JP2015072758A - Electrode for lithium ion secondary battery, method for manufacturing the same, and lithium ion secondary battery - Google Patents

Electrode for lithium ion secondary battery, method for manufacturing the same, and lithium ion secondary battery Download PDF

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和也 松田
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邦彦 小山
阿部 敏浩
Toshihiro Abe
敏浩 阿部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery having high reliability, an electrode capable of constituting the lithium ion secondary battery, and a method for manufacturing the electrode.SOLUTION: An electrode of the present invention includes a body part and a small width part projecting from the body part in plan view and having a smaller width than the body part. An electrode mixture layer containing an active material is formed on one side or both sides of a collector, at the body part and a place including an interface between the small width part and the body part. A surface of the electrode mixture layer and a region from an end of a formation part of the electrode mixture layer to a length at least same with the thickness of the electrode mixture layer at the small width part are covered with a porous insulating layer, and the collector is exposed at at least a part of a place in the small width part, the place being not covered with the insulating layer. In a lithium ion secondary battery of the present invention, at least one of a positive electrode and a negative electrode is the electrode of the present invention.

Description

本発明は、高い信頼性を有するリチウムイオン二次電池と、前記リチウムイオン二次電池を構成可能な電極およびその製造方法とに関するものである。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery having high reliability, an electrode that can constitute the lithium ion secondary battery, and a method for manufacturing the electrode.

リチウムイオン二次電池の電極(正極および負極)には、集電体となる金属箔などの表面に、活物質を含む電極合剤層を形成したものが一般に使用されているが、こうした電極では、集電体の一部を、電極合剤層を形成せずに露出させ、電池内の端子と電気的接続を行うための集電タブとして利用する場合がある(特許文献1など)。   In general, electrodes (positive and negative electrodes) of a lithium ion secondary battery are formed by forming an electrode mixture layer containing an active material on the surface of a metal foil or the like as a current collector. In some cases, a part of the current collector is exposed without forming an electrode mixture layer and used as a current collecting tab for electrical connection with a terminal in the battery (eg, Patent Document 1).

特開2011−113827号公報JP 2011-1113827 A

前記のように、集電体の一部を露出させて集電タブとして利用するタイプの電極は、例えば、集電体となる金属箔の一部に電極合剤層を形成した後に、この電極合剤層の形成部と集電体の露出部とを含むように打ち抜く工程を経て製造されることがある。   As described above, an electrode of a type in which a part of a current collector is exposed and used as a current collecting tab is formed by, for example, forming an electrode mixture layer on a part of a metal foil serving as a current collector, and It may be manufactured through a process of punching out so as to include a mixture layer forming part and an exposed part of a current collector.

ところが、電極合剤層の形成部と集電体の露出部とで厚みが異なることから、集電体の露出部では打ち抜き時の応力がかかり難いため、特に、電極合剤層の形成部との境界部近傍の端部においてバリが生じやすい。このようなバリの残った電極を用いてリチウムイオン二次電池を構成すると、バリが対極と接触して耐電圧性能の低下を引き起こすなど、電池の信頼性低下の原因となる。   However, since the thickness is different between the electrode mixture layer forming portion and the exposed portion of the current collector, the exposed portion of the current collector is less likely to be stressed at the time of punching. Burr is likely to occur at the end near the boundary. When a lithium ion secondary battery is configured using such an electrode with burrs remaining, the burrs come into contact with the counter electrode and cause a decrease in the withstand voltage performance, which causes a decrease in battery reliability.

よって、製造工程で前記のようなバリの出やすい形態の電極を用いたリチウムイオン二次電池においては、バリによる問題を回避して、その信頼性を高める技術の開発が求められる。   Therefore, in a lithium ion secondary battery using an electrode having a form that tends to generate burrs as described above in the manufacturing process, development of a technique that avoids the problem caused by burrs and increases the reliability thereof is required.

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い信頼性を有するリチウムイオン二次電池と、前記リチウムイオン二次電池を構成可能な電極およびその製造方法とを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a lithium ion secondary battery having high reliability, an electrode that can constitute the lithium ion secondary battery, and a method for manufacturing the same. It is in.

前記目的を達成し得た本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い幅狭部とを有しており、前記本体部、および前記幅狭部の前記本体部との境界を含む箇所には、集電体の片面または両面に、活物質を含む電極合剤層が形成されており、前記電極合剤層の表面、および前記幅狭部の、前記電極合剤層の形成部の端部から少なくとも前記電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域は、多孔質の絶縁層で被覆されており、前記幅狭部のうち、前記絶縁層で被覆されていない箇所の少なくとも一部は、前記集電体が露出していることを特徴とするものである。   An electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention that has achieved the above object has a main body part and a narrow part that is narrower than the main body part and protrudes from the main body part in plan view. In addition, an electrode mixture layer containing an active material is formed on one side or both sides of a current collector at a position including the boundary between the main body portion and the narrow body portion with the main body portion. The surface of the agent layer and the region of the narrow portion from the end of the electrode mixture layer forming portion to at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer are covered with a porous insulating layer The current collector is exposed at least at a part of the narrow portion that is not covered with the insulating layer.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体の表面の一部に、活物質を含む電極合剤層を形成する工程と、前記電極合剤層の表面、および前記電極合剤層を形成していない集電体の露出部のうち、前記電極合剤層の形成部の端部から少なくとも前記電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域を、多孔質の絶縁層で被覆して電極用積層体とする工程と、前記電極用積層体を打ち抜く工程とを有する本発明のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法により製造することができる。   The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention includes a step of forming an electrode mixture layer containing an active material on a part of the surface of a current collector, the surface of the electrode mixture layer, and the electrode mixture layer Of the exposed portion of the current collector that is not formed, a region from the end of the electrode mixture layer forming portion to at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer is covered with a porous insulating layer. The electrode laminate and the step of punching out the electrode laminate according to the method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention.

また、本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有しており、前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方が、本発明のリチウムイオン二次電池用電極であることを特徴とするものである。   The lithium ion secondary battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention. It is characterized by being.

本発明によれば、高い信頼性を有するリチウムイオン二次電池と、前記リチウムイオン二次電池を構成可能な電極およびその製造方法とを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium ion secondary battery which has high reliability, the electrode which can comprise the said lithium ion secondary battery, and its manufacturing method can be provided.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極の一例を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically an example of the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention. 図1のA−A線断面の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the AA line cross section of FIG. 本発明のリチウムイオン二次電池の一例を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically an example of the lithium ion secondary battery of this invention. 図3のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3. 実施例1および比較例2のリチウムイオン二次電池の放電特性評価により得られた放電曲線である。3 is a discharge curve obtained by evaluating discharge characteristics of lithium ion secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 2. FIG.

図1に本発明のリチウムイオン二次電池用電極の一例を模式的に表す平面図を示し、図2には、図1のA−A線断面の要部拡大図を示す。   FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of an electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the cross section taken along the line AA of FIG.

リチウムイオン二次電池用電極10は、本体部10aと、平面視で、本体部10aから突出した、本体部10aよりも幅の狭い幅狭部10bとを有している。また、本体部10aと、幅狭部10bのうちの本体部10bとの境界を含む箇所には、集電体12の両面に、活物質を含む電極合剤層11が形成されている。   The electrode 10 for lithium ion secondary batteries has the main-body part 10a and the narrow part 10b narrower than the main-body part 10a which protruded from the main-body part 10a by planar view. Moreover, the electrode mixture layer 11 containing an active material is formed on both surfaces of the current collector 12 at locations including the boundary between the main body portion 10a and the main body portion 10b of the narrow width portion 10b.

また、幅狭部10bは、リチウムイオン二次電池内において、端子と電気的に接続するための集電タブとして利用されるものであるため、その少なくとも一部は集電体12が露出している。   In addition, the narrow portion 10b is used as a current collecting tab for electrical connection with a terminal in the lithium ion secondary battery, so that at least a part of the current collector 12 is exposed. Yes.

そして、電極合剤層11の表面と、幅狭部の、電極合剤層11の形成部の端部から少なくとも電極合剤層11の厚みと同じ長さまでの領域とは、多孔質の絶縁層13で被覆されている。すなわち、本体部10aにおいては、電極合剤層11の表面が絶縁層13で被覆されている。また、幅狭部10bにおいては、電極合剤層11が形成されている箇所と、その端部(図1における点線で示した部分)から、少なくとも電極合剤層11の厚みと同じ長さまでの領域(電極合剤層11の厚みをbとしたとき、図1および図2中aの長さがa≧bとなる箇所までの領域)が、多孔質の絶縁層13で被覆されている。   The surface of the electrode mixture layer 11 and the region of the narrow portion from the end of the formation portion of the electrode mixture layer 11 to at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer 11 are a porous insulating layer 13 is covered. That is, in the main body portion 10 a, the surface of the electrode mixture layer 11 is covered with the insulating layer 13. Moreover, in the narrow part 10b, from the location in which the electrode mixture layer 11 is formed and its end (the part indicated by the dotted line in FIG. 1), at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer 11 A region (a region up to a position where the length of a in FIG. 1 and FIG. 2 satisfies a ≧ b when the thickness of the electrode mixture layer 11 is b) is covered with the porous insulating layer 13.

絶縁層13は、電極合剤層の表面に存在していることで、通常のリチウムイオン二次電池に使用されているセパレータと同様に、対極(対極の電極合剤層)との間を仕切る隔離材として機能する。   Since the insulating layer 13 is present on the surface of the electrode mixture layer, it partitions the counter electrode (counter electrode mixture layer) in the same manner as a separator used in a normal lithium ion secondary battery. Functions as a separator.

通常のリチウムイオン二次電池では、セパレータには、その製法上の理由から熱収縮しやすい熱可塑性樹脂製の微多孔膜が使用されることが一般的であり、何らかのトラブルによって電池内温度が異常に上昇した場合には、セパレータが熱収縮して正極と負極とが直接接触する短絡が生じる虞がある。しかしながら、本発明のリチウムイオン二次電池用電極では、電極合剤層の表面が絶縁層で被覆されており、電極合剤層と絶縁層とが密着していることから、これを用いたリチウムイオン二次電池の内部が高温となり、通常のセパレータが熱収縮するような状況となっても、熱収縮し難い絶縁層によって、電極合剤層と対極の電極合剤層との直接の接触を防止できる。よって、本発明のリチウムイオン二次電池であれば、安全性に優れたリチウムイオン二次電池を構成することができる。   In ordinary lithium ion secondary batteries, a microporous film made of a thermoplastic resin that is easily heat-shrinkable is generally used for the separator because of its manufacturing method. When the temperature rises, there is a possibility that a short circuit occurs in which the separator is thermally contracted and the positive electrode and the negative electrode are in direct contact with each other. However, in the lithium ion secondary battery electrode of the present invention, the surface of the electrode mixture layer is covered with an insulating layer, and the electrode mixture layer and the insulating layer are in close contact. Even if the internal temperature of the ion secondary battery becomes high and the normal separator heat-shrinks, the insulating layer that does not easily heat-shrink makes the electrode mixture layer and the counter electrode mixture layer in direct contact. Can be prevented. Therefore, if it is the lithium ion secondary battery of this invention, the lithium ion secondary battery excellent in safety | security can be comprised.

