a battery.

このハイブリッド車両200には、エンジン201、発電機202、電力駆動力変換装置203、駆動輪204a、駆動輪204b、車輪205a、車輪205b、バッテリー208、車両制御装置209、各種センサ210、充電口211が搭載されている。バッテリー208に対して、上述した本技術の非水電解質電池が適用される。   The hybrid vehicle 200 includes an engine 201, a generator 202, a power driving force conversion device 203, driving wheels 204a, driving wheels 204b, wheels 205a, wheels 205b, a battery 208, a vehicle control device 209, various sensors 210, and a charging port 211. Is installed. The nonaqueous electrolyte battery of the present technology described above is applied to the battery 208.

ハイブリッド車両200は、電力駆動力変換装置203を動力源として走行する。電力駆動力変換装置203の一例は、モータである。バッテリー208の電力によって電力駆動力変換装置203が作動し、この電力駆動力変換装置203の回転力が駆動輪204a、204bに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流(DC−AC)あるいは逆変換(AC−DC変換)を用いることによって、電力駆動力変換装置203が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ210は、車両制御装置209を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度(スロットル開度)を制御したりする。各種センサ210には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。   The hybrid vehicle 200 runs using the power driving force conversion device 203 as a power source. An example of the power driving force conversion device 203 is a motor. The electric power / driving force converter 203 is operated by the electric power of the battery 208, and the rotational force of the electric power / driving force converter 203 is transmitted to the driving wheels 204a and 204b. In addition, by using a direct current-alternating current (DC-AC) or reverse conversion (AC-DC conversion) where necessary, the power driving force conversion device 203 can be applied to either an AC motor or a DC motor. The various sensors 210 control the engine speed via the vehicle control device 209 and control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown). The various sensors 210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.

エンジン201の回転力は発電機202に伝えられ、その回転力によって発電機202により生成された電力をバッテリー208に蓄積することが可能である。   The rotational force of the engine 201 is transmitted to the generator 202, and the electric power generated by the generator 202 by the rotational force can be stored in the battery 208.

図示しない制動機構によりハイブリッド車両200が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置203に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置203により生成された回生電力がバッテリー208に蓄積される。   When the hybrid vehicle 200 decelerates by a braking mechanism (not shown), the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 203, and the regenerative electric power generated by the power driving force conversion device 203 by this rotational force is used as the battery 208. Accumulated in.

バッテリー208は、ハイブリッド車両200の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口211を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。   The battery 208 can be connected to a power source external to the hybrid vehicle 200 to receive power supply from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received power.

図示しないが、非水電解質電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行う情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。   Although not shown, an information processing apparatus that performs information processing related to vehicle control based on information related to the nonaqueous electrolyte battery may be provided. As such an information processing apparatus, for example, there is an information processing apparatus that displays a battery remaining amount based on information on the remaining amount of the battery.

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という3つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。   In addition, the above demonstrated as an example the series hybrid vehicle which drive | works with a motor using the electric power generated with the generator driven by an engine, or the electric power once stored in the battery. However, the present technology is also effective for a parallel hybrid vehicle in which the engine and motor outputs are both driving sources, and the system is switched between the three modes of driving with only the engine, driving with the motor, and engine and motor. Applicable. Furthermore, the present technology can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.

以下、実施例により本技術を詳細に説明する。なお、本技術は、下記の実施例の構成に限定されるものではない。   Hereinafter, the present technology will be described in detail by way of examples. In addition, this technique is not limited to the structure of the following Example.

<実施例1−1>〜<実施例1−48>及び<比較例1−1>〜<比較例1−16>
下記の実施例1−1〜実施例1−48及び比較例1−1〜比較例1−16では、熱吸収層の単位面積あたり熱容量と、単位体積あたり熱容量とを調整したセパレータを用いて、本技術の効果を確認した。
<Example 1-1> to <Example 1-48> and <Comparative Example 1-1> to <Comparative Example 1-16>
In the following Example 1-1 to Example 1-48 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-16, using a separator in which the heat capacity per unit area of the heat absorption layer and the heat capacity per unit volume were adjusted, The effect of this technology was confirmed.

<実施例1−1>
[正極の作製]
正極活物質であるコバルト酸リチウム(LiCoO2)91質量%と、導電材であるカーボンブラック6質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を分散媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを厚さ12μmの帯状アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した正極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。最後に、正極端子を正極集電体露出部に取り付け、正極を形成した。
<Example 1-1>
[Production of positive electrode]
A mixture of positive electrode active material lithium cobaltate (LiCoO 2 ) 91% by mass, conductive material carbon black 6% by mass, and binder polyvinylidene fluoride (PVdF) 3% by mass. The positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium to obtain a positive electrode mixture slurry. This positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 12 μm so that a part of the positive electrode current collector was exposed. Thereafter, the dispersion medium of the applied positive electrode mixture slurry was evaporated and dried, and compression-molded with a roll press to form a positive electrode active material layer. Finally, the positive electrode terminal was attached to the exposed portion of the positive electrode current collector to form the positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質であるシリコン(Si)粒子85質量%と、導電材であるカーボンブラック
10質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を分散媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて負極合剤スラリーとした。この負極合剤スラリーを厚さ15μmの帯状銅箔からなる負極集電体の両面に、負極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した負極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、負極活物質層を形成した。最後に、負極端子を正極集電体露出部に取り付け、負極を形成した。
[Production of negative electrode]
A negative electrode mixture is prepared by mixing 85% by mass of silicon (Si) particles as a negative electrode active material, 10% by mass of carbon black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. Then, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium to obtain a negative electrode mixture slurry. This negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm so that a part of the negative electrode current collector was exposed. Then, the dispersion medium of the apply | coated negative mix slurry was evaporated and dried, and the negative electrode active material layer was formed by compression molding with a roll press. Finally, the negative electrode terminal was attached to the exposed portion of the positive electrode current collector to form a negative electrode.

[セパレータの作製]
基材として厚さ9μm、空孔率35%のポリエチレン(PE)製微多孔性フィルムを用いた。この基材の両面に、下記の様にして熱吸収層を形成した。まず、吸熱粒子である平均粒径0.3μmのアルミナ(Al23、比熱0.8J/gK)と、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを質量比で9:1となるように混合し、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて樹脂溶液を作製した。続いて、この樹脂溶液を、基材の両面に同じ厚みかつ均一に塗布した後、樹脂溶液が塗布された基材を超音波により水を振動させた水浴に浸漬して相分離させ、樹脂溶液中のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を除去した。
[Preparation of separator]
A polyethylene (PE) microporous film having a thickness of 9 μm and a porosity of 35% was used as the substrate. A heat absorption layer was formed on both sides of the substrate as follows. First, the mass ratio of alumina (Al 2 O 3 , specific heat 0.8 J / gK) having an average particle diameter of 0.3 μm as endothermic particles and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a resin material is 9: 1. And dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a resin solution. Subsequently, after applying this resin solution to both sides of the substrate with the same thickness and uniformity, the substrate coated with the resin solution is immersed in a water bath in which water is vibrated by ultrasonic waves to cause phase separation, and the resin solution N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in it was removed.

その後、樹脂溶液が塗布された基材を乾燥機中にくぐらせることにより、水と残留NMPを除去し、基材と、樹脂材料およびアルミナからなる熱吸収層とが積層されたセパレータを作製した。   Thereafter, the base material coated with the resin solution was passed through a dryer to remove water and residual NMP, and a separator in which the base material, a heat absorption layer made of a resin material and alumina were laminated was produced. .

この際、単位面積あたりのアルミナ量を、樹脂溶液の塗布厚みによって調節した。具体的には、単位面積あたりのアルミナ量が基材の表裏合わせて0.00075g/cm2となるように厚み調整をおこない、熱吸収層の単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2(0.00075[g/cm2]×0.8[J/gK])となるようにした。 At this time, the amount of alumina per unit area was adjusted by the coating thickness of the resin solution. Specifically, the thickness is adjusted so that the amount of alumina per unit area is 0.00075 g / cm 2 by combining the front and back of the base material, and the total heat capacity per unit area of the heat absorption layer is 0.0006 J / Kcm. 2 (0.00075 [g / cm 2 ] × 0.8 [J / gK]).

また、単位体積あたりのアルミナの充填量は、熱吸収層の相分離時に加える超音波のエネルギーと、樹脂溶液の固形分比率によって調整した。具体的には、単位体積あたりのアルミナ量が基材の表裏合わせて0.5g/cm3となるように、基材両面の熱吸収層の総厚を15μm(0.00075[g/cm2]÷0.5[g/cm3])に調整し、熱吸収層の単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3(0.5[g/cm3]×0.8[J/gK])となるようにした。これにより、単位面積あたりの熱容量が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量が0.4J/Kcm3の熱吸収層を備えるセパレータを得た。 Moreover, the filling amount of alumina per unit volume was adjusted by the ultrasonic energy applied during the phase separation of the heat absorption layer and the solid content ratio of the resin solution. Specifically, the total thickness of the heat absorption layers on both sides of the substrate is 15 μm (0.00075 [g / cm 2) so that the amount of alumina per unit volume is 0.5 g / cm 3 on both sides of the substrate. ] ÷ 0.5 [g / cm 3 ]), and the total heat capacity per unit volume of the heat absorption layer is 0.4 J / Kcm 3 (0.5 [g / cm 3 ] × 0.8 [J / GK]). Thereby, a separator provided with a heat absorption layer having a heat capacity per unit area of 0.0006 J / Kcm 2 and a heat capacity per unit volume of 0.4 J / Kcm 3 was obtained.

超音波での振動を加えた後の熱吸収層は、樹脂溶液塗布時の厚みよりも厚みが大きくなる。超音波のエネルギーを調整することにより、完成後の熱吸収層の厚みを調整し、単位面積あたりの熱容量を一定としたまま、単位体積あたりの熱容量を調整することができる。   The thickness of the heat absorption layer after applying ultrasonic vibration becomes larger than the thickness when the resin solution is applied. By adjusting the energy of the ultrasonic wave, the heat capacity per unit volume can be adjusted while adjusting the thickness of the heat absorption layer after completion and keeping the heat capacity per unit area constant.

