JP2016115593A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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親平 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery, the durability against high rate charge and discharge of which is improved.SOLUTION: A nonaqueous electrolyte secondary battery 100 including a wound electrode body 200 and a nonaqueous electrolyte 90 and a battery case 300 is provided. The wound electrode body 200 includes a positive electrode sheet 220, a negative electrode sheet 240, and separator sheets 260, 280. The separator sheets 260, 280 include a base material layer and a heat-resistant porous layer, where the heat-resistant porous layer contains a filler and a binder. The solubility parameter of the binder located in the winding center of the wound electrode body 200 is closer to that of the nonaqueous electrolyte 90, compared with the solubility parameter of the binder located in the outer periphery of winding.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池は、軽量でエネルギー密度が高いことから、パソコンや携帯端末などのいわゆるポータブル電源のほか、近年では車両駆動用電源としても利用されるようになってきている。非水電解液二次電池の代表的な構成では、シート形状の正極(正極シート)と、シート形状の負極(負極シート)との間にシート形状のセパレータ(セパレータシート)が介在されている。例えば、正極シートと負極シートとをセパレータシートを介在させた状態で重ね合わせ、これを捲回した捲回電極体を備えた構成が知られている。セパレータシートとしては、樹脂製の多孔質シート等が用いられている。また、耐熱性の向上や熱収縮の抑制等を目的とする耐熱多孔質層を表面に有する形態のセパレータシートも知られている。例えば特許文献1には、フィラーと有機バインダを含む耐熱多孔質層を有する電気化学素子用セパレータが記載されている。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are lightweight and have high energy density, so in recent years they have been used as power sources for vehicle driving in addition to so-called portable power sources such as personal computers and portable terminals. It has become to. In a typical configuration of a non-aqueous electrolyte secondary battery, a sheet-shaped separator (separator sheet) is interposed between a sheet-shaped positive electrode (positive electrode sheet) and a sheet-shaped negative electrode (negative electrode sheet). For example, a configuration is known that includes a wound electrode body in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are overlapped with a separator sheet interposed therebetween and wound. As the separator sheet, a resin porous sheet or the like is used. In addition, a separator sheet having a heat-resistant porous layer on the surface for the purpose of improving heat resistance and suppressing thermal shrinkage is also known. For example, Patent Document 1 describes an electrochemical element separator having a heat-resistant porous layer containing a filler and an organic binder.

特開2014−170752号公報JP 2014-170752 A

ところで、非水電解液二次電池の用途のなかには、ハイレートでの充電または放電を含むパターンで充放電を繰り返す態様で使用されることが想定されるものがある。車両の動力源として用いられる非水電解液二次電池は、このような使用態様が想定される非水電解液二次電池の代表例である。しかし、このようにハイレートでの充電または放電を含むパターンで充放電を繰り返す充放電パターン(ハイレート充放電サイクル)では、ローレートでの充放電サイクルに比べて非水電解液二次電池の性能低下(電池抵抗の上昇等)が大きくなりがちである。   By the way, some uses of the non-aqueous electrolyte secondary battery are assumed to be used in a mode in which charging and discharging are repeated in a pattern including charging or discharging at a high rate. A non-aqueous electrolyte secondary battery used as a power source for vehicles is a typical example of a non-aqueous electrolyte secondary battery in which such a usage mode is assumed. However, in the charge / discharge pattern (high rate charge / discharge cycle) in which charging / discharging is repeated in a pattern including charging or discharging at a high rate in this way, the performance of the non-aqueous electrolyte secondary battery is reduced compared to the charging / discharging cycle at a low rate ( Battery resistance rise etc.) tends to be large.

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ハイレート充放電に対する耐久性が改善された非水電解液二次電池を提供することである。   This invention is made | formed in view of this condition, The main objective is to provide the non-aqueous-electrolyte secondary battery with improved durability with respect to high-rate charging / discharging.