なお、図1に示すように、幅の広い本体部と、それよりも幅が狭く、主に集電タブに利用される幅狭部とを有する形状の電極を製造する場合、集電体となる金属箔の片面または両面に電極合剤層を形成した後に、所定形状に打ち抜く方法が一般に採用されるが、この場合、前記のような理由から、本体部と幅狭部との境界の肩部に当たる部分(図1中、点線の円で示した部分)において、集電体にバリが生じやすい。特に、図1に示すように、肩部をR形状のような曲線状とした場合には、バリの発生がより顕著となる。   As shown in FIG. 1, when manufacturing an electrode having a shape having a wide main body portion and a narrower width portion that is narrower and mainly used for a current collecting tab, A method of forming an electrode mixture layer on one side or both sides of a metal foil to be punched into a predetermined shape is generally employed. In this case, for the reasons described above, the shoulder at the boundary between the main body portion and the narrow portion is used. In the portion corresponding to the portion (portion indicated by a dotted circle in FIG. 1), burrs are likely to occur on the current collector. In particular, as shown in FIG. 1, when the shoulder has a curved shape such as an R shape, the occurrence of burrs becomes more prominent.

前記のバリは、電極合剤層の形成部の端部から、この電極合剤層の厚みと同程度の長さまでの領域で発生しやすいことが、本発明者らの検討により明らかとなっている。そこで、本発明のリチウムイオン二次電池では、絶縁層を、電極合剤層の表面だけでなく、電極の打ち抜き時にバリが生じやすい箇所にも設けることとした。これにより、電極の打ち抜き工程で前記箇所にバリが生じても、絶縁層が存在することで、対極との距離をある程度保ち得ることから、バリと対極との接触を抑制することができる。また、絶縁層が電極合剤層の形成部と集電体の露出部とで厚み差を吸収するため、バリ自体が発生し難くなる。よって、本発明のリチウムイオン二次電池用電極であれば、例えば、前記のバリによって生じ得る耐電圧性能の低下を抑えることが可能な信頼性の高いリチウムイオン二次電池を構成することができる。   It is clear from the examination of the present inventors that the burr is likely to occur in a region from the end of the electrode mixture layer forming portion to a length similar to the thickness of the electrode mixture layer. Yes. Therefore, in the lithium ion secondary battery of the present invention, the insulating layer is provided not only on the surface of the electrode mixture layer but also on the portion where burrs are likely to occur when the electrode is punched. As a result, even if burrs are generated at the location in the electrode punching process, the presence of the insulating layer allows the distance from the counter electrode to be maintained to some extent, so that contact between the burrs and the counter electrode can be suppressed. In addition, since the insulating layer absorbs the thickness difference between the electrode mixture layer forming part and the exposed part of the current collector, burrs themselves are hardly generated. Therefore, if it is the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention, the reliable lithium ion secondary battery which can suppress the fall of the withstand voltage performance which may arise by the said burr | flash, for example can be comprised. .

本発明のリチウムイオン二次電池用電極に係る絶縁層は多孔質であり、これにより、高いリチウムイオン透過性を確保し、リチウムイオン二次電池の充放電反応を良好に進めることができる。   The insulating layer according to the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is porous, whereby high lithium ion permeability can be secured and the charge / discharge reaction of the lithium ion secondary battery can be favorably advanced.

絶縁層は、無機フィラーを含有していることが好ましい。無機フィラーを含有する絶縁層であれば、多孔質とすることができ、高いリチウムイオン透過性を確保し得るとともに、高温下においても熱収縮などの劣化がより生じ難い絶縁層とすることができる。   The insulating layer preferably contains an inorganic filler. An insulating layer containing an inorganic filler can be made porous, can ensure high lithium ion permeability, and can be an insulating layer that is less susceptible to deterioration such as heat shrinkage even at high temperatures. .

絶縁層に係る無機フィラーとしては、耐熱温度が150℃以上で、リチウムイオン二次電池の有する非水電解質に対して安定であり、更にリチウムイオン二次電池の作動電圧範囲において酸化還元され難い電気化学的に安定なものが好ましい。本明細書でいう「耐熱温度が150℃以上」とは、少なくとも150℃において軟化などの変形が見られないことを意味している。   As the inorganic filler for the insulating layer, the heat resistant temperature is 150 ° C. or higher, it is stable against the non-aqueous electrolyte of the lithium ion secondary battery, and is moreover not easily oxidized or reduced in the operating voltage range of the lithium ion secondary battery. Those chemically stable are preferred. As used herein, “heat-resistant temperature is 150 ° C. or higher” means that deformation such as softening is not observed at least at 150 ° C.

無機フィラーは、分散などの点から微粒子であることが好ましく、また、アルミナ、シリカ、ベーマイトが好ましい。アルミナ、シリカ、ベーマイトは、耐酸化性が高く、粒径や形状を所望の数値などに調整することが可能であるため、絶縁層の空孔率を精度よく制御することが容易となる。無機フィラーには、例えば前記例示のものを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The inorganic filler is preferably fine particles in view of dispersion and the like, and alumina, silica and boehmite are preferred. Alumina, silica, and boehmite have high oxidation resistance, and the particle size and shape can be adjusted to desired numerical values, so that it is easy to accurately control the porosity of the insulating layer. As the inorganic filler, for example, those exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

絶縁層に係る無機フィラーの形状については特に制限はなく、略球状(真球状を含む)、略楕円体状(楕円体状を含む)、板状などの各種形状のものを使用できる。   There is no restriction | limiting in particular about the shape of the inorganic filler which concerns on an insulating layer, The thing of various shapes, such as substantially spherical shape (a true spherical shape is included), a substantially ellipsoid shape (including an ellipsoid shape), and plate shape, can be used.

また、絶縁層に係る無機フィラーの平均粒子径は、小さすぎるとイオンの透過性が低下することから、0.3μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。また、無機フィラーが大きすぎると、電気特性が劣化しやすくなることから、その平均粒子径は、5μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがより好ましい。   Moreover, since the permeability | transmittance of ion will fall if the average particle diameter of the inorganic filler which concerns on an insulating layer is too small, it is preferable that it is 0.3 micrometer or more, and it is more preferable that it is 0.5 micrometer or more. Moreover, since an electrical property will deteriorate easily when an inorganic filler is too large, it is preferable that the average particle diameter is 5 micrometers or less, and it is more preferable that it is 2 micrometers or less.

本明細書でいう無機フィラーの平均粒子径は、レーザー散乱粒度分布計(例えば、堀場製作所製「LA−920」)を用い、負極活物質を溶解しない媒体に分散させて測定した体積基準の積算分率における50%での粒径(D50%)である。 The average particle diameter of the inorganic filler referred to in this specification is a volume-based integration measured by using a laser scattering particle size distribution meter (for example, “LA-920” manufactured by Horiba, Ltd.) and dispersing the negative electrode active material in a medium that does not dissolve. It is the particle size (D 50% ) at 50% in the fraction.

絶縁層は、例えば、無機フィラー同士をバインダによって結着することで形成することができる。このバインダは、絶縁層と電極合剤層や集電体との接着にも寄与する。   The insulating layer can be formed, for example, by binding inorganic fillers with a binder. This binder also contributes to adhesion between the insulating layer, the electrode mixture layer, and the current collector.

バインダの具体例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル由来の構造単位が20〜35モル%のもの)、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのエチレン−アクリル酸共重合体、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルピロリドン(PVP)、架橋アクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられるが、特に、150℃以上の耐熱温度を有する耐熱性のバインダが好ましく用いられる。バインダは、前記例示のものを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the binder include ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA, those having a structural unit derived from vinyl acetate of 20 to 35 mol%), ethylene-acrylic acid copolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymers, Fluorine rubber, styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), cross-linked acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, etc. In particular, a heat-resistant binder having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher is preferably used. As the binder, those exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

無機フィラーを前記のバインダで結着して形成する絶縁層の場合には、絶縁層における無機フィラーの含有量は、絶縁層の構成成分の全体積(空孔部分を除く全体積)中、50体積%以上であることが好ましく、70体積%以上であることがより好ましく、80体積%以上であることが更に好ましく、90体積%以上であることが特に好ましい。絶縁層中の無機フィラーを前記のように高含有量とすることで、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を用いた電池が高温となった際にも、電極と対極との直接の接触による短絡の発生をより良好に抑制することができる。   In the case of the insulating layer formed by binding the inorganic filler with the binder, the content of the inorganic filler in the insulating layer is 50 in the total volume of the constituent components of the insulating layer (the total volume excluding the voids). The volume is preferably at least volume%, more preferably at least 70 volume%, further preferably at least 80 volume%, particularly preferably at least 90 volume%. By making the inorganic filler in the insulating layer high as described above, even when the battery using the lithium ion secondary battery electrode of the present invention becomes high temperature, direct contact between the electrode and the counter electrode The occurrence of a short circuit due to can be suppressed better.

ただし、絶縁層中の無機フィラーの量が多すぎると、バインダの量が少なくなって、絶縁層の形状安定性が低下したり、絶縁層と電極合剤層などとの密着性が低下したりする虞がある。よって、無機フィラーを前記のバインダで結着して形成する絶縁層の場合、絶縁層における無機フィラーの含有量は、絶縁層の構成成分の全体積中、95質量%以下であることが好ましい。   However, if the amount of the inorganic filler in the insulating layer is too large, the amount of the binder will decrease, and the shape stability of the insulating layer will decrease, or the adhesion between the insulating layer and the electrode mixture layer will decrease. There is a risk of doing. Therefore, in the case of the insulating layer formed by binding the inorganic filler with the binder, the content of the inorganic filler in the insulating layer is preferably 95% by mass or less in the total volume of the constituent components of the insulating layer.

また、無機フィラーを前記のバインダで決着して形成する絶縁層の場合、バインダの含有量は、絶縁層の構成成分の全体積中、5体積%以上であることが好ましく、また、50体積%以下であることが好ましく、30体積%以下であることがより好ましく、80体積%以下であることが更に好ましく、10体積%以下であることが特に好ましい。   In the case of the insulating layer formed by fixing the inorganic filler with the binder, the binder content is preferably 5% by volume or more in the total volume of the constituent components of the insulating layer, and 50% by volume. Preferably, it is preferably 30% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, and particularly preferably 10% by volume or less.

また、絶縁層を、エネルギー線の照射により重合可能なオリゴマーに、エネルギー線を照射することで得られ、少なくとも一部に架橋構造を有する樹脂〔(以下、「樹脂(A)」という〕で構成することもできる。   Further, the insulating layer is formed by irradiating an energy beam to an oligomer that can be polymerized by irradiation with an energy beam, and is composed of a resin [hereinafter referred to as “resin (A)”) having a crosslinked structure at least partially. You can also

樹脂(A)を含有する絶縁層では、樹脂(A)が架橋構造を有しているために、電池内が高温になっても、収縮や樹脂(A)の溶融による変形が生じ難く、その形状が良好に維持されることから、電極と対極との短絡の発生が抑制される。   In the insulating layer containing the resin (A), since the resin (A) has a cross-linked structure, even when the temperature in the battery becomes high, deformation due to shrinkage or melting of the resin (A) hardly occurs. Since the shape is maintained well, occurrence of a short circuit between the electrode and the counter electrode is suppressed.

樹脂(A)は、ガラス転移温度(Tg)が、0℃より高いことが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、また、80℃未満であることが好ましく、60℃以下であることがより好ましい。このようなTgを有する樹脂(A)であれば、絶縁層に良好な空孔を形成することが可能となり、絶縁層のリチウムイオン透過性を良好にすることができる。すなわち、樹脂(A)のTgが低すぎると、細孔が埋まりやすく、絶縁層のリチウムイオン透過性の調整が困難となる虞がある。また、樹脂(A)のTgが高すぎると、絶縁層の形成時に硬化収縮が生じて、良好な細孔が形成され難くなり、やはり絶縁層のリチウムイオン透過性の調整が困難となる虞がある。   The resin (A) preferably has a glass transition temperature (Tg) higher than 0 ° C, more preferably 10 ° C or higher, preferably lower than 80 ° C, and 60 ° C or lower. More preferred. If it is resin (A) which has such Tg, it will become possible to form a favorable void | hole in an insulating layer, and the lithium ion permeability | transmittance of an insulating layer can be made favorable. That is, if the Tg of the resin (A) is too low, the pores are easily filled, and it may be difficult to adjust the lithium ion permeability of the insulating layer. Also, if the Tg of the resin (A) is too high, curing shrinkage occurs during the formation of the insulating layer, making it difficult to form good pores, and it may be difficult to adjust the lithium ion permeability of the insulating layer. is there.