[非水電解液の調整]
炭酸エチレン(EC)と炭酸ビニレン(VC)と炭酸ジエチル(DEC)とを、質量比30:10:60で混合した非水溶媒に対して、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1mol/dm3の濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。
[Adjustment of non-aqueous electrolyte]
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt with respect to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), vinylene carbonate (VC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed at a mass ratio of 30:10:60 Was dissolved at a concentration of 1 mol / dm 3 to prepare a non-aqueous electrolyte.

[円筒型電池の組み立て]
正極および負極と、熱吸着層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。次に、正極端子を電池蓋と接合された安全弁に接合すると共に、負極リードを負極缶に接続した。巻回電極体を一対の絶縁板で挟んで電池缶の内部に収納した後、巻回電極体の中心にセンターピンを挿入した。
[Assembly of cylindrical battery]
A positive electrode, a negative electrode, and a separator having a heat-adsorbing layer formed on both sides are laminated in the order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator, and are wound many times in the longitudinal direction, and then the winding end portion is fixed with an adhesive tape. Thus, a wound electrode body was formed. Next, the positive electrode terminal was bonded to the safety valve bonded to the battery lid, and the negative electrode lead was connected to the negative electrode can. After the wound electrode body was sandwiched between a pair of insulating plates and housed inside the battery can, a center pin was inserted into the center of the wound electrode body.

続いて、円筒型の電池缶の内部に絶縁板の上から非水電解液を注液した。最後に、電池缶の開放部に、安全弁、ディスクホルダ、遮断ディスクからなる安全弁機構、PTC素子ならびに電池蓋を、絶縁封口ガスケットを介してかしめることにより密閉した。これにより、電池形状が直径18mm、高さ65mm(ICR18650サイズ)、電池容量が3500mAhである、図4に示す円筒型電池を作製した。   Subsequently, a non-aqueous electrolyte was injected into the cylindrical battery can from above the insulating plate. Finally, a safety valve mechanism including a safety valve, a disk holder, and a shut-off disk, a PTC element, and a battery lid were sealed in the open portion of the battery can by caulking through an insulating sealing gasket. Thereby, a cylindrical battery shown in FIG. 4 having a diameter of 18 mm, a height of 65 mm (ICR18650 size), and a battery capacity of 3500 mAh was produced.

<実施例1−2>〜<実施例1−7>
セパレータの熱吸収層形成時において、超音波の強さを調整することにより、熱吸収層の厚みを調整して、熱吸収層の単位体積あたりの熱容量が表1に示す値となるようにした。これにより、単位面積あたりの熱容量が0.0006J/Kcm2であり、単位体積あたりの熱容量がそれぞれ0.2J/Kcm3、0.3J/Kcm3、1.0J/Kcm3、1.2J/Kcm3および1.3J/Kcm3である熱吸収層を備える実施例1−2〜実施例1−7のセパレータをそれぞれ作製した。このセパレータをそれぞれ用いて、実施例1−2〜実施例1−7の円筒型電池を作製した。
<Example 1-2> to <Example 1-7>
At the time of forming the heat absorption layer of the separator, the thickness of the heat absorption layer was adjusted by adjusting the intensity of the ultrasonic wave so that the heat capacity per unit volume of the heat absorption layer became the value shown in Table 1. . Thus, the thermal capacity per unit area is 0.0006J / Kcm 2, the thermal capacity per unit volume, respectively 0.2J / Kcm 3, 0.3J / Kcm 3, 1.0J / Kcm 3, 1.2J / kcm 3 and 1.3 J / kcm 3 and is heat absorption layer separator of example 1-2 to example 1-7 comprises a were produced. Cylindrical batteries of Example 1-2 to Example 1-7 were produced using each of these separators.

<実施例1−8>〜<実施例1−12>
基材に対する樹脂溶液塗布時において、樹脂溶液の塗布厚みによって熱吸収層の単位面積あたりの熱容量を調節した。具体的には、熱吸収層の単位面積あたりの熱容量がそれぞれ0.0002J/Kcm2、0.0003J/Kcm2、0.0010J/Kcm2、0.0013J/Kcm2、0.0015J/Kcm2となるようにした。続いて、セパレータの熱吸収層形成時において、超音波のエネルギーを調整することにより、熱吸収層の厚みをそれぞれ調整して、熱吸収層の単位体積あたりの熱容量が0.4J/Kcm3となるようにし、実施例1−8〜実施例1−12のセパレータをそれぞれ作製した。このセパレータをそれぞれ用いて、実施例1−8〜実施例1−12の円筒型電池を作製した。
<Example 1-8> to <Example 1-12>
When the resin solution was applied to the substrate, the heat capacity per unit area of the heat absorption layer was adjusted according to the thickness of the resin solution applied. Specifically, heat capacity, respectively 0.0002J / Kcm 2 per unit area of the heat-absorbing layer, 0.0003J / Kcm 2, 0.0010J / Kcm 2, 0.0013J / Kcm 2, 0.0015J / Kcm 2 It was made to become. Subsequently, when forming the heat absorption layer of the separator, the thickness of the heat absorption layer is adjusted by adjusting the energy of the ultrasonic wave, and the heat capacity per unit volume of the heat absorption layer is 0.4 J / Kcm 3 . Thus, separators of Example 1-8 to Example 1-12 were produced. Cylindrical batteries of Examples 1-8 to 1-12 were produced using each of these separators.

<実施例1−13>〜<実施例1−24>
負極活物質層形成時に、負極活物質としてシリコン粉末の代わりに炭素スズ複合材料を用いた。炭素スズ複合材料としては、スズ(Sn)とコバルト(Co)と炭素(C)とを構成元素として含み、組成がスズの含有量が22質量%、コバルトの含有量が55質量%、炭素の含有量が23質量%、スズおよびコバルトの合計に対するスズの割合(Co/(Sn+Co))が71.4質量%であるSnCoC含有材料を用いた。
<Example 1-13> to <Example 1-24>
When forming the negative electrode active material layer, a carbon tin composite material was used as the negative electrode active material instead of the silicon powder. The carbon-tin composite material contains tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C) as constituent elements, and the composition is tin content of 22% by mass, cobalt content of 55% by mass, carbon An SnCoC-containing material having a content of 23% by mass and a ratio of tin to the total of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) of 71.4% by mass was used.

負極活物質としてSnCoC含有材料粉末80質量%と、導電剤として黒鉛12質量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)8質量%とを混合して負極合剤とした。続いて、N−メチル−2−ピロリドンに負極合剤を分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを用いた以外は実施例1−1〜実施例1−12と同様にして実施例1−13〜実施例1−24の円筒型電池をそれぞれ作製した。   80% by mass of SnCoC-containing material powder as a negative electrode active material, 12% by mass of graphite as a conductive agent, and 8% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed to obtain a negative electrode mixture. Subsequently, the negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. Cylindrical batteries of Example 1-13 to Example 1-24 were produced in the same manner as in Example 1-1 to Example 1-12, except that this negative electrode mixture slurry was used.

<実施例1−25>〜<実施例1−36>
負極活物質層形成時に、負極活物質としてシリコン粉末の代わりにチタン酸リチウム(Li4Ti512)を用いた。負極活物質としてチタン酸リチウム(Li4Ti512)85質量%と、導電剤として黒鉛10質量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを混合して負極合剤とした。続いて、N−メチル−2−ピロリドンに負極合剤を分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを用いた以外は実施例1−1〜実施例1−12と同様にして実施例1−25〜実施例1−36の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Example 1-25> to <Example 1-36>
When forming the negative electrode active material layer, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) was used as the negative electrode active material instead of silicon powder. A negative electrode mixture prepared by mixing 85% by mass of lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) as a negative electrode active material, 10% by mass of graphite as a conductive agent, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. It was. Subsequently, the negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. Cylindrical batteries of Example 1-25 to Example 1-36 were produced in the same manner as in Example 1-1 to Example 1-12, except that this negative electrode mixture slurry was used.

<実施例1−37>〜<実施例1−48>
負極活物質層形成時に、負極活物質としてシリコン粉末の代わりに黒鉛を用いた。負極活物質として平均粒径20μmの粒状黒鉛粉末96質量%と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体1.5質量%と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース1.5質量%とを混合して負極合剤とし、さらに適量の水を加えて攪拌することにより、負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを用いた以外は実施例1−1〜実施例1−12と同様にして実施例1−13〜実施例1−24の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Example 1-37> to <Example 1-48>
At the time of forming the negative electrode active material layer, graphite was used as the negative electrode active material instead of silicon powder. 96% by mass of granular graphite powder having an average particle size of 20 μm as the negative electrode active material, 1.5% by mass of acrylic acid-modified product of styrene-butadiene copolymer as the binder, and 1.5% by mass of carboxymethyl cellulose as the thickener Were mixed to make a negative electrode mixture, and an appropriate amount of water was added and stirred to prepare a negative electrode mixture slurry. Cylindrical batteries of Example 1-13 to Example 1-24 were produced in the same manner as in Example 1-1 to Example 1-12, except that this negative electrode mixture slurry was used.

<比較例1−1>
厚さ23μmのポリエチレン製微多孔性フィルムをセパレータとして用いた以外は実施例1−1と同様にして比較例1−1の円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 1-1>
A cylindrical battery of Comparative Example 1-1 was produced in the same manner as in Example 1-1 except that a polyethylene microporous film having a thickness of 23 μm was used as a separator.

<比較例1−2>
セパレータの熱吸収層の単位面積あたりの熱容量が0.0001J/Kcm2となるように樹脂溶液の塗布量を調整したセパレータを用いた以外は実施例1−1と同様にして比較例1−2の円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 1-2>
Comparative Example 1-2 was carried out in the same manner as Example 1-1, except that a separator in which the coating amount of the resin solution was adjusted so that the heat capacity per unit area of the heat absorption layer of the separator was 0.0001 J / Kcm 2 was used. A cylindrical battery was prepared.