捲回電極体を備えた非水電解液二次電池にハイレート充放電サイクルを適用すると、該捲回電極体の捲回中心部と捲回外周部との間に温度差が生じ得る。具体的には、捲回中心部は熱が籠りやすいため、該捲回中心部の温度が捲回外周部の温度よりも大きく上昇し得る。一方、一般に非水電解液は、温度が上昇するにつれて熱膨張により体積が増加する。捲回電極体に浸透している非水電解液の温度が上昇すると、上記の体積増加により、該非水電解液の一部が該捲回電極体の捲回軸方向端部から押し出される(排出される)。本発明者は、上述のように捲回電極体の捲回中心部の温度が捲回外周部の温度よりも大きく上昇すると、捲回中心部に浸透している非水電解液は、捲回外周部に浸透している非水電解液に比べてより大きく熱膨張するため捲回軸方向端部からより多く排出され、これにより捲回中心部と捲回外周部とで非水電解液の保持量(保液量)に場所による偏り(ムラ)が生じ、このことが電池の部分的な劣化を促進し、ハイレート充放電サイクルによる性能劣化の一因になり得ると考えた。そして、捲回外周部に比べて温度上昇が大きくなりやすい捲回中心部を、捲回外周部に比べて非水電解液に対する親和性の高い構成とすることにより、上記の課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成した。   When a high rate charge / discharge cycle is applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery equipped with a wound electrode body, a temperature difference may occur between the wound center portion and the wound outer peripheral portion of the wound electrode body. Specifically, since the winding center portion is likely to generate heat, the temperature of the winding center portion can be increased more than the temperature of the winding outer peripheral portion. On the other hand, the volume of the non-aqueous electrolyte generally increases due to thermal expansion as the temperature rises. When the temperature of the non-aqueous electrolyte penetrating the wound electrode body rises, a part of the non-aqueous electrolyte solution is pushed out from the winding axial end of the wound electrode body due to the increase in volume (discharge) ) As described above, when the temperature of the winding center portion of the wound electrode body rises higher than the temperature of the wound outer peripheral portion, the present inventor Since the thermal expansion is larger than that of the non-aqueous electrolyte penetrating the outer peripheral portion, more is discharged from the end portion in the winding axis direction. It was thought that the amount of retention (liquid retention amount) was uneven (uneven) depending on the location, which promoted partial deterioration of the battery and could contribute to performance degradation due to high-rate charge / discharge cycles. And the above-mentioned subject can be solved by making the winding center part which a temperature rise tends to become large compared with a winding outer periphery part into a structure with high affinity to a nonaqueous electrolyte compared with a winding outer periphery part. As a result, the present invention has been completed.

本発明により提供される非水電解液二次電池は、捲回電極体と、非水電解液と、上記捲回電極体および上記非水電解液を収容する電池ケースとを備える。上記捲回電極体は、正極シートと、負極シートと、上記正極シートと上記負極シートとの間に介在するセパレータシートとを含む。上記セパレータシートは、基材層と、該基材層上に配置された耐熱多孔質層とを含む。上記耐熱多孔質層は、フィラーおよびバインダを含む。そして、上記捲回電極体の捲回中心部に位置する上記バインダの溶解パラメータは、該捲回電極体の捲回外周部に位置する上記バインダの溶解パラメータに比べて、より上記非水電解液の溶解パラメータに近い。かかる構成の非水電解液二次電池は、ハイレート充放電サイクルに対する耐久性が改善されたものとなり得る。例えば、ハイレート充放電サイクルによる電池抵抗の上昇が抑制されたものとなり得る。   The non-aqueous electrolyte secondary battery provided by the present invention includes a wound electrode body, a non-aqueous electrolyte, and a battery case that houses the wound electrode body and the non-aqueous electrolyte. The wound electrode body includes a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator sheet interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. The separator sheet includes a base material layer and a heat-resistant porous layer disposed on the base material layer. The heat resistant porous layer contains a filler and a binder. And, the dissolution parameter of the binder located at the winding center part of the wound electrode body is more non-aqueous electrolyte than the dissolution parameter of the binder located at the wound outer peripheral part of the wound electrode body. Close to the solubility parameter. The non-aqueous electrolyte secondary battery having such a configuration can have improved durability against a high rate charge / discharge cycle. For example, an increase in battery resistance due to a high rate charge / discharge cycle can be suppressed.

本発明の範囲を限定するものではないが、上記構成により課題が解決される理由として、例えば以下のことが考えられる。すなわち、上記構成の非水電解液二次電池は、捲回電極体の捲回外周部に位置する耐熱多孔質層に含まれるバインダに比べて、該捲回電極体の捲回中心部に位置する耐熱多孔質層に含まれるバインダのほうが非水電解液に対する親和性が高い。このため、捲回中心部に浸透している非水電解液は、捲回外周部に浸透している非水電解液に比べて、より捲回電極体内に保持されやすく(排出されにくく)なっている。したがって、捲回中心部が捲回外周部に比べて高温になっても、捲回中心部から捲回電極体外に排出される非水電解液の量と、捲回外周部から捲回電極体外に排出される非水電解液の量との差を低減することができる。その結果として、捲回中心部と捲回外周部との非水電解液の保液量のムラ(ひいては電池反応のムラ)が緩和され、これによりハイレート充放電サイクルに対する耐久性が改善されたものと考えられる。また、非水電解液に対する親和性の高いバインダは、該非水電解液による膨潤性が高くなる傾向にある。このようなバインダを捲回中心部に用いることにより、上記膨潤を利用して捲回中心部における保液量を増やすことができる。保液量が増えると比熱が大きくなり、熱伝導率も上昇するので、捲回中心部の温度上昇が抑制される。これにより捲回外周部と捲回中心部との温度差(熱のムラ)を低減することができる。また、捲回中心部の温度上昇が抑制されることにより、非水電解液の熱膨張による該非水電解液の捲回電極体外への排出が抑制され得る。これらの要因もハイレート充放電サイクルに対する耐久性の改善に寄与し得ると考えられる。   Although the scope of the present invention is not limited, for example, the following can be considered as a reason why the above-described configuration solves the problem. That is, the non-aqueous electrolyte secondary battery having the above configuration is positioned at the center of winding of the wound electrode body as compared with the binder included in the heat-resistant porous layer positioned at the outer periphery of the wound electrode body. The binder contained in the heat-resistant porous layer that has a higher affinity for the non-aqueous electrolyte. For this reason, the non-aqueous electrolyte that permeates the winding center is more easily held (difficult to be discharged) than the non-aqueous electrolyte that permeates the winding outer periphery. ing. Therefore, even when the winding center is hotter than the winding outer periphery, the amount of the non-aqueous electrolyte discharged from the winding center to the outside of the winding electrode body and the winding electrode body outside the winding electrode body. It is possible to reduce the difference from the amount of the non-aqueous electrolyte discharged. As a result, non-uniformity in the amount of non-aqueous electrolyte solution held in the winding center and winding outer periphery (and hence unevenness in battery reaction) has been alleviated, thereby improving durability against high-rate charge / discharge cycles. it is conceivable that. Further, a binder having a high affinity for the non-aqueous electrolyte tends to be highly swellable by the non-aqueous electrolyte. By using such a binder in the winding center part, the liquid retention amount in the winding center part can be increased using the swelling. As the amount of liquid retained increases, the specific heat increases and the thermal conductivity also increases, so that the temperature rise in the winding center is suppressed. Thereby, the temperature difference (heat unevenness) between the wound outer peripheral portion and the wound center portion can be reduced. Moreover, the discharge of the nonaqueous electrolyte solution outside the wound electrode body due to the thermal expansion of the nonaqueous electrolyte solution can be suppressed by suppressing the temperature rise in the winding center portion. It is considered that these factors can also contribute to improvement of durability against the high rate charge / discharge cycle.