本明細書でいう樹脂(A)のTgは、後述する絶縁層形成用組成物(II)をポリテトラフルオロエチレンシート上に塗布し、波長365nmの紫外線を照度1000mW/cmで10秒間照射し、その後60℃で1時間乾燥して、厚みが20μmの樹脂(A)を含有する多孔質膜(絶縁層)を形成し、この多孔質膜について、JISK 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される値である。 The Tg of the resin (A) in the present specification is obtained by applying an insulating layer forming composition (II) described later on a polytetrafluoroethylene sheet, and irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm at an illuminance of 1000 mW / cm 2 for 10 seconds. Thereafter, drying is performed at 60 ° C. for 1 hour to form a porous film (insulating layer) containing a resin (A) having a thickness of 20 μm. The porous film is subjected to a differential scanning calorific value in accordance with JISK 7121. It is a value measured using a meter (DSC).

樹脂(A)は、エネルギー線の照射により重合可能なオリゴマーにエネルギー線を照射して、前記オリゴマーを重合することにより得られるものである。オリゴマーの重合によって樹脂(A)を形成することで、柔軟性が高く、例えば電極の所定箇所を被覆した場合に、剥離が生じ難い絶縁層を構成することができ、また、樹脂(A)のTgを前記の値に調整することが容易となる。   The resin (A) is obtained by irradiating an energy beam to an oligomer that can be polymerized by energy beam irradiation to polymerize the oligomer. By forming the resin (A) by polymerization of the oligomer, it is possible to form an insulating layer that is highly flexible, for example, it is difficult to peel off when a predetermined portion of the electrode is covered, and the resin (A) It becomes easy to adjust Tg to the above value.

また、樹脂(A)の形成には、エネルギー線の照射により重合可能なモノマーを、前記オリゴマーと共に使用することが好ましい。   In forming the resin (A), it is preferable to use a monomer that can be polymerized by irradiation with energy rays together with the oligomer.

詳しくは後述するが、樹脂(A)を含むセパレータは、樹脂(A)を形成するためのオリゴマーなどと、溶剤などとを含む絶縁層形成用組成物を調製し、これを電極の所定箇所に塗布して塗膜とし、この塗膜にエネルギー線を照射して樹脂(A)を形成する工程を経て製造することが好ましい。ここで、絶縁層形成用組成物に、前記オリゴマーと共に前記モノマーを加えることで、絶縁層形成用組成物の粘度調整が容易となり、電極への塗布性を高めて、より良好な性状の絶縁層を得ることが可能となる。また、前記モノマーの使用によって、樹脂(A)の架橋密度の制御が容易になるため、樹脂(A)のTgの調整もより容易となる。   As will be described in detail later, the separator containing the resin (A) is prepared as an insulating layer forming composition containing an oligomer or the like for forming the resin (A) and a solvent, and this is applied to a predetermined portion of the electrode. It is preferable to produce it through a process of forming a resin (A) by irradiating the coating with an energy ray to form a coating film. Here, by adding the monomer together with the oligomer to the composition for forming an insulating layer, it becomes easy to adjust the viscosity of the composition for forming an insulating layer, and the coating property to the electrode is improved, so that the insulating layer has better properties. Can be obtained. Moreover, since the control of the crosslinking density of the resin (A) is facilitated by using the monomer, the adjustment of the Tg of the resin (A) becomes easier.

樹脂(A)の具体例としては、例えば、アクリル樹脂モノマー〔メチルメタクリレート、メチルアクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレートおよびその誘導体〕およびこれらのオリゴマーと、架橋剤とから形成されるアクリル樹脂;ウレタンアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂;エポキシアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂;ポリエステルアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂;などが挙げられる。前記のいずれの樹脂においても、架橋剤としては、トリプロピレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの、2価または多価のアクリルモノマー(2官能アクリレート、3官能アクリレート、4官能アクリレート、5官能アクリレート、6官能アクリレートなど)を用いることができる。   Specific examples of the resin (A) include, for example, acrylic resin monomers [alkyl (meth) acrylates such as methyl methacrylate and methyl acrylate and derivatives thereof) and oligomers thereof, and an acrylic resin formed from a crosslinking agent; urethane acrylate And a crosslinking resin formed from an epoxy acrylate and a crosslinking agent; a crosslinking resin formed from a polyester acrylate and a crosslinking agent; and the like. In any of the above resins, the cross-linking agent may be tripropylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, dioxane glycol diacrylate, tricyclodecane dimethanol dimer. Divalent or polyvalent, such as acrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, caprolactone modified dipentaerythritol hexaacrylate, ε-caprolactone modified dipentaerythritol hexaacrylate Acrylic monomer (bifunctional acrylate, trifunctional acrylate, tetrafunctional acrylate, 5-functional acrylate) Rate, etc. hexafunctional acrylate) can be used.

よって、樹脂(A)が前記のアクリル樹脂である場合には、エネルギー線の照射により重合可能なオリゴマー(以下、単に「オリゴマー」という)には、前記例示のアクリル樹脂モノマーのオリゴマーなどが使用でき、エネルギー線の照射により重合可能なモノマー(以下、単に「モノマー」という)には、前記例示のアクリル樹脂モノマーおよび架橋剤などが使用できる。   Therefore, when the resin (A) is the acrylic resin, an oligomer of the acrylic resin monomer exemplified above can be used as an oligomer that can be polymerized by irradiation with energy rays (hereinafter simply referred to as “oligomer”). As the monomer that can be polymerized by irradiation with energy rays (hereinafter simply referred to as “monomer”), the acrylic resin monomers exemplified above and a crosslinking agent can be used.

更に、樹脂(A)が前記のウレタンアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂である場合には、オリゴマーにはウレタンアクリレートが使用でき、モノマーには前記例示の架橋剤などが使用できる。   Furthermore, when the resin (A) is a cross-linked resin formed from the urethane acrylate and a cross-linking agent, urethane acrylate can be used for the oligomer, and the cross-linking agent exemplified above can be used for the monomer.

他方、樹脂(A)が前記のエポキシアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂である場合には、オリゴマーにはエポキシアクリレートが使用でき、モノマーには前記例示の架橋剤などが使用できる。   On the other hand, when the resin (A) is a cross-linked resin formed from the above-mentioned epoxy acrylate and a cross-linking agent, an epoxy acrylate can be used for the oligomer, and the cross-linking agent exemplified above can be used for the monomer.

更に、樹脂(A)が前記のポリエステルアクリレートと架橋剤とから形成される架橋樹脂である場合には、オリゴマーにはポリエステルアクリレートが使用でき、モノマーには前記例示の架橋剤などが使用できる。   Furthermore, when the resin (A) is a cross-linked resin formed from the polyester acrylate and a cross-linking agent, polyester acrylate can be used as the oligomer, and the cross-linking agents exemplified above can be used as the monomer.

また、樹脂(A)の合成に当たっては、オリゴマーには、前記のウレタンアクリレート、前記のエポキシアクリレートおよび前記のポリエステルアクリレートのうちの2種以上を用いてもよく、更に、架橋剤(モノマー)には、前記の2官能アクリレート、前記の3官能アクリレート、前記の4官能アクリレート、前記の5官能アクリレートおよび前記の6官能アクリレートのうちの2種以上を用いてもよい。   In synthesizing the resin (A), two or more of the urethane acrylate, the epoxy acrylate, and the polyester acrylate may be used as the oligomer, and the crosslinking agent (monomer) may be used as the oligomer. Two or more of the bifunctional acrylate, the trifunctional acrylate, the tetrafunctional acrylate, the pentafunctional acrylate, and the hexafunctional acrylate may be used.

また、樹脂(A)には、2価または多価のアルコールとジカルボン酸とを縮重合によって製造されたエステル組成物とスチレンモノマーの混合物とから形成される不飽和ポリエステル樹脂由来の架橋樹脂;ポリイソシアネートとポリオールとの反応によって生成する各種ポリウレタン樹脂;なども使用することができる。   Further, the resin (A) includes a crosslinked resin derived from an unsaturated polyester resin formed from a mixture of an ester composition produced by condensation polymerization of a divalent or polyvalent alcohol and a dicarboxylic acid and a styrene monomer; Various polyurethane resins produced by the reaction of isocyanate and polyol can also be used.

よって、樹脂(A)が前記の不飽和ポリエステル樹脂由来の架橋樹脂である場合には、オリゴマーには前記のエステル組成物が使用でき、モノマーにはスチレンモノマーが使用できる。   Therefore, when the resin (A) is a crosslinked resin derived from the unsaturated polyester resin, the ester composition can be used as the oligomer, and the styrene monomer can be used as the monomer.

樹脂(A)が、ポリイソシアネートとポリオールとの反応によって生成する各種ポリウレタン樹脂である場合、ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート(TDI)、4.4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)またはビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタンなどが挙げられ、また、ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。   When the resin (A) is various polyurethane resins produced by reaction of polyisocyanate and polyol, examples of the polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, toluene diisocyanate (TDI), and 4.4'-diphenylmethane diisocyanate. (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane, etc. are mentioned, and examples of the polyol include polyether polyol, polycarbonate polyol, and polyester polyol.

よって、樹脂(A)が、ポリイソシアネートとポリオールとの反応によって生成する各種ポリウレタン樹脂である場合には、オリゴマーには前記例示のポリオールが使用でき、モノマーには前記例示のポリイソシアネートが使用できる。   Therefore, when resin (A) is various polyurethane resins produced | generated by reaction of polyisocyanate and a polyol, the said illustrated polyol can be used for an oligomer and the said illustrated polyisocyanate can be used for a monomer.

また、前記例示の各樹脂(A)の形成に際しては、イソボルニルアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレートなど単官能モノマーを併用することもできる。よって、樹脂(A)が、これらの単官能モノマー由来の構造部分を有するものである場合には、モノマーとして、前記例示の単官能モノマーを、前記例示のオリゴマーや他のモノマーと共に使用することができる。   In forming each of the exemplified resins (A), monofunctional monomers such as isobornyl acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, and phenoxypolyethylene glycol acrylate can be used in combination. Therefore, when the resin (A) has a structural portion derived from these monofunctional monomers, the above-described monofunctional monomers can be used as monomers together with the exemplified oligomers and other monomers. it can.

ただし、単官能モノマーは形成後の樹脂(A)中で未反応物として残存しやすく、樹脂(A)中に残存した未反応物は、リチウムイオン二次電池の非水電解質中に溶出して電池反応を阻害する虞がある。よって、樹脂(A)の形成に使用するオリゴマーおよびモノマーは、2官能以上のものであることが好ましい。また、樹脂(A)の形成に使用するオリゴマーおよびモノマーは、6官能以下であることが好ましい。   However, the monofunctional monomer tends to remain as an unreacted substance in the formed resin (A), and the unreacted substance remaining in the resin (A) elutes into the non-aqueous electrolyte of the lithium ion secondary battery. There is a risk of inhibiting the battery reaction. Therefore, the oligomer and monomer used for forming the resin (A) are preferably bifunctional or higher. Moreover, it is preferable that the oligomer and monomer used for formation of resin (A) are 6 functional or less.