<比較例1−3>
相分離時に浴槽に超音波を加えずに熱吸収層を形成したセパレータを用いた以外は実施例1−1と同様にして比較例1−3の円筒型電池を作製した。比較例1−3では、熱吸収層形成時に超音波を加えなかったため、単位体積あたりの熱容量が小さくならず、単位体積あたりの熱容量が2.0J/Kcm3となった。
<Comparative Example 1-3>
A cylindrical battery of Comparative Example 1-3 was produced in the same manner as Example 1-1, except that a separator having a heat absorption layer formed without applying ultrasonic waves to the bathtub during phase separation was used. In Comparative Example 1-3, since no ultrasonic wave was applied when forming the heat absorption layer, the heat capacity per unit volume was not reduced, and the heat capacity per unit volume was 2.0 J / Kcm 3 .

<比較例1−4>
セパレータの熱吸収層の単位面積あたりの熱容量が0.0001J/Kcm2となるように樹脂溶液の塗布量を調整するとともに、相分離時に浴槽に超音波を加えずに熱吸収層を形成したセパレータを用いた以外は実施例1−1と同様にして比較例1−4の円筒型電池を作製した。比較例1−4では、熱吸収層形成時に超音波を加えなかったため、単位体積あたりの熱容量が小さくならず、単位体積あたりの熱容量が2.0J/Kcm3となった。
<Comparative Example 1-4>
A separator in which the amount of the resin solution applied is adjusted so that the heat capacity per unit area of the heat absorption layer of the separator is 0.0001 J / Kcm 2, and the heat absorption layer is formed without applying ultrasonic waves to the bath during phase separation. A cylindrical battery of Comparative Example 1-4 was produced in the same manner as Example 1-1 except that was used. In Comparative Example 1-4, since no ultrasonic wave was applied when forming the heat absorption layer, the heat capacity per unit volume was not reduced, and the heat capacity per unit volume was 2.0 J / Kcm 3 .

<比較例1−5>
負極活物質として炭素スズ複合材料を用い、負極合剤スラリーを実施例1−13と同様の構成とした以外は、比較例1−1と同様にして比較例1−1の円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 1-5>
A cylindrical battery of Comparative Example 1-1 was produced in the same manner as Comparative Example 1-1 except that a carbon-tin composite material was used as the negative electrode active material and the negative electrode mixture slurry was configured in the same manner as in Example 1-13. did.

<比較例1−6>〜<比較例1−8>
負極活物質として炭素スズ複合材料を用い、負極合剤スラリーを実施例1−13と同様の構成とした以外は、比較例1−2〜比較例1−4と同様にして比較例1−6〜比較例1−8の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Comparative Example 1-6> to <Comparative Example 1-8>
Comparative Example 1-6 was performed in the same manner as Comparative Example 1-2 to Comparative Example 1-4, except that a carbon-tin composite material was used as the negative electrode active material, and the negative electrode mixture slurry was configured in the same manner as in Example 1-13. -Cylindrical batteries of Comparative Examples 1-8 were produced.

<比較例1−9>
負極活物質としてチタン酸リチウム(Li4Ti512)を用い、負極合剤スラリーを実施例1−25と同様の構成とした以外は、比較例1−1と同様にして比較例1−1の円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 1-9>
Comparative Example 1 was the same as Comparative Example 1-1 except that lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) was used as the negative electrode active material, and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as Example 1-25. 1 cylindrical battery was produced.

<比較例1−10>〜<比較例1−12>
負極活物質としてチタン酸リチウム(Li4Ti512)を用い、負極合剤スラリーを実施例1−25と同様の構成とした以外は、比較例1−2〜比較例1−4と同様にして比較例1−10〜比較例1−12の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Comparative Example 1-10> to <Comparative Example 1-12>
Comparative Example 1-2 to Comparative Example 1-4, except that lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) was used as the negative electrode active material, and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as Example 1-25. Thus, cylindrical batteries of Comparative Example 1-10 and Comparative Example 1-12 were produced.

<比較例1−13>
負極活物質として黒鉛を用い、負極合剤スラリーを実施例1−37と同様の構成とした以外は、比較例1−1と同様にして比較例1−1の円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 1-13>
A cylindrical battery of Comparative Example 1-1 was produced in the same manner as Comparative Example 1-1 except that graphite was used as the negative electrode active material and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as in Example 1-37.

<比較例1−14>〜<比較例1−16>
負極活物質として黒鉛を用い、負極合剤スラリーを実施例1−37と同様の構成とした以外は、比較例1−2〜比較例1−4と同様にして比較例1−14〜比較例1−16の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Comparative Example 1-14> to <Comparative Example 1-16>
Comparative Example 1-14 to Comparative Example in the same manner as Comparative Example 1-2 to Comparative Example 1-4, except that graphite was used as the negative electrode active material, and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as Example 1-37. 1-16 cylindrical batteries were produced.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の円筒型電池について、電池外部にて正極および負極を電気的に短絡させ、円筒型電池の発熱温度の測定およびガス噴出の有無の確認を行った。
短絡時において、円筒型電池の発熱温度が100℃以下である場合は安全状態であると判断した。この場合、セパレータのシャットダウンや、円筒型電池がもつ安全弁機構の作用、電池内部での断線等により、電池は100℃以下の発熱を伴うものの、その後は電池が使用できない状態となって電池の温度が低下し、それ以上の危険性は生じない。なお、電池の最高温度が80℃以下であれば、安全弁機構が作用するものの、セパレータのシャットダウンや電池内部での断線が生じないため、電池温度が低下した際には安全弁機構が通常時の状態に回復し、電池が引き続き使用可能であるためより好ましい。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced cylindrical battery of each Example and each comparative example, the positive electrode and the negative electrode were electrically short-circuited outside the battery, and the exothermic temperature of the cylindrical battery was measured and the presence or absence of gas ejection was confirmed.
At the time of a short circuit, when the exothermic temperature of the cylindrical battery was 100 ° C. or less, it was judged to be in a safe state. In this case, due to the shutdown of the separator, the action of the safety valve mechanism of the cylindrical battery, the disconnection inside the battery, etc., the battery is heated up to 100 ° C. Will be reduced and no further danger will occur. If the maximum battery temperature is 80 ° C or less, the safety valve mechanism will work, but the separator will not shut down or the battery will not break, so the safety valve mechanism will remain in its normal state when the battery temperature drops. It is more preferable because the battery can be used continuously.

また、電池からガスが噴出した場合には、危険状態であると判断した。セパレータのシャットダウン、安全弁機構の作用および電池内部での断線等が生じても、正極が著しい過熱状態になった場合には正極が熱分解反応をおこし、電池内部からガスが噴出してしまう。   Moreover, when gas spouted from the battery, it was judged to be in a dangerous state. Even if the shutdown of the separator, the action of the safety valve mechanism, the disconnection inside the battery, or the like occurs, if the positive electrode is remarkably overheated, the positive electrode undergoes a thermal decomposition reaction, and gas is ejected from the inside of the battery.

以下の表1および表2に、評価結果を示す。   Tables 1 and 2 below show the evaluation results.

表1および表2から分かるように、セパレータの熱吸収層の単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm2以下である実施例1−1〜実施例1−12では、短絡試験において電池が安全状態であることが確認された。 As can be seen from Table 1 and Table 2, the heat capacity per unit area of the heat absorption layer of the separator is 0.0002 J / Kcm 2 or more and the heat capacity per unit volume is 1.5 J / Kcm 2 or less. In 1-1 to Example 1-12, it was confirmed that the battery was in a safe state in the short-circuit test.

一方、セパレータの熱吸収層の単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2未満の比較例1−2、単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3を超える比較例1−3および単位面積あたりの熱容量および単位体積あたりの熱容量が上記範囲を外れる比較例1−4では、短絡試験において電池が危険状態となることが分かった。 On the other hand, Comparative Examples 1-3 and unit area capacity per unit area of the heat absorbing layer of the separator is 0.0002J / Kcm 2 less than Comparative Example 1-2, the thermal capacity per unit volume is greater than 1.5 J / Kcm 3 In Comparative Example 1-4 in which the heat capacity per unit and the heat capacity per unit volume deviate from the above range, it was found that the battery was in a dangerous state in the short circuit test.

<実施例2−1>〜<実施例2−70>および<比較例2−1>
実施例2−1〜実施例2−70および比較例2−1では、セパレータの熱吸収層を構成する吸熱粒子と樹脂材料とを代えて本技術の効果を確認した。
<Example 2-1> to <Example 2-70> and <Comparative Example 2-1>
In Example 2-1 to Example 2-70 and Comparative Example 2-1, the effect of the present technology was confirmed by replacing the endothermic particles and the resin material constituting the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−1>
実施例1−1と同様にして、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルム上に、吸熱粒子としてアルミナ(Al23、比熱0.8J/gK)を、樹脂材料としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用い、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を有するセパレータを用い、負極活物質としてシリコン(Si)粉末を用いた円筒型電池を作製した。
<Example 2-1>
In the same manner as in Example 1-1, alumina (Al 2 O 3 , specific heat 0.8 J / gK) as endothermic particles and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a resin material on a polyethylene microporous film having a thickness of 9 μm. ), The total thickness of heat capacity per unit area is 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume is 0.4 J / Kcm 3. And a cylindrical battery using a silicon (Si) powder as a negative electrode active material.

<実施例2−2>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりにポリイミドを用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-2>
A cylindrical battery was produced in the same manner as in Example 2-1, except that polyimide was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−3>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりに全芳香族ポリアミド(アラミド)を用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-3>
A cylindrical battery was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that wholly aromatic polyamide (aramid) was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−4>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりにポリアクリロニトリルを用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-4>
A cylindrical battery was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that polyacrylonitrile was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−5>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりにポリビニルアルコールを用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-5>
A cylindrical battery was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that polyvinyl alcohol was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−6>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりにポリエーテルを用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-6>
A cylindrical battery was produced in the same manner as in Example 2-1, except that polyether was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−7>
セパレータの熱吸収層に用いる樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンの代わりにアクリル酸樹脂を用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-7>
A cylindrical battery was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that an acrylic resin was used instead of polyvinylidene fluoride as the resin material used for the heat absorption layer of the separator.

<実施例2−8>〜<実施例2−14>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにジルコニア(ZrO2、比熱0.7J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。なお、ジルコニアとアルミナとは比熱が異なり、ジルコニアの比熱はアルミナの比熱よりも小さい。このため、単位面積あたりの熱容量の総和を0.0006J/Kcm2とするために、単位面積あたりのジルコニア量を実施例2−1〜実施例2−7の単位面積あたりのアルミナ量よりも多くすることにより調整した。
<Example 2-8> to <Example 2-14>
Cylindrical cylinders similar to Example 2-1 to Example 2-7, respectively, except that zirconia (ZrO 2 , specific heat 0.7 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. A type battery was produced. Note that zirconia and alumina have different specific heats, and the specific heat of zirconia is smaller than that of alumina. For this reason, in order to set the total heat capacity per unit area to 0.0006 J / Kcm 2 , the amount of zirconia per unit area is larger than the amount of alumina per unit area of Example 2-1 to Example 2-7. It adjusted by doing.

具体的には、単位面積あたりのジルコニア量を0.00086g/cm2とすることにより、熱吸収層の単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2(0.00086[g/cm2]×0.7[J/gK])となるようにした。以下、同様にして吸熱粒子の塗布量を調整して熱吸収層の単位面積あたりの熱容量を一定とした。 Specifically, by zirconia per unit area and 0.00086g / cm 2, the sum of the thermal capacity per unit area of the heat absorption layer 0.0006J / Kcm 2 (0.00086 [g / cm 2 ] × 0.7 [J / gK]). In the same manner, the heat capacity per unit area of the heat absorption layer was made constant by adjusting the coating amount of the endothermic particles in the same manner.

<実施例2−15>〜<実施例2−21>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにイットリア(Y23、比熱0.5J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-15> to <Example 2-21>
Except that yttria (Y 2 O 3 , specific heat 0.5 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator, the same as Example 2-1 to Example 2-7, respectively. Thus, a cylindrical battery was produced.

<実施例2−22>〜<実施例2−28>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにチタン酸バリウム(BaTiO3、比熱0.8J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-22> to <Example 2-28>
As Example 2-1 to Example 2-7, except that barium titanate (BaTiO 3 , specific heat 0.8 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. Thus, a cylindrical battery was produced.

<実施例2−29>〜<実施例2−35>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにチタン酸ストロンチウム(SrTiO3、比熱0.8J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-29> to <Example 2-35>
Except that strontium titanate (SrTiO 3 , specific heat 0.8 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator, the same as Example 2-1 to Example 2-7, respectively. Thus, a cylindrical battery was produced.

<実施例2−36>〜<実施例2−42>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにシリカ(SiO2、比熱0.8J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-36> to <Example 2-42>
Cylindrical cylinders similar to Example 2-1 to Example 2-7, respectively, except that silica (SiO 2 , specific heat 0.8 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. A type battery was produced.

<実施例2−43>〜<実施例2−49>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにゼオライト(Na12[(AlO212(SiO212]・27H2O、比熱1.0J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-43> to <Example 2-49>
Implemented except that zeolite (Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] · 27H 2 O, specific heat 1.0 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. Cylindrical batteries were produced in the same manner as in Example 2-1 to Example 2-7.

<実施例2−50>〜<実施例2−56>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりに硫酸バリウム(BaSO4、比熱0.9J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-50> to <Example 2-56>
As Example 2-1 to Example 2-7, except that barium sulfate (BaSO 4 , specific heat 0.9 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. A cylindrical battery was produced.

<実施例2−57>〜<実施例2−63>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにチタニア(TiO2、比熱0.8J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-57> to <Example 2-63>
Cylindrical cylinders similar to Example 2-1 to Example 2-7, respectively, except that titania (TiO 2 , specific heat 0.8 J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. A type battery was produced.

<実施例2−64>〜<実施例2−70>
セパレータの熱吸収層に用いる吸熱粒子として、アルミナの代わりにマグネシア(MgO、比熱1.0J/gK)を用いた以外は、実施例2−1〜実施例2−7とそれぞれ同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 2-64> to <Example 2-70>
Cylindrical type as in Example 2-1 to Example 2-7, except that magnesia (MgO, specific heat 1.0J / gK) was used instead of alumina as the endothermic particles used in the heat absorption layer of the separator. A battery was produced.

<比較例2−1>
厚さ23μmのポリエチレン製微多孔性フィルムをセパレータとして用いた以外は実施例2−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Comparative Example 2-1>
A cylindrical battery was produced in the same manner as in Example 2-1, except that a polyethylene microporous film having a thickness of 23 μm was used as a separator.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の円筒型電池について、実施例1−1と同様にして短絡試験を行った。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced cylindrical battery of each Example and each comparative example, the short circuit test was done like Example 1-1.

以下の表3および表4に、評価結果を示す。   Tables 3 and 4 below show the evaluation results.

表3および表4から分かるように、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した熱吸収層を有するセパレータを用いた各実施例の円筒型電池では、短絡試験における発熱温度が80℃以下と低く、安全性が高かった。一方、上述の様な熱吸収層を有しないセパレータでは、短絡試験において円筒型電池が危険状態となった。 As can be seen from Tables 3 and 4, the heat absorption layer was prepared so that the total heat capacity per unit area was 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume was 0.4 J / Kcm 3. In the cylindrical battery of each Example using a separator, the heat generation temperature in the short circuit test was as low as 80 ° C. or less, and the safety was high. On the other hand, in the separator having no heat absorption layer as described above, the cylindrical battery was in a dangerous state in the short circuit test.

<実施例3−1>〜<実施例3−70>および<比較例3−1>
負極活物質としてシリコンの代わりに実施例1−13と同様の炭素スズ複合材料を用いた以外は実施例2−1〜実施例2−70および比較例2−1と同様にして、実施例3−1〜実施例3−70および比較例3−1の円筒型電池をそれぞれ作製した。なお、負極活物質層を形成する負極合剤スラリーは、実施例1−13と同様の組成とした。
<Example 3-1> to <Example 3-70> and <Comparative Example 3-1>
Example 3 was carried out in the same manner as Example 2-1 to Example 2-70 and Comparative Example 2-1, except that the same carbon-tin composite material as in Example 1-13 was used instead of silicon as the negative electrode active material. The cylindrical batteries of -1 to Example 3-70 and Comparative Example 3-1 were produced. Note that the negative electrode mixture slurry for forming the negative electrode active material layer had the same composition as in Example 1-13.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の円筒型電池について、実施例1−1と同様にして短絡試験を行った。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced cylindrical battery of each Example and each comparative example, the short circuit test was done like Example 1-1.

以下の表5および表6に、評価結果を示す。   Tables 5 and 6 below show the evaluation results.

表5および表6から分かるように、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した熱吸収層を有するセパレータを用いた各実施例の円筒型電池では、負極活物質として炭素スズ複合材料を用いた場合であっても、短絡試験における発熱温度が80℃未満と低く、安全性が高かった。一方、上述の様な熱吸収層を有しないセパレータでは、短絡試験において円筒型電池が危険状態となった。 As can be seen from Tables 5 and 6, the heat absorption layer was prepared so that the total heat capacity per unit area was 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume was 0.4 J / Kcm 3. In the cylindrical battery of each example using a separator, even when a carbon tin composite material was used as the negative electrode active material, the heat generation temperature in the short-circuit test was as low as less than 80 ° C. and the safety was high. On the other hand, in the separator having no heat absorption layer as described above, the cylindrical battery was in a dangerous state in the short circuit test.

<実施例4−1>〜<実施例4−70>および<比較例4−1>
負極活物質としてシリコンの代わりに実施例1−25と同様のチタン酸リチウムを用いた以外は実施例2−1〜実施例2−70および比較例2−1と同様にして、実施例4−1〜実施例4−70および比較例4−1の円筒型電池をそれぞれ作製した。なお、負極活物質層を形成する負極合剤スラリーは、実施例1−25と同様の組成とした。
<Example 4-1> to <Example 4-70> and <Comparative Example 4-1>
In the same manner as in Example 2-1 to Example 2-70 and Comparative Example 2-1, except that lithium titanate similar to that in Example 1-25 was used instead of silicon as the negative electrode active material, Example 4- 1 to 4-cylindrical batteries of Example 4-70 and Comparative Example 4-1. The negative electrode mixture slurry forming the negative electrode active material layer had the same composition as in Example 1-25.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の円筒型電池について、実施例1−1と同様にして短絡試験を行った。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced cylindrical battery of each Example and each comparative example, the short circuit test was done like Example 1-1.

以下の表7および表8に、評価結果を示す。   Tables 7 and 8 below show the evaluation results.

表7および表8から分かるように、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した熱吸収層を有するセパレータを用いた各実施例の円筒型電池では、負極活物質としてチタン酸リチウムを用いた場合であっても、短絡試験における発熱温度が80℃未満と低く、安全性が高かった。一方、上述の様な熱吸収層を有しないセパレータでは、短絡試験において円筒型電池が危険状態となった。 As can be seen from Tables 7 and 8, the heat absorption layer was prepared so that the total heat capacity per unit area was 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume was 0.4 J / Kcm 3. In the cylindrical battery of each example using a separator, even when lithium titanate was used as the negative electrode active material, the heat generation temperature in the short-circuit test was as low as less than 80 ° C. and the safety was high. On the other hand, in the separator having no heat absorption layer as described above, the cylindrical battery was in a dangerous state in the short circuit test.

<実施例5−1>〜<実施例5−70>および<比較例5−1>
負極活物質としてシリコンの代わりに実施例1−25と同様の黒鉛を用いた以外は実施例2−1〜実施例2−70および比較例2−1と同様にして、実施例5−1〜実施例5−70および比較例5−1の円筒型電池をそれぞれ作製した。なお、負極活物質層を形成する負極合剤スラリーは、実施例1−25と同様の組成とした。
<Example 5-1> to <Example 5-70> and <Comparative Example 5-1>
In the same manner as in Example 2-1 to Example 2-70 and Comparative Example 2-1, except that the same graphite as in Example 1-25 was used instead of silicon as the negative electrode active material, Example 5-1 Cylindrical batteries of Example 5-70 and Comparative Example 5-1 were produced. The negative electrode mixture slurry forming the negative electrode active material layer had the same composition as in Example 1-25.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の円筒型電池について、実施例1−1と同様にして短絡試験を行った。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced cylindrical battery of each Example and each comparative example, the short circuit test was done like Example 1-1.