樹脂(A)の形成にオリゴマーとモノマーとを併用する場合には、Tgの調整をより容易にする観点から、使用するオリゴマーとモノマーとの比率を、質量比で、20:80〜95:5とすることが好ましく、65:35〜90:10とすることがより好ましい。すなわち、オリゴマーおよびモノマーを使用して形成された樹脂(A)は、オリゴマー由来のユニットと、モノマー由来のユニットとの比率が、質量比で、20:80〜95:5であることが好ましく、65:35〜90:10とすることがより好ましい。   In the case of using an oligomer and a monomer in combination for forming the resin (A), the ratio of the oligomer to the monomer used is 20:80 to 95: 5 in terms of mass ratio from the viewpoint of facilitating the adjustment of Tg. It is preferable to set it as 65: 35-90: 10. That is, the resin (A) formed using the oligomer and the monomer preferably has a mass ratio of 20:80 to 95: 5 between the unit derived from the oligomer and the unit derived from the monomer. 65:35 to 90:10 is more preferable.

樹脂(A)を含有する絶縁層は、樹脂(A)だけで形成することもできるが、樹脂(A)と共に無機フィラー(前記例示の無機フィラー)を含有していてもよい。無機フィラーを含有させることで、絶縁層の強度や寸法安定性をより高めることができる。   The insulating layer containing the resin (A) can be formed of only the resin (A), but may contain an inorganic filler (the inorganic filler illustrated above) together with the resin (A). By containing an inorganic filler, the strength and dimensional stability of the insulating layer can be further increased.

樹脂(A)を含有する絶縁層に無機フィラーも含有させる場合には、樹脂(A)の体積Vと、無機フィラーの体積Vとの比V/Vが、0.6以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましい。前記V/Vが前記の値にある場合には、柔軟性に富む樹脂(A)の作用によって、例えば、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を用いて巻回電極体(特に角形電池などに使用される横断面が扁平状の巻回電極体)を構成する場合のように折り曲げた場合にも、絶縁層のひび割れなどの欠陥の発生をより良好に抑えることができる。 In the case where the inorganic filler in the insulating layer containing a resin (A) also is contained, the volume V A of the resin (A), the ratio V A / V B the volume V B of the inorganic filler is 0.6 or more It is preferable that the number is 3 or more. When the V A / V B is in the above-mentioned value, for example, a wound electrode body (particularly a square shape) can be obtained by using the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention by the action of the resin (A) rich in flexibility. Even when it is bent as in the case of a wound electrode body having a flat cross section used for a battery or the like, the occurrence of defects such as cracks in the insulating layer can be suppressed more favorably.

また、樹脂(A)を含有する絶縁層に無機フィラーも含有させる場合には、前記V/Vが、9以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。前記V/Vが前記の値にある場合には、無機フィラーを含有させることによる絶縁層の強度向上作用や寸法安定性向上作用を、より良好に発揮させることができる。 When the insulating layer containing the resin (A) also contains an inorganic filler, the V A / V B is preferably 9 or less, and more preferably 8 or less. When V A / V B is in the above value, the effect of improving the strength and dimensional stability of the insulating layer due to the inclusion of the inorganic filler can be exhibited better.

絶縁層の厚みは、それを形成することによる前記の効果をより良好に確保する観点から、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましい。ただし、絶縁層が厚すぎると、リチウムイオン二次電池内において、電池反応に関与しない成分の割合が大きくなって、電池のエネルギー密度の低下を引き起こす虞がある。よって、絶縁層の厚みは、10μm以下であることが好ましく、6μm以下であることがより好ましい。   The thickness of the insulating layer is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1 μm or more, from the viewpoint of better ensuring the above-described effect by forming it. However, if the insulating layer is too thick, the proportion of components not involved in the battery reaction in the lithium ion secondary battery increases, which may cause a reduction in the energy density of the battery. Therefore, the thickness of the insulating layer is preferably 10 μm or less, and more preferably 6 μm or less.

また、絶縁層が多孔質の場合には、その空孔率(絶縁層の厚みと面積とから算出される見かけの体積と、絶縁層を構成する各成分の密度とから求められる空孔率)は、20〜80%であることが好ましい。   If the insulating layer is porous, the porosity (the porosity determined from the apparent volume calculated from the thickness and area of the insulating layer and the density of each component constituting the insulating layer) Is preferably 20 to 80%.

絶縁層は、幅狭部においては、電極合剤層の形成部(電極合剤層の表面)の他に、電極合剤層の形成部の端部から少なくとも電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域にも形成する〔すなわち、図1および図2中aの長さ(μm)を、電極合剤層の厚み(μm)の1倍以上とする〕が、図1および図2中aの長さ(μm)は、電極合剤層の厚み(μm)の3倍以上であることが好ましい。この場合には、電極を使用したリチウムイオン二次電池の信頼性をより高めることが可能となる。ただし、幅狭部は、その集電体の露出部がリチウムイオン二次電池用電極の集電タブとしての役割を担うものであるため、幅狭部における集電体の露出部のうちの絶縁層で被覆された領域が大きすぎることは好ましくなく、具体的には、図1および図2中aの長さ(μm)が、電極合剤層の厚み(μm)の30倍以下であることが好ましい。   In the narrow portion, the insulating layer has at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer from the end portion of the electrode mixture layer forming portion in addition to the electrode mixture layer forming portion (surface of the electrode mixture layer). [In other words, the length (μm) of a in FIG. 1 and FIG. 2 is set to 1 or more times the thickness (μm) of the electrode mixture layer], but a in FIG. 1 and FIG. The length (μm) is preferably at least 3 times the thickness (μm) of the electrode mixture layer. In this case, the reliability of the lithium ion secondary battery using the electrode can be further increased. However, since the exposed part of the current collector plays a role as a current collecting tab of the electrode for the lithium ion secondary battery, the narrow part is insulated from the exposed part of the current collector in the narrow part. It is not preferable that the region covered with the layer is too large. Specifically, the length (μm) in FIG. 1 and FIG. 2 is 30 times or less the thickness (μm) of the electrode mixture layer. Is preferred.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、リチウムイオン二次電池の正極または負極に使用される。   The electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is used for the positive electrode or negative electrode of a lithium ion secondary battery.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極が正極である場合、電極合剤層(正極合剤層)は、正極活物質と共に、導電助剤やバインダなどを含有している。   When the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is a positive electrode, the electrode mixture layer (positive electrode mixture layer) contains a conductive additive, a binder and the like together with the positive electrode active material.

正極活物質には、従来から知られているリチウムイオン二次電池用の正極活物質として使用されているもの、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質が使用される。このような正極活物質の具体例としては、例えば、Li1+xMO(−0.1<x<0.1、M:Co、Ni、Mn、Al、Mgなど)で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、LiMnやその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、LiMPO(M:Co、Ni、Mn、Feなど)で表されるオリビン型化合物などが挙げられる。前記層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、LiCoOやLiNi1−xCox−yAl(0.1≦x≦0.3、0.01≦y≦0.2)などの他、少なくともCo、NiおよびMnを含む酸化物(LiMn1/3Ni1/3Co1/3、LiMn5/12Ni5/12Co1/6、LiNi3/5Mn1/5Co1/5など)などを例示することができる。 As the positive electrode active material, a conventionally known positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, for example, an active material capable of inserting and extracting lithium ions is used. As a specific example of such a positive electrode active material, for example, a layered structure represented by Li 1 + x MO 2 (−0.1 <x <0.1, M: Co, Ni, Mn, Al, Mg, etc.) Lithium-containing transition metal oxide, LiMn 2 O 4 and spinel-structured lithium manganese oxide obtained by substituting some of its elements with other elements, LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe, etc.) Type compounds. Specific examples of the lithium-containing transition metal oxide having a layered structure include LiCoO 2 and LiNi 1-x Co xy Al y O 2 (0.1 ≦ x ≦ 0.3, 0.01 ≦ y ≦ 0. 2) and other oxides containing at least Co, Ni and Mn (LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2 , LiNi 3 / 5 Mn 1/5 Co 1/5 O 2 etc.).

正極合剤層に係る導電助剤としては、例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などの黒鉛(黒鉛質炭素材料);アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカ−ボンブラック;炭素繊維;などの炭素材料などが挙げられる。また、正極合剤層に係るバインダには、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)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)などを用いることができる。   Examples of the conductive additive related to the positive electrode mixture layer include graphite (graphite carbon material) such as natural graphite (flaky graphite, etc.) and artificial graphite; acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black. And carbon materials such as carbon black, carbon black, and the like. In addition, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), or the like can be used for the binder related to the positive electrode mixture layer.

正極合剤層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましい。また、正極合剤層の組成としては、例えば、正極活物質の量が60〜95質量%であることが好ましく、バインダの量が1〜15質量%であることが好ましく、導電助剤の量が3〜20質量%であることが好ましい。   The thickness of the positive electrode mixture layer is preferably, for example, 10 to 100 μm per one side of the current collector. Moreover, as a composition of a positive mix layer, it is preferable that the quantity of a positive electrode active material is 60-95 mass%, for example, it is preferable that the quantity of a binder is 1-15 mass%, and the quantity of a conductive support agent. Is preferably 3 to 20% by mass.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極が正極である場合の集電体には、従来から知られているリチウムイオン二次電池の正極に使用されているものと同様のものが使用でき、例えば、厚みが10〜30μmのアルミニウム箔が好ましい。   As the current collector when the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention is a positive electrode, the same current collector as that used for the positive electrode of a conventionally known lithium ion secondary battery can be used. An aluminum foil having a thickness of 10 to 30 μm is preferable.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極が負極である場合、電極合剤層(負極合剤層)は、負極活物質と共にバインダを含有しており、また、必要に応じて導電助剤などを含有している。   When the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is a negative electrode, the electrode mixture layer (negative electrode mixture layer) contains a binder together with the negative electrode active material, and, if necessary, a conductive aid or the like. Contains.

負極活物質には、例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛)、人造黒鉛、膨張黒鉛などの黒鉛材料;ピッチをか焼して得られるコークスなどの易黒鉛化性炭素質材料;フルフリルアルコール樹脂(PFA)やポリパラフェニレン(PPP)およびフェノール樹脂を低温焼成して得られる非晶質炭素などの難黒鉛化性炭素質材料;などの炭素材料が挙げられる。また、炭素材料の他に、リチウムやリチウム含有化合物も負極活物質として用いることができる。リチウム含有化合物としては、Li−Alなどのリチウム合金や、Si、Snなどのリチウムとの合金化が可能な元素を含む合金が挙げられる。更にSn酸化物やSi酸化物などの酸化物系材料も用いることができる。   Examples of the negative electrode active material include graphite materials such as natural graphite (flaky graphite), artificial graphite, and expanded graphite; graphitizable carbonaceous materials such as coke obtained by calcining pitch; furfuryl alcohol resin ( Carbon materials such as non-graphitizable carbonaceous materials such as amorphous carbon obtained by low-temperature firing of PFA), polyparaphenylene (PPP), and phenol resins. In addition to the carbon material, lithium or a lithium-containing compound can also be used as the negative electrode active material. Examples of the lithium-containing compound include lithium alloys such as Li—Al, and alloys containing elements that can be alloyed with lithium such as Si and Sn. Furthermore, oxide-based materials such as Sn oxide and Si oxide can also be used.

負極合剤層に係るバインダおよび導電助剤には、正極合剤層に係るバインダおよび導電助剤として先に例示したものと同じものを用いることができる。   As the binder and the conductive auxiliary agent related to the negative electrode mixture layer, the same materials as those exemplified above as the binder and the conductive auxiliary agent related to the positive electrode mixture layer can be used.