以下の表9および表10に、評価結果を示す。   Table 9 and Table 10 below show the evaluation results.

表9および表10から分かるように、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した熱吸収層を有するセパレータを用いた各実施例の円筒型電池では、負極活物質として黒鉛を用いた場合であっても、短絡試験における発熱温度が80℃未満と低く、安全性が高かった。一方、上述の様な熱吸収層を有しないセパレータでは、短絡試験において円筒型電池が危険状態となった。 As can be seen from Table 9 and Table 10, the heat absorption layer was prepared so that the total heat capacity per unit area was 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume was 0.4 J / Kcm 3. In the cylindrical battery of each example using a separator, even when graphite was used as the negative electrode active material, the heat generation temperature in the short-circuit test was as low as less than 80 ° C. and safety was high. On the other hand, in the separator having no heat absorption layer as described above, the cylindrical battery was in a dangerous state in the short circuit test.

<実施例6−1>〜<実施例6−60>
実施例6−1〜実施例6−60では、電池構成、負極活物質、セパレータの熱吸収層の位置を変えて電池を作製し、本技術の効果を確認した。
<Example 6-1> to <Example 6-60>
In Example 6-1 to Example 6-60, batteries were produced by changing the battery configuration, the negative electrode active material, and the position of the heat absorption layer of the separator, and the effects of the present technology were confirmed.

<実施例6−1>
実施例1−1と同様の円筒型電池を作製し、実施例6−1の円筒型電池とした。すなわち、電池構成は電池外装が円筒型外装缶、負極活物質はシリコンとした。また、セパレータは、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの両面に、吸熱粒子であるアルミナと、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとからなる片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を設けた構成とした。
<Example 6-1>
A cylindrical battery similar to that of Example 1-1 was produced, and the cylindrical battery of Example 6-1 was obtained. That is, the battery configuration was a cylindrical outer can for the battery outer and silicon for the negative electrode active material. The separator has a heat of 7.5 μm (both sides: 15 μm) on one side made of alumina, which is an endothermic particle, and polyvinylidene fluoride, which is a resin material, on both sides of a 9 μm thick polyethylene microporous film. It was set as the structure which provided the absorption layer.

<実施例6−2>
厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの正極側面(電池作製時において正極と対向する面)のみに、片面厚さ15μmの熱吸収層を設けたセパレータを用いた以外は実施例6−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 6-2>
Example 6-1 except that a separator provided with a heat absorption layer with a thickness of 15 μm on one side was used only on the positive electrode side surface of the polyethylene microporous film with a thickness of 9 μm (the surface facing the positive electrode during battery production). Similarly, a cylindrical battery was produced.

<実施例6−3>
厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの負極側面(電池作製時において負極と対向する面)のみに、片面厚さ15μmの熱吸収層を設けたセパレータを用いた以外は実施例6−1と同様にして円筒型電池を作製した。
<Example 6-3>
Example 6-1 except that a separator provided with a heat absorption layer having a thickness of 15 μm on one side was used only on the negative electrode side surface (the surface facing the negative electrode when the battery was produced) of a polyethylene microporous film having a thickness of 9 μm. Similarly, a cylindrical battery was produced.

<実施例6−4>〜<実施例6−6>
負極活物質として炭素スズ複合材料を用い、負極合剤スラリーを実施例1−13と同様の構成とした以外は、実施例6−1〜実施例6−3と同様にして実施例6−4〜実施例6−6の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-4> to <Example 6-6>
Example 6-4 was carried out in the same manner as in Example 6-1 to Example 6-3 except that a carbon-tin composite material was used as the negative electrode active material and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as in Example 1-13. -Cylindrical batteries of Examples 6-6 were respectively produced.

<実施例6−7>〜<実施例6−9>
負極活物質としてチタン酸リチウムを用い、負極合剤スラリーを実施例1−25と同様の構成とした以外は、実施例6−1〜実施例6−3と同様にして実施例6−7〜実施例6−9の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-7> to <Example 6-9>
Example 6-7 to Example 6-7 except that lithium titanate was used as the negative electrode active material and the negative electrode mixture slurry had the same configuration as that of Example 1-25. Cylindrical batteries of Examples 6-9 were produced.

<実施例6−10>〜<実施例6−12>
負極活物質として黒鉛を用い、負極合剤スラリーを実施例1−37と同様の構成とした以外は、実施例6−1〜実施例6−3と同様にして実施例6−10〜実施例6−12の円筒型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-10> to <Example 6-12>
Examples 6-10 to Examples similar to Example 6-1 to Example 6-3, except that graphite is used as the negative electrode active material and the negative electrode mixture slurry has the same configuration as that of Example 1-37. 6-12 cylindrical batteries were produced.

<実施例6−13>
正極、負極、セパレータおよび非水電解液のそれぞれの構成が実施例6−1と同様である角型電池を作製した。すなわち、電池構成は電池外装が角型外装缶、負極活物質はシリコンとした。また、セパレータは、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの両面に、吸熱粒子であるアルミナと、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとからなる片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を設けた構成とした。以下、角型電池の組み立て方法を説明する。
<Example 6-13>
A prismatic battery in which the respective configurations of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolytic solution were the same as in Example 6-1 was produced. That is, the battery configuration was such that the battery outer case was a square outer can and the negative electrode active material was silicon. The separator has a heat of 7.5 μm (both sides: 15 μm) on one side made of alumina, which is an endothermic particle, and polyvinylidene fluoride, which is a resin material, on both sides of a 9 μm thick polyethylene microporous film. It was set as the structure which provided the absorption layer. Hereinafter, a method for assembling the prismatic battery will be described.

[角型電池の組み立て]
正極および負極と、熱吸着層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。次に、図 に示すように、巻回電極体を角型の電池缶に収容した。続いて、電池蓋に設けられた電極ピンと、巻回電極体から導出された正極端子とを接続した後、電池缶を電池蓋にて封口し、電解液注入口から非水電解液を注入して封止部材にて封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ5.2mm、幅34mm、高さ36mm(523436サイズ)、電池容量が1000mAhである、図6に示す角型電池を作製した。
[Assembly of square battery]
A positive electrode, a negative electrode, and a separator with a heat-adsorbing layer formed on both sides are laminated in the order of the positive electrode, separator, negative electrode, and separator, wound in a flat shape many times in the longitudinal direction, and then the end of winding is adhered. A wound electrode body was formed by fixing with a tape. Next, as shown in the figure, the wound electrode body was accommodated in a rectangular battery can. Subsequently, after connecting the electrode pin provided on the battery lid and the positive electrode terminal derived from the wound electrode body, the battery can is sealed with the battery lid, and the nonaqueous electrolyte is injected from the electrolyte inlet. And sealed with a sealing member. Thus, a prismatic battery shown in FIG. 6 having a battery shape of 5.2 mm in thickness, 34 mm in width, 36 mm in height (523436 size), and a battery capacity of 1000 mAh was produced.

<実施例6−14>〜<実施例6−24>
電池構成を実施例6−13と同様の角型電池とした以外は、実施例6−2〜実施例6−12と同様にして実施例6−14〜実施例6−24の角型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-14> to <Example 6-24>
The prismatic batteries of Examples 6-14 to 6-24 were made in the same manner as in Examples 6-2 to 6-12, except that the battery configuration was the same as that of Example 6-13. Each was produced.

<実施例6−25>
正極、負極、セパレータおよび非水電解液のそれぞれの構成が実施例6−1と同様であり、積層電極体とを軟質ラミネートフィルムで外装したラミネートフィルム型電池を作製した。すなわち、電池構成は電池外装がラミネートフィルム、電極体は積層型、負極活物質はシリコンとした。また、セパレータは、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの両面に、吸熱粒子であるアルミナと、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとからなる片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を設けた構成とした。以下、ラミネートフィルム型電池の組み立て方法を説明する。
<Example 6-25>
The respective configurations of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolytic solution were the same as those in Example 6-1, and a laminated film type battery in which the laminated electrode body was packaged with a soft laminated film was produced. That is, the battery configuration was a laminate film for the battery exterior, a laminated type for the electrode body, and silicon for the negative electrode active material. The separator has a heat of 7.5 μm (both sides: 15 μm) on one side made of alumina, which is an endothermic particle, and polyvinylidene fluoride, which is a resin material, on both sides of a 9 μm thick polyethylene microporous film. It was set as the structure which provided the absorption layer. Hereinafter, a method for assembling the laminated film type battery will be described.

[ラミネートフィルム型電池の組み立て]
矩形状の正極および負極と、熱吸着層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層して積層電極体を形成した。次に、積層電極体を軟質アルミニウム層を有するラミネートフィルムで外装し、積層電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の二辺とを熱融着してラミネートフィルムを袋状とした。続いて、熱融着されていない開口部から非水電解液を注入した後、減圧下で熱融着されていない一辺を熱融着して封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ5.2mm、幅34mm、高さ36mm(523436サイズ)、電池容量が1000mAhである、図9に示すラミネートフィルム型電池を作製した。
[Assembly of laminated film type battery]
A rectangular positive electrode and a negative electrode and a separator having a heat adsorption layer formed on both surfaces were laminated in the order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator to form a laminated electrode body. Next, the laminated electrode body is covered with a laminate film having a soft aluminum layer, and the lead-out side of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal around the laminated electrode body and the other two sides are heat-sealed to form a laminate film into a bag shape did. Subsequently, after injecting a non-aqueous electrolyte from an opening that was not heat-sealed, one side that was not heat-sealed under reduced pressure was heat-sealed and sealed, and sealed. Thus, a laminated film type battery shown in FIG. 9 having a battery shape of 5.2 mm in thickness, 34 mm in width, 36 mm in height (523436 size), and a battery capacity of 1000 mAh was produced.

<実施例6−26>〜<実施例6−36>
電池構成を実施例6−25と同様のラミネートフィルム型電池とした以外は、実施例6−2〜実施例6−12と同様にして実施例6−26〜実施例6−26のラミネートフィルム型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-26> to <Example 6-36>
The laminate film type of Example 6-26 to Example 6-26 is the same as Example 6-2 to Example 6-12 except that the battery configuration is the same as the laminate film type battery as in Example 6-25. Each battery was produced.

<実施例6−37>
正極、負極、セパレータおよび非水電解液のそれぞれの構成が実施例6−1と同様であり、ゲル状の非水電解質と巻回電極体とを軟質ラミネートフィルムで外装したラミネートフィルム型電池を作製した。すなわち、電池構成は電池外装がラミネートフィルム、電極体は積層型、負極活物質はシリコンとした。また、セパレータは、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの両面に、吸熱粒子であるアルミナと、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとからなる片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を設けた構成とした。以下、ラミネートフィルム型電池の組み立て方法を説明する。
<Example 6-37>
The configuration of each of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte is the same as that of Example 6-1, and a laminate film type battery in which a gel-like non-aqueous electrolyte and a wound electrode body are packaged with a soft laminate film is produced. did. That is, the battery configuration was a laminate film for the battery exterior, a laminated type for the electrode body, and silicon for the negative electrode active material. The separator has a heat of 7.5 μm (both sides: 15 μm) on one side made of alumina, which is an endothermic particle, and polyvinylidene fluoride, which is a resin material, on both sides of a 9 μm thick polyethylene microporous film. It was set as the structure which provided the absorption layer. Hereinafter, a method for assembling the laminated film type battery will be described.

[ゲル電解質層の形成]
炭酸エチレン(EC)と炭酸プロピレン(PC)と炭酸ビニレン(VC)とを、質量比49:49:2で混合した非水溶媒に対して、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1mol/dm3の濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。続いて、非水電解液を保持する高分子化合物として、セパレータの熱吸収層を構成する樹脂材料と同様にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用い、非水電解液と、ポリフッ化ビニリデンと、可塑剤である炭酸ジメチル(DMC)とを混合してゾル状の前駆体溶液を調製した。続いて、正極および負極の両面に、前駆体溶液を塗布し、乾燥させて可塑剤を除去した。これにより、正極および負極の表面にゲル電解質層を形成した。
[Formation of gel electrolyte layer]
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt with respect to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and vinylene carbonate (VC) are mixed at a mass ratio of 49: 49: 2. Was dissolved at a concentration of 1 mol / dm 3 to prepare a non-aqueous electrolyte. Subsequently, polyvinylidene fluoride (PVdF) is used as the polymer compound that holds the non-aqueous electrolyte, similarly to the resin material constituting the heat absorption layer of the separator, and the non-aqueous electrolyte, polyvinylidene fluoride, and the plasticizer are used. A sol precursor solution was prepared by mixing with dimethyl carbonate (DMC). Subsequently, the precursor solution was applied to both surfaces of the positive electrode and the negative electrode and dried to remove the plasticizer. Thereby, a gel electrolyte layer was formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode.

[ラミネートフィルム型電池の組み立て]
ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、熱吸着層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
[Assembly of laminated film type battery]
A positive electrode and a negative electrode on which both sides of the gel electrolyte layer are formed and a separator on which the heat-adsorbing layer is formed on both sides are laminated in the order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator. Then, the wound electrode body was formed by fixing the winding end portion with an adhesive tape.

次に、巻回電極体を軟質アルミニウム層を有するラミネートフィルムで外装し、巻回電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の二辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ5.2mm、幅34mm、高さ36mm(523436サイズ)、電池容量が1000mAhである、図7に示すラミネートフィルム型電池を作製した。   Next, the wound electrode body is covered with a laminate film having a soft aluminum layer, and the lead-out side of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal around the wound electrode body and the other two sides are heat-sealed under reduced pressure and sealed. Stopped and sealed. As a result, a laminated film type battery shown in FIG. 7 having a battery shape of 5.2 mm in thickness, 34 mm in width, 36 mm in height (523436 size), and a battery capacity of 1000 mAh was produced.

<実施例6−38>〜<実施例6−48>
電池構成を実施例6−25と同様のラミネートフィルム型電池とした以外は、実施例6−2〜実施例6−12と同様にして実施例6−38〜実施例6−48のラミネートフィルム型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-38> to <Example 6-48>
The laminated film type of Examples 6-38 to 6-48 is the same as Example 6-2 to Example 6-12, except that the battery configuration is the same as the laminated film type battery as in Example 6-25. Each battery was produced.

<実施例6−49>
正極、負極、セパレータおよび非水電解液のそれぞれの構成が実施例6−1と同様であり、ゲル状の非水電解質と巻回電極体とを軟質ラミネートフィルムで外装したラミネートフィルム型電池を作製した。すなわち、電池構成は電池外装がラミネートフィルム、電極体は扁平巻回型、負極活物質はシリコンとした。また、セパレータは、厚さ9μmのポリエチレン製微多孔性フィルムの両面に、吸熱粒子であるアルミナと、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとからなる片面厚さ7.5μm(両面厚さ15μm)の熱吸収層を設けた構成とした。以下、ラミネートフィルム型電池の組み立て方法を説明する。
<Example 6-49>
The configuration of each of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte is the same as that of Example 6-1, and a laminate film type battery in which a gel-like non-aqueous electrolyte and a wound electrode body are packaged with a soft laminate film is produced. did. That is, the battery configuration was a laminate film for the battery exterior, a flat wound type for the electrode body, and silicon for the negative electrode active material. The separator has a heat of 7.5 μm (both sides: 15 μm) on one side made of alumina, which is an endothermic particle, and polyvinylidene fluoride, which is a resin material, on both sides of a 9 μm thick polyethylene microporous film. It was set as the structure which provided the absorption layer. Hereinafter, a method for assembling the laminated film type battery will be described.

[ラミネートフィルム型電池の組み立て]
正極および負極と、熱吸着層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。このとき、正極および負極の両面には、高分子材料に非水電解液を保持させることによってゲル状とされた非水電解質を塗布したものを用いた。
[Assembly of laminated film type battery]
A positive electrode, a negative electrode, and a separator with a heat-adsorbing layer formed on both sides are laminated in the order of the positive electrode, separator, negative electrode, and separator, wound in a flat shape many times in the longitudinal direction, and then the end of winding is adhered. A wound electrode body was formed by fixing with a tape. At this time, the both surfaces of the positive electrode and the negative electrode were coated with a nonaqueous electrolyte formed into a gel by holding a nonaqueous electrolyte in a polymer material.

次に、図11に示すように、巻回電極体を軟質アルミニウム層を有する軟質ラミネートフィルムと、硬質アルミニウム層を有する硬質ラミネートフィルムとで外装し、巻回電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の三辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。この後、硬質ラミネートフィルムの両端を、硬質ラミネートフィルムの短辺同士が当接するようにして断面楕円形状に成型し、硬質ラミネートフィルムと、軟質ラミネートフィルムとの対向部分を貼着して電池セルとした。続いて、正極と接続された正極リードと、負極と接続された負極リードとを回路基板に接続し、回路基板をトップカバーに収容した。最後に、トップカバーとボトムカバーとをそれぞれ電池セルに挿入・接着し、電池形状が厚さ5.2mm、幅34mm、高さ36mm(523436サイズ)、電池容量が1000mAhである、図10に示すラミネートフィルム型電池を作製した。   Next, as shown in FIG. 11, the wound electrode body is covered with a soft laminate film having a soft aluminum layer and a hard laminate film having a hard aluminum layer, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal around the wound electrode body are covered. The lead-out side and the other three sides were heat-sealed under reduced pressure and sealed and sealed. After that, both ends of the hard laminate film are molded into an elliptical cross section so that the short sides of the hard laminate film are in contact with each other, and the opposing portions of the hard laminate film and the soft laminate film are attached to the battery cell. did. Subsequently, the positive electrode lead connected to the positive electrode and the negative electrode lead connected to the negative electrode were connected to the circuit board, and the circuit board was accommodated in the top cover. Finally, the top cover and the bottom cover are respectively inserted and adhered to the battery cell, and the battery shape is 5.2 mm thick, 34 mm wide, 36 mm high (523436 size), and the battery capacity is 1000 mAh, as shown in FIG. A laminate film type battery was produced.

<実施例6−50>〜<実施例6−60>
電池構成を実施例6−25と同様のラミネートフィルム型電池とした以外は、実施例6−2〜実施例6−12と同様にして実施例6−50〜実施例6−60のラミネートフィルム型電池をそれぞれ作製した。
<Example 6-50> to <Example 6-60>
The laminated film type of Example 6-50 to Example 6-60 is the same as Example 6-2 to Example 6-12, except that the battery configuration is the same as the laminated film type battery as in Example 6-25. Each battery was produced.

[電池の評価:短絡試験]
作製した各実施例および各比較例の電池について、実施例1−1と同様にして短絡試験を行った。
[Battery evaluation: Short circuit test]
About the produced battery of each Example and each comparative example, the short circuit test was done like Example 1-1.

以下の表11および表12に、評価結果を示す。   The evaluation results are shown in Table 11 and Table 12 below.

表11および表12から分かるように、単位面積あたりの熱容量の総和が0.0006J/Kcm2、単位体積あたりの熱容量の総和が0.4J/Kcm3となるように作製した熱吸収層を有するセパレータを用いた場合、電池構成にかかわらず、短絡試験における発熱温度が80℃未満と低く、安全性が高かった。 As can be seen from Tables 11 and 12, the heat absorption layer was prepared so that the total heat capacity per unit area was 0.0006 J / Kcm 2 and the total heat capacity per unit volume was 0.4 J / Kcm 3. When the separator was used, the heat generation temperature in the short-circuit test was as low as less than 80 ° C. and the safety was high regardless of the battery configuration.