負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましい。また、負極合剤層の組成としては、例えば、負極活物質の量が80〜95質量%であることが好ましく、バインダの量が1〜20質量%であることが好ましく、導電助剤を使用する場合には、その量が1〜10質量%であることが好ましい。   The thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 10 to 100 μm per side of the current collector per side of the current collector. Moreover, as a composition of a negative mix layer, it is preferable that the quantity of a negative electrode active material is 80-95 mass%, for example, it is preferable that the quantity of a binder is 1-20 mass%, and uses a conductive support agent. When it does, it is preferable that the quantity is 1-10 mass%.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極が負極である場合の集電体には、銅製やニッケル製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極集電体は、高エネルギー密度の電池を得るために負極全体の厚みを薄くする場合、厚みの上限は30μmであることが好ましく、下限は5μmであることが望ましい。   For the current collector when the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention is a negative electrode, copper or nickel foil, punching metal, net, expanded metal, or the like can be used, but copper foil is usually used. In the negative electrode current collector, when the thickness of the entire negative electrode is reduced in order to obtain a battery having a high energy density, the upper limit of the thickness is preferably 30 μm, and the lower limit is preferably 5 μm.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極において、幅狭部では、電極合剤層を形成する部分を大きくしすぎると、集電タブとしての機能が低下する虞があることから、幅狭部において電極合剤層を設ける領域は、本体部との境界からの距離(図1中上下方向の長さ。以下同じ。)が、2.5mm以下であることが好ましい。また、幅狭部において電極合剤層を設ける領域は、本体部との境界からの距離が、0.1mm以上であることが好ましい。   In the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention, in the narrow portion, if the portion for forming the electrode mixture layer is too large, the function as a current collecting tab may be lowered. The region where the electrode mixture layer is provided preferably has a distance from the boundary with the main body (length in the vertical direction in FIG. 1; the same shall apply hereinafter) of 2.5 mm or less. Moreover, it is preferable that the area | region which provides an electrode mixture layer in a narrow part has the distance from the boundary with a main-body part being 0.1 mm or more.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体の表面の一部に、電極合剤層を形成する工程(電極合剤層形成工程)と、電極合剤層の表面、および前記電極合剤層を形成していない集電体の露出部のうち、前記電極合剤層の形成部の端部から少なくとも前記電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域を、絶縁層で被覆して電極用積層体とする工程(電極用積層体形成工程)と、前記電極用積層体を打ち抜く工程(打ち抜き工程)とを有する本発明の製造方法により製造することができる。   The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention includes a step of forming an electrode mixture layer (electrode mixture layer forming step) on a part of the surface of the current collector, a surface of the electrode mixture layer, and the electrode. Of the exposed portion of the current collector where no mixture layer is formed, an insulating layer covers the region from the end of the electrode mixture layer forming portion to at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer. Thus, it can be produced by the production method of the present invention comprising a step of forming an electrode laminate (electrode laminate forming step) and a step of punching out the electrode laminate (punching step).

電極合剤層形成工程では、例えば、活物質およびバインダ、更には必要に応じて導電助剤などを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの有機溶剤や水といった溶剤に分散させたペースト状やスラリー状の電極合剤層形成用組成物を調製し(ただし、バインダは溶剤に溶解していてもよい)、これを集電体の片面または両面の所定箇所(本体部および幅狭部のうちの本体部との境界を含む部分となることが予定される箇所)に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダー処理を施して電極合剤層を形成する。   In the electrode mixture layer forming step, for example, a paste in which an active material, a binder, and further a conductive assistant as necessary are dispersed in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or a solvent such as water. Or a slurry-like composition for forming an electrode mixture layer (however, the binder may be dissolved in a solvent), and this is applied to a predetermined portion (a main body portion and a narrow portion) on one or both sides of the current collector Are applied to a portion that is supposed to be a portion including the boundary with the main body portion), and after drying, a calendar treatment is performed as necessary to form an electrode mixture layer.

電極用積層体形成工程では、集電体の表面の一部に電極合剤層を形成した一体化物の所定箇所に絶縁層を形成して、電極用積層体とする。   In the electrode laminate forming step, an insulating layer is formed at a predetermined position of an integrated product in which the electrode mixture layer is formed on a part of the surface of the current collector to obtain an electrode laminate.

無機フィラーを前記のバインダで結着して構成される絶縁層の場合には、無機フィラーおよびバインダなどを含む絶縁層形成用組成物(I)を調製し、これを集電体の表面の一部に電極合剤層を形成した一体化物の所定箇所に塗布し乾燥することで絶縁層を形成して、電極用積層体を得ることができる。   In the case of an insulating layer constituted by binding an inorganic filler with the above-mentioned binder, an insulating layer forming composition (I) containing an inorganic filler and a binder is prepared, and this is applied to the surface of the current collector. A laminated body for electrodes can be obtained by forming an insulating layer by applying to a predetermined portion of an integrated product having an electrode mixture layer formed on the part and drying.

絶縁層形成用組成物(I)は、無機フィラーおよびバインダなどを含有し、これらを溶剤に分散させたものである。なお、バインダについては溶剤に溶解させることもできる。絶縁層形成用組成物に用いられる溶媒は、無機フィラーなどを均一に分散でき、また、バインダを均一に溶解または分散できるものであればよいが、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、テトラヒドロフランなどのフラン類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類など、一般的な有機溶媒が好適に用いられる。なお、これらの溶剤に、界面張力を制御する目的で、アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコールなど)、または、モノメチルアセテートなどの各種プロピレンオキサイド系グリコールエーテルなどを適宜添加してもよい。また、バインダが水溶性である場合、エマルジョンとして使用する場合などでは、水を溶剤としてもよく、この際にもアルコール類(メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)を適宜加えて界面張力を制御することもできる。   The insulating layer forming composition (I) contains an inorganic filler, a binder, and the like, and these are dispersed in a solvent. The binder can be dissolved in a solvent. The solvent used in the insulating layer forming composition may be any solvent that can uniformly disperse the inorganic filler and the like, and can dissolve or disperse the binder uniformly. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, tetrahydrofuran, etc. Common organic solvents, such as the above furans, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, are preferably used. In addition, for the purpose of controlling the interfacial tension, alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.) or various propylene oxide glycol ethers such as monomethyl acetate may be appropriately added to these solvents. In addition, when the binder is water-soluble or used as an emulsion, water may be used as a solvent. In this case, an alcohol (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.) is added as appropriate to the interface. The tension can also be controlled.

絶縁層形成用組成物(I)は、無機フィラーおよびバインダなどを含む固形分含量を、例えば10〜80質量%とすることが好ましい。   The composition for forming an insulating layer (I) preferably has a solid content including an inorganic filler and a binder, for example, 10 to 80% by mass.

また、樹脂(A)を含有する絶縁層の場合には、オリゴマーと溶剤とを少なくとも含有する絶縁層形成用組成物(II)を調製し、これを集電体の表面の一部に電極合剤層を形成した一体化物の所定箇所に塗布して形成した塗膜にエネルギー線を照射して、架橋構造を有する樹脂(A)を形成し、エネルギー線照射後の絶縁層形成用組成物(II)の塗膜を乾燥して孔を形成する工程を経て絶縁層を形成することで、電極用積層体を得ることができる。   In the case of the insulating layer containing the resin (A), an insulating layer forming composition (II) containing at least an oligomer and a solvent is prepared, and this is formed on a part of the surface of the current collector. The coating film formed by applying to a predetermined portion of the integrated product in which the agent layer is formed is irradiated with energy rays to form a resin (A) having a crosslinked structure, and the composition for forming an insulating layer after irradiation with energy rays ( The laminated body for electrodes can be obtained by forming the insulating layer through the step of drying the coating film of II) to form holes.

絶縁層形成用組成物(II)には、オリゴマーやモノマー、重合開始剤、更には、必要に応じて無機フィラーなどを含み、これらを溶剤に分散させた組成物(スラリーなど)が使用される。   The composition (II) for forming the insulating layer uses a composition (slurry or the like) containing an oligomer, a monomer, a polymerization initiator, and further containing an inorganic filler as necessary and dispersed in a solvent. .

絶縁層形成用組成物(II)の溶剤に使用し得る溶剤としては、絶縁層形成用組成物(I)に使用し得るものとして先に例示した各種溶剤と同じものが挙げられる。また、これらの溶剤に、絶縁層形成用組成物(I)に使用し得るのとして先に例示した界面張力の制御用の成分を添加して用いることもできる。   Examples of the solvent that can be used as the solvent for the insulating layer forming composition (II) include the same solvents as those exemplified above as those that can be used for the insulating layer forming composition (I). In addition, the components for controlling the interfacial tension exemplified above as being usable for the insulating layer forming composition (I) may be added to these solvents.

なお、溶剤には、樹脂(A)に対する親和性が比較的高い溶媒(a)と、樹脂(A)に対する親和性が溶媒(a)よりも低く、かつ溶媒(a)よりも沸点の高い溶媒(b)とを併用することが好ましい。絶縁層形成用組成物(II)の溶媒は、エネルギー照射後の絶縁層形成用組成物の塗膜の乾燥によって蒸発し、孔形成に寄与するが、前記の溶媒(a)と溶媒(b)とを併用した場合には、この乾燥時の孔形成がより良好に進み、均質性の高い細孔を多数形成できるため、全体にわたってリチウムイオン透過性がより安定した絶縁層を形成することが可能となる。   The solvent includes a solvent (a) having a relatively high affinity for the resin (A) and a solvent having a lower affinity for the resin (A) than the solvent (a) and a higher boiling point than the solvent (a). It is preferable to use (b) in combination. The solvent of the insulating layer forming composition (II) evaporates by drying the coating film of the insulating layer forming composition after energy irradiation, and contributes to the formation of pores. The solvent (a) and the solvent (b) When used together, the pore formation at the time of drying proceeds better, and a large number of highly uniform pores can be formed, so that an insulating layer with more stable lithium ion permeability can be formed throughout. It becomes.

絶縁層形成用組成物(II)には、通常、エネルギー線感応型の重合開始剤を含有させる。重合開始剤の具体例としては、例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノンなどが挙げられる。重合開始剤の使用量は、オリゴマーおよびモノマーの合計量(オリゴマーのみを使用する場合には、その量)100質量部に対し、1〜10質量部とすることが好ましい。   The composition for forming an insulating layer (II) usually contains an energy ray sensitive polymerization initiator. Specific examples of the polymerization initiator include, for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, and the like. Can be mentioned. It is preferable that the usage-amount of a polymerization initiator shall be 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts (when using only an oligomer) of an oligomer and a monomer.

絶縁層形成用組成物(II)においては、オリゴマーやモノマー、重合開始剤、更には必要に応じて使用される無機フィラーなどを含む固形分含量を、例えば10〜50質量%とすることが好ましい。   In the insulating layer forming composition (II), it is preferable that the solid content including oligomers, monomers, polymerization initiators, and inorganic fillers used as necessary is, for example, 10 to 50% by mass. .

絶縁層形成用組成物(II)を塗布する際には、公知の塗布方法を採用することができる。   When applying the insulating layer forming composition (II), a known application method can be employed.

次に、絶縁層形成用組成物(II)を塗布して形成した塗膜にエネルギー線を照射して、架橋構造を有する樹脂(A)を形成する。   Next, the coating film formed by applying the insulating layer forming composition (II) is irradiated with energy rays to form a resin (A) having a crosslinked structure.

絶縁層形成用組成物(II)の塗膜に照射するエネルギー線としては、例えば、可視光線、紫外線、放射線、電子線などが挙げられるが、より安全性が高いことから、可視光線または紫外線を用いることがより好ましい。   Examples of energy rays applied to the coating film of the composition for forming an insulating layer (II) include visible light, ultraviolet light, radiation, and electron beam. However, since safety is higher, visible light or ultraviolet light is used. More preferably, it is used.