特に、実施例6−1〜実施例6−3から、基材の両面に熱吸収層を設けたセパレータを用いた電池が最も安全性が高く、基材の一方の面に熱吸収層を設ける場合には、基材の正極側面に熱吸収層を設けるよりも、基材の負極側面に熱吸収層を設けた方がより効果的であることが分かった。   In particular, from Example 6-1 to Example 6-3, the battery using the separator provided with the heat absorption layer on both surfaces of the base material has the highest safety, and the heat absorption layer is provided on one surface of the base material. In this case, it was found that it is more effective to provide the heat absorption layer on the negative electrode side surface of the substrate than to provide the heat absorption layer on the positive electrode side surface of the substrate.

以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、基材の厚みおよび各材料の組成は、正極および負極の構成に合わせて設定すればよい。また、非水電解質電池は一次電池であってもよい。   As mentioned above, although this technique was demonstrated by each embodiment and an Example, this technique is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this technique. For example, what is necessary is just to set the thickness of a base material, and the composition of each material according to the structure of a positive electrode and a negative electrode. The nonaqueous electrolyte battery may be a primary battery.

また、各実施の形態では、基材表面に熱吸収層を設けたセパレータを用いることを特徴としているが、熱吸収層は基材と正極および負極の少なくとも一方との境界に存在すればよい。このため、セパレータは従来の構成とし、正極表面もしくは負極表面の少なくとも一方に熱吸収層を形成してもよい。この場合、正極表面および負極表面に、無機粒子と樹脂材料とを溶解した樹脂溶液を面積あたりの熱容量が本技術の範囲となるように調整して所定量塗布するとともに、体積あたりの熱容量が本技術の範囲となるように超音波のエネルギーを調整する等して、熱吸収層を形成すればよい。   In each embodiment, a separator provided with a heat absorption layer on the surface of the substrate is used. However, the heat absorption layer may be present at the boundary between the substrate and at least one of the positive electrode and the negative electrode. For this reason, the separator may have a conventional configuration, and a heat absorption layer may be formed on at least one of the positive electrode surface or the negative electrode surface. In this case, a predetermined amount of a resin solution in which inorganic particles and a resin material are dissolved is applied to the positive electrode surface and the negative electrode surface so that the heat capacity per area is within the range of the present technology. The heat absorption layer may be formed by adjusting the energy of ultrasonic waves so as to be within the technical range.

なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。   In addition, this technique can also take the following structures.

[1]
多孔質膜からなる基材と、
上記基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
からなる非水電解質電池用セパレータ。
[2]
上記熱吸収層が、無機粒子と樹脂材料とを含有し、該無機粒子が該熱吸収層中に分散して存在する
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[3]
上記熱吸収層が、無機粒子と樹脂材料とを含有し、該無機粒子が三次元網目構造に形成された該樹脂材料に分散して担持される
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[4]
上記無機粒子の比熱が、0.5J/gK以上である
[1]または[2]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[5]
上記無機粒子が、少なくともアルミナ(Al23)を含む
[4]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[6]
上記樹脂材料の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が、180℃以上である
[1]〜[5]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[7]
上記樹脂材料がポリフッ化ビニリデンである
[6]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[8]
上記熱吸収層の空孔率が、上記基材の空孔率よりも大きく、かつ75%以下である
[1]〜[7]のいずれかに記載の非水電解質電池用セパレータ。
[9]
上記基材を構成する上記樹脂材料が、ポレオレフィン系樹脂を含む
[1]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[10]
上記基材の空孔率が、25%以上40%以下である
[1]に記載の非水電解質電池用セパレータ。
[11]
正極および負極がセパレータを介して対向する電極体と、
非水電解質と
を備え、
上記セパレータが、
多孔質膜からなる基材と、
上記基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
からなる
非水電解質電池。
[12]
上記負極に含まれる負極活物質が、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料からなる
[11]に記載の非水電解質電池。
[13]
正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、
非水電解質と
上記セパレータと、該セパレータを介して対向する上記正極および上記負極の少なくとも一方との間に、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
を備える非水電解質電池。
[14]
正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、
上記セパレータと、該セパレータを介して対向する上記正極および上記負極の少なくとも一方との間に設けられる、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である、樹脂材料を含む多孔質層に、非水電解液が保持されたゲル状の非水電解質と、
を備える非水電解質電池。
[15]
[11]または[13]に記載の非水電解質電池と、
上記非水電解質電池を制御する制御部と、
上記非水電解質電池を内包する外装を有する
電池パック。
[16]
[11]または[13]に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池から電力の供給を受ける
電子機器。
[17]
[11]または[13]に記載の非水電解質電池と、
上記非水電解質電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記非水電解質電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する
電動車両。
[18]
[11]または[13]に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
[19]
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記非水電解質電池の充放電制御を行う
[18]に記載の蓄電装置。
[20]
[11]または[13]に記載の非水電解質電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記非水電解質電池に電力が供給される
電力システム。
[1]
A substrate made of a porous membrane;
A porous heat absorption layer formed on at least one surface of the substrate, having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less. A separator for a non-aqueous electrolyte battery.
[2]
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the heat absorption layer contains inorganic particles and a resin material, and the inorganic particles are dispersed in the heat absorption layer.
[3]
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the heat absorption layer contains inorganic particles and a resin material, and the inorganic particles are dispersed and supported on the resin material formed in a three-dimensional network structure. .
[4]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to [1] or [2], wherein the specific heat of the inorganic particles is 0.5 J / gK or more.
[5]
The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to [4], wherein the inorganic particles contain at least alumina (Al 2 O 3 ).
[6]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to any one of [1] to [5], wherein at least one of a melting point and a glass transition temperature of the resin material is 180 ° C. or higher.
[7]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to [6], wherein the resin material is polyvinylidene fluoride.
[8]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to any one of [1] to [7], wherein the porosity of the heat absorption layer is larger than the porosity of the substrate and is 75% or less.
[9]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to [1], wherein the resin material constituting the substrate includes a polyolefin resin.
[10]
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to [1], wherein the porosity of the substrate is 25% or more and 40% or less.
[11]
An electrode body in which a positive electrode and a negative electrode face each other with a separator interposed therebetween;
With a non-aqueous electrolyte,
The separator is
A substrate made of a porous membrane;
A porous heat absorption layer formed on at least one surface of the substrate, having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less. A non-aqueous electrolyte battery consisting of
[12]
The nonaqueous electrolyte battery according to [11], wherein the negative electrode active material contained in the negative electrode is made of a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element.
[13]
An electrode body facing a positive electrode and a negative electrode through a separator made of a porous film;
Between the nonaqueous electrolyte, the separator, and at least one of the positive electrode and the negative electrode facing each other through the separator, the heat capacity per unit area is 0.0002 J / Kcm 2 or more, and the heat capacity per unit volume A non-aqueous electrolyte battery comprising a porous heat absorption layer having a JF of 1.5 J / Kcm 3 or less.
[14]
An electrode body facing a positive electrode and a negative electrode through a separator made of a porous film;
A heat capacity per unit area provided between the separator and at least one of the positive electrode and the negative electrode opposed via the separator is 0.0002 J / Kcm 2 or more, and a heat capacity per unit volume is 1 A gel-like non-aqueous electrolyte in which a non-aqueous electrolyte is held in a porous layer containing a resin material that is 0.5 J / Kcm 3 or less;
A non-aqueous electrolyte battery.
[15]
[11] or the nonaqueous electrolyte battery according to [13],
A control unit for controlling the non-aqueous electrolyte battery;
A battery pack having an exterior enclosing the non-aqueous electrolyte battery.
[16]
[11] having the nonaqueous electrolyte battery according to [13],
An electronic device that receives power from the nonaqueous electrolyte battery.
[17]
[11] or the nonaqueous electrolyte battery according to [13],
A conversion device that receives supply of electric power from the nonaqueous electrolyte battery and converts it into driving force of a vehicle;
An electric vehicle comprising: a control device that performs information processing relating to vehicle control based on information relating to the nonaqueous electrolyte battery.
[18]
[11] having the nonaqueous electrolyte battery according to [13],
A power storage device that supplies electric power to an electronic device connected to the non-aqueous electrolyte battery.
[19]
The power storage device according to [18], further including a power information control device that transmits and receives signals to and from other devices via a network, and performing charge / discharge control of the nonaqueous electrolyte battery based on information received by the power information control device.
[20]
[11] A power system that receives supply of power from the nonaqueous electrolyte battery according to [13], or that supplies power to the nonaqueous electrolyte battery from a power generation device or a power network.

11…電池缶、12a,12b…絶縁板、13…電池蓋、14…安全弁、14a…凸部、15…ディスクホルダ、16…遮断ディスク、16a…孔部、17…熱感抵抗素子、18…ガスケット、19…サブディスク、20…巻回電極体、21…正極、21A…正極集電体、21B…正極活物質層、22…負極、22A…負極集電体、22B…負極活物質層、23…セパレータ、24…センターピン、25…正極リード、26…負極リード、30…非水電解質電池、31…外装缶、32…電池蓋、33…電極ピン、34…絶縁体、35…貫通孔、36…内圧解放機構、36a…第1の開口溝、36b…第2の開口溝、37…電解液注入口、38…封止部材、40…巻回電極体、41…正極端子、50…巻回電極体、51…正極リード、52…負極リード、53…正極、53A…正極集電体、53B…正極活物質層、54…負極、54A…負極集電体、54B…負極活物質層、55…セパレータ、56…非水電解質、57…保護テープ、60…外装部材、61…密着フィルム、70…積層電極体、71…正極リード、72…負極リード、73…正極、74…負極、75…セパレータ、76…固定部材、80…セル、81…回路基板、82a…トップカバー、82b…ボトムカバー、83…硬質ラミネートフィルム、84…切り欠き部、85…軟質ラミネートフィルム、86…凹部、87…接着フィルム、90…電池パック、100…蓄電システム、101…住宅、102a…火力発電、102b…原子力発電、102c…水力発電、102…集中型電力系統、103…蓄電装置、104…家庭内発電装置、105…電力消費装置、105a…冷蔵庫、105b…空調装置、105c…テレビジョン受信機、105d…風呂、106…電動車両、106a…電気自動車、106b…ハイブリッドカー、106c…電気バイク、107…スマートメータ、108…パワーハブ、109…電力網、110…制御装置、111…センサ、112…情報網、113…サーバ、200…ハイブリッド車両、201…エンジン、202…発電機、203…電力駆動力変換装置、204a,204b…駆動輪、205a,205b…車輪、208…バッテリー、209…車両制御装置、210…各種センサ、211…充電口、301…組電池、301a…二次電池、302a…充電制御スイッチ、302b…ダイオード、303a…放電制御スイッチ、303b…ダイオード、304…スイッチ部、307…電流検出抵抗、308…温度検出素子、310…制御部、311…電圧検出部、313…電流測定部、314…スイッチ制御部、317…メモリ、318…温度検出部、321…正極端子、322…負極端子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12a, 12b ... Insulation board, 13 ... Battery cover, 14 ... Safety valve, 14a ... Convex part, 15 ... Disc holder, 16 ... Shut-off disc, 16a ... Hole part, 17 ... Heat sensitive resistance element, 18 ... Gasket, 19 ... sub disk, 20 ... wound electrode body, 21 ... positive electrode, 21A ... positive electrode current collector, 21B ... positive electrode active material layer, 22 ... negative electrode, 22A ... negative electrode current collector, 22B ... negative electrode active material layer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Separator, 24 ... Center pin, 25 ... Positive electrode lead, 26 ... Negative electrode lead, 30 ... Nonaqueous electrolyte battery, 31 ... Exterior can, 32 ... Battery cover, 33 ... Electrode pin, 34 ... Insulator, 35 ... Through-hole 36 ... Internal pressure release mechanism, 36a ... 1st opening groove, 36b ... 2nd opening groove, 37 ... Electrolyte injection port, 38 ... Sealing member, 40 ... Winding electrode body, 41 ... Positive electrode terminal, 50 ... Winding electrode body, 51 ... positive electrode lead, 52 ... negative Lead, 53 ... positive electrode, 53A ... positive electrode current collector, 53B ... positive electrode active material layer, 54 ... negative electrode, 54A ... negative electrode current collector, 54B ... negative electrode active material layer, 55 ... separator, 56 ... non-aqueous electrolyte, 57 ... Protective tape, 60 ... exterior member, 61 ... adhesion film, 70 ... laminated electrode body, 71 ... positive electrode lead, 72 ... negative electrode lead, 73 ... positive electrode, 74 ... negative electrode, 75 ... separator, 76 ... fixing member, 80 ... cell, DESCRIPTION OF SYMBOLS 81 ... Circuit board, 82a ... Top cover, 82b ... Bottom cover, 83 ... Hard laminate film, 84 ... Notch part, 85 ... Soft laminate film, 86 ... Recessed part, 87 ... Adhesive film, 90 ... Battery pack, 100 ... Electric storage System, 101 ... Housing, 102a ... Thermal power generation, 102b ... Nuclear power generation, 102c ... Hydroelectric power generation, 102 ... Centralized power system, 103 ... Power storage device, 104 Home power generation device, 105 ... Electric power consumption device, 105a ... Refrigerator, 105b ... Air conditioning device, 105c ... Television receiver, 105d ... Bath, 106 ... Electric vehicle, 106a ... Electric vehicle, 106b ... Hybrid car, 106c ... Electric motorcycle DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 ... Smart meter 108 ... Power hub 109 ... Power network 110 ... Control device 111 ... Sensor 112 ... Information network 113 ... Server 200 ... Hybrid vehicle 201 ... Engine 202 ... Generator 203 ... Power drive Force conversion device, 204a, 204b ... drive wheel, 205a, 205b ... wheel, 208 ... battery, 209 ... vehicle control device, 210 ... various sensors, 211 ... charging port, 301 ... assembled battery, 301a ... secondary battery, 302a ... Charge control switch, 302b ... Diode, 303a ... Discharge control switch 303b ... Diode, 304 ... Switch unit, 307 ... Current detection resistor, 308 ... Temperature detection element, 310 ... Control unit, 311 ... Voltage detection unit, 313 ... Current measurement unit, 314 ... Switch control unit, 317 ... Memory 318: Temperature detection unit, 321: Positive terminal, 322: Negative terminal

Claims (20)

多孔質膜からなる基材と、
上記基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
からなる非水電解質電池用セパレータ。
A substrate made of a porous membrane;
A porous heat absorption layer formed on at least one surface of the substrate, having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less. A separator for a non-aqueous electrolyte battery.
上記熱吸収層が、無機粒子と、樹脂材料とを含有し、該無機粒子が該熱吸収層中に分散して存在する
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the heat absorption layer contains inorganic particles and a resin material, and the inorganic particles are dispersed in the heat absorption layer.
上記熱吸収層が、無機粒子と、樹脂材料とを含有し、該無機粒子が三次元網目構造に形成された該樹脂材料に分散して担持される
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the heat absorption layer contains inorganic particles and a resin material, and the inorganic particles are dispersed and supported on the resin material formed in a three-dimensional network structure. Separator.
上記無機粒子の比熱が、0.5J/gK以上である
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein the specific heat of the inorganic particles is 0.5 J / gK or more.
上記無機粒子が、少なくともアルミナ(Al23)を含む
請求項4に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 4, wherein the inorganic particles include at least alumina (Al 2 O 3 ).
上記樹脂材料の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が、180℃以上である
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein at least one of the melting point and the glass transition temperature of the resin material is 180 ° C or higher.
上記樹脂材料がポリフッ化ビニリデンである
請求項6に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein the resin material is polyvinylidene fluoride.
上記熱吸収層の空孔率が、上記基材の空孔率よりも大きく、かつ95%以下である
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the porosity of the heat absorption layer is larger than the porosity of the substrate and is 95% or less.
上記基材を構成する上記樹脂材料が、ポレオレフィン系樹脂を含む
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for nonaqueous electrolyte batteries according to claim 1, wherein the resin material constituting the substrate includes a polyolefin resin.
上記基材の空孔率が、25%以上40%以下である
請求項1に記載の非水電解質電池用セパレータ。
The separator for a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the porosity of the substrate is 25% or more and 40% or less.
正極および負極がセパレータを介して対向する電極体と、
非水電解質と
を備え、
上記セパレータが、
多孔質膜からなる基材と、
上記基材の少なくとも一方の面に形成され、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
からなる
非水電解質電池。
An electrode body in which a positive electrode and a negative electrode face each other with a separator interposed therebetween;
With a non-aqueous electrolyte,
The separator is
A substrate made of a porous membrane;
A porous heat absorption layer formed on at least one surface of the substrate, having a heat capacity per unit area of 0.0002 J / Kcm 2 or more and a heat capacity per unit volume of 1.5 J / Kcm 3 or less. A non-aqueous electrolyte battery consisting of
上記負極に含まれる負極活物質が、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料からなる
請求項11に記載の非水電解質電池。
The nonaqueous electrolyte battery according to claim 11, wherein the negative electrode active material contained in the negative electrode is made of a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element.
正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、
非水電解質と、
上記セパレータと、該セパレータを介して対向する上記正極および上記負極の少なくとも一方との間に、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である多孔質の熱吸収層と
を備える非水電解質電池。
An electrode body facing a positive electrode and a negative electrode through a separator made of a porous film;
A non-aqueous electrolyte,
Between the separator and at least one of the positive electrode and the negative electrode facing each other through the separator, the heat capacity per unit area is 0.0002 J / Kcm 2 or more and the heat capacity per unit volume is 1.5 J. A non-aqueous electrolyte battery provided with a porous heat absorption layer of / Kcm 3 or less.
正極および負極が多孔質膜からなるセパレータを介して対向する電極体と、
上記セパレータと、該セパレータを介して対向する上記正極および上記負極の少なくとも一方との間に設けられる、単位面積あたりの熱容量が0.0002J/Kcm2以上であり、かつ単位体積あたりの熱容量が1.5J/Kcm3以下である、樹脂材料を含む多孔質層に、非水電解液が保持されたゲル状の非水電解質と、
を備える非水電解質電池。
An electrode body facing a positive electrode and a negative electrode through a separator made of a porous film;
A heat capacity per unit area provided between the separator and at least one of the positive electrode and the negative electrode opposed via the separator is 0.0002 J / Kcm 2 or more, and a heat capacity per unit volume is 1 A gel-like non-aqueous electrolyte in which a non-aqueous electrolyte is held in a porous layer containing a resin material that is 0.5 J / Kcm 3 or less;
A non-aqueous electrolyte battery.
請求項11に記載の非水電解質電池と、
上記非水電解質電池を制御する制御部と、
上記非水電解質電池を内包する外装を有する
電池パック。
The nonaqueous electrolyte battery according to claim 11,
A control unit for controlling the non-aqueous electrolyte battery;
A battery pack having an exterior enclosing the non-aqueous electrolyte battery.
請求項11に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池から電力の供給を受ける
電子機器。
A non-aqueous electrolyte battery according to claim 11,
An electronic device that receives power from the nonaqueous electrolyte battery.
請求項11に記載の非水電解質電池と、
上記非水電解質電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記非水電解質電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する
電動車両。
The nonaqueous electrolyte battery according to claim 11,
A conversion device that receives supply of electric power from the nonaqueous electrolyte battery and converts it into driving force of a vehicle;
An electric vehicle comprising: a control device that performs information processing relating to vehicle control based on information relating to the nonaqueous electrolyte battery.
請求項11に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
A non-aqueous electrolyte battery according to claim 11,
A power storage device that supplies electric power to an electronic device connected to the non-aqueous electrolyte battery.
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記非水電解質電池の充放電制御を行う
請求項18に記載の蓄電装置。
The power storage device according to claim 18, further comprising a power information control device that transmits and receives signals to and from other devices via a network, and performing charge / discharge control of the nonaqueous electrolyte battery based on information received by the power information control device.
請求項11に記載の非水電解質電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記非水電解質電池に電力が供給される
電力システム。
The electric power system which receives supply of electric power from the nonaqueous electrolyte battery of Claim 11, or supplies electric power to the said nonaqueous electrolyte battery from an electric power generating apparatus or an electric power network.
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