エネルギー線の照射に際しては、波長や照射強度、照射時間などを、樹脂(A)を良好に形成できるように適宜調整することが好ましい。具体例を挙げると、例えば、エネルギー線の波長を320〜390nmとし、照射強度を623〜1081mJ/cmとすることができる。ただし、エネルギー線の照射条件は、前記の条件に限定される訳ではない。 Upon irradiation with energy rays, it is preferable to adjust the wavelength, irradiation intensity, irradiation time, and the like as appropriate so that the resin (A) can be formed satisfactorily. As a specific example, for example, the wavelength of the energy beam can be 320 to 390 nm and the irradiation intensity can be 623 to 1081 mJ / cm 2 . However, the energy beam irradiation conditions are not limited to the above-described conditions.

次に、エネルギー線照射後の絶縁層形成用組成物(II)の塗膜を乾燥して溶媒を除去し、孔を形成する。乾燥の条件(温度、時間、乾燥方法)については、絶縁層形成用組成物(II)に使用する溶媒の種類に応じて、これが良好に除去できる条件を適宜選択すればよい。具体例を挙げると、例えば、乾燥温度を20〜80℃とし、乾燥時間を30分〜24時間とすることができ、また、乾燥方法には、風乾の他、恒温槽、ドライヤーなどを用いた方法を採用することができる。   Next, the coating film of the composition for forming an insulating layer (II) after irradiation with energy rays is dried to remove the solvent, thereby forming holes. The drying conditions (temperature, time, drying method) may be appropriately selected according to the type of solvent used in the insulating layer forming composition (II) so that it can be removed satisfactorily. Specific examples include, for example, a drying temperature of 20 to 80 ° C., a drying time of 30 minutes to 24 hours, and a drying method using a thermostatic bath, a dryer, etc. in addition to air drying. The method can be adopted.

また、絶縁層形成用組成物(II)に特定の溶剤〔絶縁層形成用組成物(II)に使用する溶剤以外の溶剤〕に溶解し得る材料を添加したものを使用して、前記のエネルギー線照射による樹脂(A)の形成までを行い、更に必要に応じて乾燥し、その後、前記特定の溶媒を用いて前記材料を抽出して孔を形成する方法によって、樹脂(A)を含有する多孔質の絶縁層を形成することもできる。   In addition, the above-mentioned energy is obtained by adding a material that can be dissolved in a specific solvent (a solvent other than the solvent used in the insulating layer forming composition (II)) to the insulating layer forming composition (II). The resin (A) is contained by a method in which the resin (A) is formed by irradiation and further dried if necessary, and then the material is extracted using the specific solvent to form pores. A porous insulating layer can also be formed.

前記の特定の溶剤に溶解し得る材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリウレタン、アクリル樹脂などを用いることができる。これらの材料は、例えば粒子状のものを用いることが好ましいが、そのサイズや使用量は、絶縁層に要求される空孔率や孔径に応じて調整することができる。通常は、前記材料の平均粒子径(無機フィラーの平均粒子径と同じ方法で測定される平均粒径子)が0.1〜20μmであることが好ましく、また、使用量は、絶縁層形成用組成物(II)における全固形分のうち、1〜10質量%とすることが好ましい。   Examples of materials that can be dissolved in the specific solvent include polyolefin, polyurethane, and acrylic resin. These materials are preferably used in the form of particles, for example, but the size and amount of use can be adjusted according to the porosity and hole diameter required for the insulating layer. In general, the average particle size of the material (average particle size measured by the same method as the average particle size of the inorganic filler) is preferably 0.1 to 20 μm, and the amount used is for forming an insulating layer. The total solid content in the composition (II) is preferably 1 to 10% by mass.

電極用積層体形成工程において、前記のようにして絶縁層を形成して得られた電極用積層体は、次の打ち抜き工程において、電極合剤層が本体部と幅狭部の一部とに形成され、また絶縁層がこの電極合剤層と幅狭部の所定箇所に形成されており、かつ幅狭部に集電体の露出部が残る形状に打ち抜いて、リチウムイオン二次電池用電極を得る。   In the electrode laminate forming step, the electrode laminate obtained by forming the insulating layer as described above is formed in such a manner that the electrode mixture layer is formed on the body portion and a part of the narrow portion in the next punching step. An electrode for a lithium ion secondary battery is formed by punching into a shape in which an insulating layer is formed at a predetermined portion of the electrode mixture layer and the narrow portion, and the exposed portion of the current collector remains in the narrow portion. Get.

この打ち抜き工程での打ち抜き手段には、公知の手法を採用することができる。   A known method can be adopted as the punching means in this punching step.

本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有しており、正極および負極のうちの少なくとも一方に本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用していればよく、その他の構成および構造については特に制限はなく、従来から知られているリチウムイオン二次電池で採用されている各種構成および構造を適用することができる。   The lithium ion secondary battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, and the lithium ion secondary battery electrode of the present invention is used for at least one of the positive electrode and the negative electrode. In addition, there is no restriction | limiting in particular about another structure and structure, The various structure and structure employ | adopted by the lithium ion secondary battery known conventionally are applicable.

本発明のリチウムイオン二次電池には、前記の通り、正極のみに本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用してもよく、負極のみに本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用してもよく、また、正極および負極の両方に本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用してもよい。   As described above, in the lithium ion secondary battery of the present invention, the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention may be used only for the positive electrode, and the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention is used only for the negative electrode. Alternatively, the lithium ion secondary battery electrode of the present invention may be used for both the positive electrode and the negative electrode.

なお、正極のみに本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用する場合、負極には、絶縁層を有しないことを除いて本発明のリチウムイオン二次電池用電極と同じ構成の負極を用いることができる。また、負極のみに本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用する場合、正極には、絶縁層を有しないことを除いて本発明のリチウムイオン二次電池用電極と同じ構成の正極を用いることができる。   In addition, when using the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention only for a positive electrode, the negative electrode of the same structure as the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is used for a negative electrode except having no insulating layer. be able to. Moreover, when using the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention only for a negative electrode, the positive electrode of the same structure as the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is used for a positive electrode except not having an insulating layer. be able to.

本発明のリチウムイオン二次電池に係るセパレータは、80℃以上(より好ましくは100℃以上)170℃以下(より好ましくは150℃以下)において、その孔が閉塞する性質(すなわちシャットダウン機能)を有していることが好ましく、通常のリチウムイオン二次電池などで使用されているセパレータ、例えば、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン製の微多孔膜を用いることができる。セパレータを構成する微多孔膜は、例えば、PEのみを使用したものやPPのみを使用したものであってもよく、また、PE製の微多孔膜とPP製の微多孔膜との積層体であってもよい。セパレータの厚みは、例えば、10〜30μmであることが好ましい。   The separator according to the lithium ion secondary battery of the present invention has a property (that is, a shutdown function) that the pores are blocked at 80 ° C. or higher (more preferably 100 ° C. or higher) and 170 ° C. or lower (more preferably 150 ° C. or lower). It is preferable that a separator used in a normal lithium ion secondary battery, for example, a microporous membrane made of polyolefin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) can be used. The microporous film constituting the separator may be, for example, one using only PE or one using PP, or a laminate of a PE microporous film and a PP microporous film. There may be. The thickness of the separator is preferably 10 to 30 μm, for example.

本発明のリチウムイオン二次電池において、正極と負極とは、セパレータを介して重ね合わせて構成した積層体(積層電極体)や、更にこの積層体を渦巻状に巻回した巻回体(巻回電極体)として、本発明のリチウムイオン二次電池に使用される。   In the lithium ion secondary battery of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are composed of a laminated body (laminated electrode body) configured by overlapping with a separator, and a wound body (winding) in which the laminated body is wound in a spiral shape. As the rotating electrode body), it is used in the lithium ion secondary battery of the present invention.

打ち抜き工程を経て得られる電極は、積層電極体を構成するのに好適な形状、すなわち、平面視で、円形や幅と長さとの差が小さい矩形の電極が多いが、例えば、巻回電極体を構成するための帯状の電極においても、集電タブに利用するために集電体の一部を露出部として残した部分を、打ち抜きによって電極合剤層を形成した本体部よりも幅の狭い形状(幅狭部)とすることも可能であり、この場合、前記のようなバリによる問題が発生し得る。しかしながら、このような巻回電極体を用いるリチウムイオン二次電池においても、帯状の正極および帯状の負極のうちの少なくとも一方に、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を使用することで、打ち抜きにより生じ得るバリによる問題の発生を抑えて、高い信頼性を確保することができる。   The electrode obtained through the punching process has a shape suitable for constituting a laminated electrode body, that is, a rectangular electrode having a small difference between a circle and a width and a length in plan view. For example, a wound electrode body Even in the band-shaped electrode for forming the electrode, the part of the current collector left as an exposed part for use in the current collecting tab is narrower than the body part in which the electrode mixture layer is formed by punching. It is also possible to use a shape (narrow portion), and in this case, the above-described problem due to burrs may occur. However, even in a lithium ion secondary battery using such a wound electrode body, by using the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention as at least one of a strip-shaped positive electrode and a strip-shaped negative electrode, It is possible to suppress the occurrence of problems due to burrs that may occur due to the above, and to ensure high reliability.

なお、積層電極体の場合、複数枚の正極と複数枚の負極とを、複数枚のセパレータを介して積層して形成する方法が採用できる。また、この他にも、帯状のセパレータ(下側セパレータ)の片面上に一定間隔で正極を複数個配置し、各正極の上に、各正極の形状に合わせて切断したセパレータ(上側セパレータ)を載せ、上側セパレータの周縁部(正極の集電タブが引き出されていない部分の周縁部)を熱融着などして袋状としたセパレータの部分で各正極を包んだ後、下側セパレータの正極とは面していない箇所で、つづら折りに折り畳み、折り畳んだセパレータの、袋状の部分に正極を内包した箇所同士の間や最外部に負極を配置することで、積層電極体を形成することもできる。   In the case of a laminated electrode body, a method of laminating a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes via a plurality of separators can be employed. In addition to this, a plurality of positive electrodes are arranged at regular intervals on one side of a strip-shaped separator (lower separator), and a separator (upper separator) cut according to the shape of each positive electrode is formed on each positive electrode. Put the positive electrode on the lower separator after wrapping each positive electrode in the bag part by heat sealing the peripheral part of the upper separator (peripheral part of the part where the current collector tab of the positive electrode is not pulled out) It is also possible to form a laminated electrode body by arranging the negative electrode between the locations where the positive electrode is included in the bag-shaped part of the folded separator, or at the outermost part in the folded separator at the part not facing it can.

更に、下側セパレータに帯状のセパレータを使用すると共に、上側セパレータにも帯状のセパレータを使用し、下側セパレータの片面上に一定間隔で正極を複数個配置し、その正極配置面に上側セパレータを載せ、各正極の周縁部近傍(正極の集電タブが引き出されていない部分の周縁部近傍)で、下側セパレータと上側セパレータとを熱融着などして袋状としたセパレータの部分に各正極を包んだ後、下側セパレータおよび上側セパレータの正極とは面していない箇所で、つづら折りに折り畳み、折り畳んだセパレータの、袋状の部分に正極を内包した箇所同士の間や最外部に負極を配置することでも、積層電極体を形成することができる。   In addition, a strip separator is used for the lower separator, and a strip separator is also used for the upper separator. A plurality of positive electrodes are arranged on one side of the lower separator at regular intervals. Put each of the separators in a bag shape by heat-sealing the lower separator and the upper separator in the vicinity of the peripheral edge of each positive electrode (near the peripheral edge of the portion where the current collecting tab of the positive electrode is not drawn). After the positive electrode is wrapped, the lower separator and the upper separator are not facing the positive electrode and are folded in a zigzag manner, and the negative electrode is formed between the portions of the folded separator containing the positive electrode in a bag-like part or at the outermost part. A laminated electrode body can also be formed by arranging the electrodes.

本発明のリチウムイオン二次電池に係る非水電解質には、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液(非水電解液)を用いることができる。リチウム塩としては、溶媒中で解離してLiイオンを形成し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こしにくいものであれば特に制限はない。例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbFなどの無機リチウム塩、LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(n≧2)、LiN(RfOSO〔ここでRfはフルオロアルキル基〕などの有機リチウム塩などを用いることができる。 For the non-aqueous electrolyte according to the lithium ion secondary battery of the present invention, for example, a solution (non-aqueous electrolyte) in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent can be used. The lithium salt is not particularly limited as long as it dissociates in a solvent to form Li + ions and hardly causes side reactions such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 and other inorganic lithium salts, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group] and the like can be used. .

非水電解液に用いる有機溶媒としては、前記のリチウム塩を溶解し、電池として使用される電圧範囲で分解などの副反応を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート;プロピオン酸メチルなどの鎖状エステル;γ−ブチロラクトンなどの環状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどの鎖状エーテル;ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリルなどのニトリル類;エチレングリコールサルファイトなどの亜硫酸エステル類;などが挙げられ、これらは2種以上混合して用いることもできる。なお、より良好な特性の電池とするためには、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒など、高い導電率を得ることができる組み合わせで用いることが望ましい。また、これらの非水電解液に充放電サイクル特性の改善、高温貯蔵性や過充電防止などの安全性を向上させる目的で、無水酸、スルホン酸エステル、ジニトリル、ビニレンカーボネート類、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの添加剤(これらの誘導体も含む)を適宜加えることもできる。   The organic solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; dimethoxyethane; Chain ethers such as diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme and tetraglyme; cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and methoxypropionitrile; ethylene Sulfites such as glycol sulfite; and the like. These may be used in combination of two or more. In order to obtain a battery with better characteristics, it is desirable to use a combination that can obtain high conductivity, such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate. In addition, for the purpose of improving safety such as improvement of charge / discharge cycle characteristics, high-temperature storage properties and prevention of overcharge, these non-aqueous electrolytes may be used in acid anhydrides, sulfonic acid esters, dinitriles, vinylene carbonates, 1,3- Additives (including these derivatives) such as propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, and t-butylbenzene may be added as appropriate.

このリチウム塩の非水電解液中の濃度は、0.5〜1.5mol/lとすることが好ましく、0.9〜1.25mol/lとすることがより好ましい。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 to 1.5 mol / l, and more preferably 0.9 to 1.25 mol / l.

また、前記の非水電解液に公知のポリマーなどのゲル化剤を添加してゲル状としたもの(ゲル状電解質)を、本発明のリチウムイオン二次電池に使用してもよい。   Moreover, you may use for the lithium ion secondary battery of this invention what added gelling agents, such as a well-known polymer, to the said nonaqueous electrolyte solution, and was made into the gel form (gel electrolyte).

本発明のリチウムイオン二次電池の形態としては、スチール缶やアルミニウム缶などを外装缶として使用した筒形(角筒形や円筒形など)などが挙げられる。また、本発明のリチウムイオン二次電池を、金属を蒸着したラミネートフィルムを外装体としたソフトパッケージ電池とすることもできる。   Examples of the form of the lithium ion secondary battery of the present invention include a cylindrical shape (such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape) using a steel can or an aluminum can as an outer can. In addition, the lithium ion secondary battery of the present invention can be a soft package battery using a laminate film deposited with a metal as an outer package.

本発明のリチウムイオン二次電池は、従来から知られているリチウムイオン二次電池が適用されている各種用途に用いることができる。   The lithium ion secondary battery of the present invention can be used for various applications to which conventionally known lithium ion secondary batteries are applied.

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

実施例1
<正極の作製>
正極活物質であるLiCoO:100質量部と、バインダであるPVDFを10質量%の濃度で含むNMP溶液:20質量部と、導電助剤である人造黒鉛:1質量部およびケッチェンブラック:1質量部とを、プラネタリーミキサーを用いて混練し、更にNMPを加えて粘度を調節して、正極合剤含有スラリーを調製した。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
LiCoO 2 as positive electrode active material: 100 parts by mass, NMP solution containing PVDF as binder at a concentration of 10% by mass: 20 parts by mass, artificial graphite as conductive aid: 1 part by mass and Ketjen Black: 1 The slurry was mixed with a mass part using a planetary mixer, and NMP was added to adjust the viscosity to prepare a positive electrode mixture-containing slurry.

前記の正極合剤含有スラリーを、厚みが15μmのアルミニウム箔(正極集電体)の両面に塗布した後、120℃で12時間の真空乾燥を行って、アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成した。正極合剤層の形成の際には、アルミニウム箔の一部を残して露出部とした。その後、カレンダー処理を行って正極合剤層の厚みおよび密度を調節した。正極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり60μmであった。   The positive electrode mixture-containing slurry is applied to both surfaces of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 15 μm, and then vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours to form a positive electrode mixture layer on both surfaces of the aluminum foil. Formed. When the positive electrode mixture layer was formed, a part of the aluminum foil was left to be an exposed portion. Thereafter, calendar treatment was performed to adjust the thickness and density of the positive electrode mixture layer. The thickness of the positive electrode mixture layer was 60 μm per one side of the current collector.

オリゴマーであるウレタンアクリレート(ダイセルサイテックス社製「EBECRYL8405」):80質量部、モノマーであるトリプロピレングリコールジアクリレート:20質量部、光重合開始剤であるビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド:2質量部、無機フィラーであるベーマイト(平均粒径1μm):300質量部、並びに溶媒(a)である酢酸エチルと溶媒(b)であるドデカンとの体積比9:1の混合溶媒:600質量部に、ベーマイトに対して5倍量(質量基準)のφ1mmのジルコニアビーズを加え、ボールミルを用いて15時間均一に攪拌後、ろ過して絶縁層形成用組成物を調製した。   Urethane acrylate as an oligomer ("EBECRYL 8405" manufactured by Daicel Cytex): 80 parts by mass, tripropylene glycol diacrylate as a monomer: 20 parts by mass, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) as a photopolymerization initiator -Phenylphosphine oxide: 2 parts by weight, boehmite as an inorganic filler (average particle size 1 μm): 300 parts by weight, and a volume ratio of 9: 1 of ethyl acetate as the solvent (a) and dodecane as the solvent (b) Mixed solvent: 5 parts by weight (mass basis) of φ1 mm zirconia beads was added to 600 parts by weight of the boehmite, stirred uniformly for 15 hours using a ball mill, and then filtered to prepare an insulating layer forming composition. .

この絶縁層形成用組成物を、集電体の両面に形成した正極合剤層の表面と、正極合剤層の形成箇所に隣接するアルミニウム箔の露出部とに塗布し、乾燥した後、紫外線照射によって樹脂(A)を合成することで厚みが4μmの絶縁層を形成して正極用積層体を得た。 This insulating layer forming composition was applied to the surface of the positive electrode mixture layer formed on both sides of the current collector and the exposed portion of the aluminum foil adjacent to the location where the positive electrode mixture layer was formed, dried, and then exposed to ultraviolet light. By synthesizing the resin (A) by irradiation, an insulating layer having a thickness of 4 μm was formed to obtain a laminate for positive electrode.

前記の正極用積層体を、図1に示す形状に打ち抜いて正極を得た。得られた正極は、正極合剤層を形成した本体部が、幅(図1中横方向の長さ): 64.5mm、長さ:110mmで、幅狭部が、幅(図1中横方向の長さ):11mm、長さ:10mmであり、本体部と幅狭部との境界の肩部は、曲率半径が2mmのR形状とした。そして、幅狭部のうち、本体部との境界から図1中上方向へ500μmの位置までは正極合剤層が存在しており、正極合剤層の端部から図1中上方向へ80μmの位置までは集電体表面にも絶縁層が存在するようにし、それ以外の部分は、集電体の露出部とした。   The positive electrode laminate was punched into the shape shown in FIG. 1 to obtain a positive electrode. In the positive electrode obtained, the main body portion on which the positive electrode mixture layer was formed had a width (length in the horizontal direction in FIG. 1): 64.5 mm, a length: 110 mm, and a narrow portion had a width (width in FIG. 1). The length in the direction): 11 mm, the length: 10 mm, and the shoulder portion at the boundary between the main body portion and the narrow portion has an R shape with a radius of curvature of 2 mm. In the narrow portion, the positive electrode mixture layer exists from the boundary with the main body portion to the position of 500 μm upward in FIG. 1, and 80 μm from the end of the positive electrode mixture layer upward in FIG. 1. The insulating layer was also present on the current collector surface up to the position of, and the other portions were exposed portions of the current collector.

<負極の作製>
負極活物質である数平均粒子径が10μmの天然黒鉛:97.5質量部と、バインダであるSBR:1.5質量部と、増粘剤であるCMC:1質量部とに、水を加えて混合し、負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを厚みが8μmの銅箔の両面に塗布した後、120℃で12時間の真空乾燥を行って、銅箔の両面に負極合剤層を形成した。負極合剤層の形成の際には、銅箔の一部を残して露出部とした。その後、カレンダー処理を行って負極合剤層の厚みおよび密度を調節してから、図1に示す形状に打ち抜いて負極を得た。得られた負極は、負極合剤層を形成した本体部が、幅(図1中横方向の長さ):66.5mm、長さ:112mmで、幅狭部が、幅(図1中横方向の長さ):11mm、長さ:10mmであり、本体部と幅狭部との境界の肩部は、曲率半径が2mmのR形状とした。なお、負極には、絶縁層は形成していない。
<Production of negative electrode>
Water is added to 97.5 parts by mass of natural graphite having a number average particle diameter of 10 μm as a negative electrode active material, 1.5 parts by mass of SBR as a binder, and 1 part by mass of CMC as a thickener. And mixed to prepare a negative electrode mixture-containing paste. This negative electrode mixture-containing paste was applied to both sides of a copper foil having a thickness of 8 μm, and then vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours to form negative electrode mixture layers on both sides of the copper foil. When the negative electrode mixture layer was formed, a part of the copper foil was left to be an exposed portion. Thereafter, calendering was performed to adjust the thickness and density of the negative electrode mixture layer, and then punched into the shape shown in FIG. 1 to obtain a negative electrode. In the obtained negative electrode, the main body portion on which the negative electrode mixture layer was formed had a width (length in the horizontal direction in FIG. 1): 66.5 mm, a length: 112 mm, and a narrow portion had a width (width in FIG. 1). The length in the direction): 11 mm, the length: 10 mm, and the shoulder portion at the boundary between the main body portion and the narrow portion has an R shape with a radius of curvature of 2 mm. Note that an insulating layer is not formed on the negative electrode.

<積層電極体の形成>
PE製微多孔膜(厚み16μm、空孔率45%)である帯状セパレータ上に負極と正極を交互に設置しながら、つづら状に折り畳み、所定箇所でセパレータを切断して、6枚の正極と7枚の負極とを有する積層電極体を得た。
<Formation of laminated electrode body>
While the negative electrode and the positive electrode are alternately placed on a belt-like separator made of a microporous membrane made of PE (thickness 16 μm, porosity 45%), it is folded in a zigzag shape, and the separator is cut at a predetermined location to obtain six positive electrodes A laminated electrode body having seven negative electrodes was obtained.

<電池の組み立て>
前記の積層電極体を、2枚のアルミニウムラミネートフィルム(170×125mm)で挟み、積層電極体の上下に配置した両ラミネートフィルムの3辺を熱封止し、60℃で1日真空乾燥を行った後に、両ラミネートフィルムの残りの1辺から非水電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを3:7の体積比で混合した溶媒に、LiPFを1.2mol/lの濃度で溶解させた溶液)を注入した。その後、両ラミネートフィルムの残りの1辺を真空熱封止して、図3に示す外観で、図4に示す構造のリチウムイオン二次電池を得た。
<Battery assembly>
The laminated electrode body is sandwiched between two aluminum laminate films (170 × 125 mm), three sides of both laminated films placed above and below the laminated electrode body are heat-sealed, and vacuum-dried at 60 ° C. for one day. After that, LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.2 mol / l in a non-aqueous electrolyte (a solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 3: 7) from the remaining one side of both laminate films. Solution). Thereafter, the remaining one side of both laminate films was vacuum-sealed to obtain a lithium ion secondary battery having the structure shown in FIG. 4 with the appearance shown in FIG.

ここで、図3および図4について説明すると、図3はリチウムイオン二次電池を模式的に表す平面図であり、図4は、図3のB−B線断面図である。リチウムイオン二次電池100は、2枚のラミネートフィルムで構成したラミネートフィルム外装体200内に、正極10、負極20およびセパレータ30を有し、つづら折りに折り畳まれた構造の積層電極体と、非水電解液(図示しない)とを収容しており、ラミネートフィルム外装体200は、その外周部において、上下のラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。なお、図4では、図面が煩雑になることを避けるために、ラミネートフィルム外装体200を構成している各層、並びに正極10および負極20の各層を区別して示していない。   Here, FIG. 3 and FIG. 4 will be described. FIG. 3 is a plan view schematically showing a lithium ion secondary battery, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. The lithium ion secondary battery 100 includes a laminated electrode body having a positive electrode 10, a negative electrode 20, and a separator 30 in a laminated film outer package 200 composed of two laminated films, and a zigzag folded structure. An electrolyte solution (not shown) is accommodated, and the laminate film outer package 200 is sealed by heat-sealing the upper and lower laminate films at the outer peripheral portion thereof. In FIG. 4, the layers constituting the laminate film outer package 200 and the layers of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are not shown separately in order to avoid the drawing from becoming complicated.

各正極10は、電池100内で集電タブによって正極外部端子14と接続しており、また、図示していないが、各負極20も、電池100内で集電タブによって負極外部端子24と接続している。そして、正極外部端子14および負極外部端子24は、外部の機器などと接続可能なように、片端側がラミネートフィルム外装体200の外側に引き出されている。   Each positive electrode 10 is connected to the positive electrode external terminal 14 by a current collecting tab in the battery 100, and each negative electrode 20 is also connected to the negative electrode external terminal 24 by a current collecting tab in the battery 100. doing. The positive electrode external terminal 14 and the negative electrode external terminal 24 are drawn out to the outside of the laminate film outer package 200 so that they can be connected to an external device or the like.

比較例1
絶縁層の形成位置を、正極合剤層の端部から図1中上方向へ30μmの位置までとした以外は、実施例1と同様にして正極を作製した。そして、この正極を用いた以外は、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 1
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating layer was formed from the end of the positive electrode mixture layer to the position of 30 μm upward in FIG. And the lithium ion secondary battery was produced like Example 1 except having used this positive electrode.

比較例2
絶縁層を形成しなかった以外は実施例1と同様にして正極を作製し、この正極を使用した以外は、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 2
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating layer was not formed, and a lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this positive electrode was used.

実施例および比較例のリチウムイオン二次電池、並びにこれらの電池に用いた正極および積層電極体について、以下の各評価を行った。   The following evaluation was performed about the lithium ion secondary battery of an Example and a comparative example, and the positive electrode and laminated electrode body which were used for these batteries.

<正極のバリの測定>
実施例および比較例のリチウムイオン二次電池に使用した正極について、光学顕微鏡を使用して、200倍の倍率で、幅狭部の全周にわたって、バリの高さを幅狭部の断面方向より観察し、そのうちの最大値をバリ高さとした。
<Measurement of positive electrode burr>
About the positive electrode used for the lithium ion secondary battery of an Example and a comparative example, using an optical microscope, the magnification of a burr is made from the cross-sectional direction of a narrow part over the perimeter of a narrow part at a magnification of 200 times. Observed, and the maximum value among them was defined as the burr height.

<積層電極体の耐電圧測定試験>
実施例および比較例のリチウムイオン二次電池に使用したものと同じ積層電極体を、それぞれ500個作製した。そして、これらの積層電極体について、印加電圧:500kV、電流閾値:60μAの条件で耐電圧試験を行い、不良の発生個数を調べた。
<Withstand voltage measurement test of laminated electrode body>
500 laminated electrode bodies identical to those used in the lithium ion secondary batteries of Examples and Comparative Examples were produced. These laminated electrode bodies were subjected to a withstand voltage test under the conditions of applied voltage: 500 kV and current threshold value: 60 μA, and the number of defects generated was examined.

<リチウムイオン二次電池の放電特性評価>
実施例および比較例のリチウムイオン二次電池について、1Cの電流値で4.2Vまで定電流充電を行い、引き続いて4.2Vの電圧で電流値が0.05Cになるまで定電圧充電を行った後、1Cの電流値で電圧が2.5Vになるまで放電を行って、放電特性を評価した。
<Evaluation of discharge characteristics of lithium ion secondary battery>
About the lithium ion secondary battery of an Example and a comparative example, it carries out constant current charge to 4.2V with the electric current value of 1C, and then performed constant voltage charging with the voltage of 4.2V until the electric current value became 0.05C. After that, discharging was performed at a current value of 1 C until the voltage became 2.5 V, and the discharge characteristics were evaluated.

実施例および比較例のリチウムイオン二次電池に係る正極の構成、および積層電極体の耐電圧測定試験により求められた耐電圧不良の発生個数を表1に示す。また、前記の放電特性評価により得られた実施例1および比較例2のリチウムイオン二次電池の放電曲線を図5に示す。   Table 1 shows the configurations of the positive electrodes according to the lithium ion secondary batteries of Examples and Comparative Examples, and the number of occurrence of withstand voltage failures determined by the withstand voltage measurement test of the laminated electrode body. Moreover, the discharge curve of the lithium ion secondary battery of Example 1 and Comparative Example 2 obtained by the above-mentioned discharge characteristic evaluation is shown in FIG.

Figure 2015072758
Figure 2015072758

表1に示す通り、所定箇所に多孔質の絶縁層を形成した実施例1のリチウムイオン二次電池に係る正極は、絶縁層を形成していない比較例2のリチウムイオン二次電池に係る正極に比べて、バリの高さが小さく、バリの発生が抑えられていた。そして、比較例2のリチウムイオン二次電池に係る積層電極体では、耐電圧測定試験で不良となったものがあったのに対し、実施例1のリチウムイオン二次電池に係る積層電極体では、耐電圧測定試験で不良となったものが全く発生しなかった。よって、実施例1のリチウムイオン二次電池は、比較例2の電池よりも高い信頼性を有しているといえる。   As shown in Table 1, the positive electrode according to the lithium ion secondary battery of Example 1 in which a porous insulating layer was formed at a predetermined position was the positive electrode according to the lithium ion secondary battery of Comparative Example 2 in which no insulating layer was formed. Compared with, the height of burrs was small and the occurrence of burrs was suppressed. And in the laminated electrode body according to the lithium ion secondary battery of Comparative Example 2, there was a defective in the withstand voltage measurement test, whereas in the laminated electrode body according to the lithium ion secondary battery of Example 1, No failure occurred in the withstand voltage measurement test. Therefore, it can be said that the lithium ion secondary battery of Example 1 has higher reliability than the battery of Comparative Example 2.

これに対し、多孔質の絶縁層の形成箇所が不適であった比較例1のリチウムイオン二次電池に係る正極は、比較例2の電池に係る正極に比べるとバリの高さが小さいものの、実施例1の電池に係る正極に比べると、その高さは大きくなった。そして、比較例1のリチウムイオン二次電池に係る積層電極体では、耐電圧測定試験において、比較例1の電池に係る積層電極体に比べると、発生個数は少ないものの、不良となったものが存在していた。よって、比較例2の電池は、実施例1の電池よりも信頼性が劣っているといえる。   On the other hand, the positive electrode according to the lithium ion secondary battery of Comparative Example 1 in which the porous insulating layer was not properly formed had a lower burr height than the positive electrode according to the battery of Comparative Example 2, Compared with the positive electrode according to the battery of Example 1, its height was increased. In the laminated electrode body according to the lithium ion secondary battery of Comparative Example 1, in the withstand voltage measurement test, compared with the laminated electrode body according to the battery of Comparative Example 1, the number of occurrences was small, but the defective one was defective. Existed. Therefore, it can be said that the battery of Comparative Example 2 is inferior in reliability to the battery of Example 1.

また、図5に示す通り、実施例1のリチウムイオン二次電池は、比較例2の電池と1Cでの充放電による放電曲線がほぼ同じであり、正極に多孔質の絶縁層を形成しても、電池の放電特性は良好に維持されていた。   Further, as shown in FIG. 5, the lithium ion secondary battery of Example 1 has substantially the same discharge curve due to charge / discharge in 1C as the battery of Comparative Example 2, and a porous insulating layer is formed on the positive electrode. However, the discharge characteristics of the battery were well maintained.

10 リチウムイオン二次電池用電極(正極)
10a 本体部
10b 幅狭部
11 電極合剤層(正極合剤層)
12 集電体
13 絶縁層
20 負極
30 セパレータ
100 リチウムイオン二次電池
10 Electrode for lithium ion secondary battery (positive electrode)
10a body part 10b narrow part 11 electrode mixture layer (positive electrode mixture layer)
12 Current collector 13 Insulating layer 20 Negative electrode 30 Separator 100 Lithium ion secondary battery

Claims (4)

リチウムイオン二次電池に使用される電極であって、
本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い幅狭部とを有しており、
前記本体部、および前記幅狭部の前記本体部との境界を含む箇所には、集電体の片面または両面に、活物質を含む電極合剤層が形成されており、
前記電極合剤層の表面、および前記幅狭部の、前記電極合剤層の形成部の端部から少なくとも前記電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域は、多孔質の絶縁層で被覆されており、
前記幅狭部のうち、前記絶縁層で被覆されていない箇所の少なくとも一部は、前記集電体が露出していることを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極。
An electrode used in a lithium ion secondary battery,
A main body part, and a narrow part that is narrower than the main body part and protrudes from the main body part in a plan view;
An electrode mixture layer containing an active material is formed on one side or both sides of a current collector at the location including the boundary between the main body portion and the main body portion of the narrow portion,
The surface of the electrode mixture layer and the region of the narrow portion from the end of the electrode mixture layer forming portion to at least the same length as the thickness of the electrode mixture layer are covered with a porous insulating layer. Has been
The current collector is exposed at least at a part of the narrow portion that is not covered with the insulating layer. The electrode for a lithium ion secondary battery, wherein:
前記絶縁層は、無機フィラーを含有している請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the insulating layer contains an inorganic filler. 正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有するリチウムイオン二次電池であって、
前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方が、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用電極であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte,
3. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1.
請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法であって、
集電体の表面の一部に、活物質を含む電極合剤層を形成する工程と、
前記電極合剤層の表面、および前記電極合剤層を形成していない集電体の露出部のうち、前記電極合剤層の形成部の端部から少なくとも前記電極合剤層の厚みと同じ長さまでの領域を、多孔質の絶縁層で被覆して電極用積層体とする工程と、
前記電極用積層体を打ち抜く工程とを有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極の製造方法。
It is a manufacturing method of the electrode for lithium ion secondary batteries according to claim 1 or 2,
Forming an electrode mixture layer containing an active material on a part of the surface of the current collector;
Of the surface of the electrode mixture layer and the exposed portion of the current collector not forming the electrode mixture layer, at least the thickness of the electrode mixture layer from the end of the electrode mixture layer forming portion A step of covering the region up to the length with a porous insulating layer to form a laminate for an electrode;
And a step of punching out the electrode laminate. A method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery.
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