一実施形態に係る非水電解液二次電池を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る非水電解液二次電池の捲回電極体を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the winding electrode body of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る非水電解液二次電池のセパレータシートおよび正極シートを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the separator sheet and positive electrode sheet | seat of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concern on one Embodiment. 中心側領域のバインダ含有率と抵抗上昇率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the binder content rate of a center side area | region, and a resistance increase rate.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下では上記非水電解液二次電池がリチウムイオン二次電池である場合を例として本発明をより詳しく説明するが、本発明の適用対象を限定する意図ではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. In the following, the present invention will be described in more detail by taking the case where the non-aqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery as an example, but the application target of the present invention is not intended to be limited.

本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の概略構成を図1〜3に示す。このリチウムイオン二次電池100は、図2に示すような扁平形状の捲回電極体200が、非水電解液90とともに、扁平な角形の電池ケース300に収容された構成を有する。非水電解液90は、その少なくとも一部が捲回電極体200に含浸している。   A schematic configuration of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. The lithium ion secondary battery 100 has a configuration in which a flat wound electrode body 200 as shown in FIG. 2 is housed in a flat rectangular battery case 300 together with a non-aqueous electrolyte 90. At least a part of the non-aqueous electrolyte 90 is impregnated in the wound electrode body 200.

電池ケース300は、一端に開口部を有する箱形のケース本体320と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ封口板(蓋体)340とから構成される。電池ケース300の上面(すなわち蓋体340)には、外部接続用の正極端子420および負極端子440が設けられている。正極端子420および負極端子440は、それぞれ、捲回電極体200を構成する正極シート220および負極シート240と電気的に接続されている。電池ケース300の材質としては、例えばアルミニウムやスチール等の金属材料を好ましく採用し得る。   The battery case 300 includes a box-shaped case main body 320 having an opening at one end, and a sealing plate (lid body) 340 that is attached to the opening and closes the opening. A positive electrode terminal 420 and a negative electrode terminal 440 for external connection are provided on the upper surface (that is, the lid 340) of the battery case 300. The positive electrode terminal 420 and the negative electrode terminal 440 are electrically connected to the positive electrode sheet 220 and the negative electrode sheet 240 constituting the wound electrode body 200, respectively. As the material of the battery case 300, for example, a metal material such as aluminum or steel can be preferably used.

かかる構成のリチウムイオン二次電池100の構築(組立て)は、例えば、ケース本体320の開口部から捲回電極体200を内部に収容し、上記開口部に蓋体340を取り付けた後、蓋体340に設けられた図示しない注入孔から電池ケース300内に適当量の非水電解液90を注入し、次いで該注入孔を塞ぐことによって行うことができる。   The construction (assembly) of the lithium ion secondary battery 100 having such a configuration includes, for example, housing the wound electrode body 200 from the opening of the case body 320 and attaching the lid 340 to the opening, and then the lid An appropriate amount of the non-aqueous electrolyte 90 is injected into the battery case 300 from an injection hole (not shown) provided at 340, and then the injection hole is closed.

非水電解液90としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒中に支持塩を含む組成を有する。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、プロピレンカーボネート等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、支持塩としては、例えば、LiPFやLiBF等のリチウム塩を用いることができる。支持塩の濃度は特に限定されず、例えば0.9〜1.2mol/L程度とすることができる。 As the nonaqueous electrolytic solution 90, the same nonaqueous electrolytic solution that has been conventionally used for lithium ion secondary batteries can be used without particular limitation. Such a non-aqueous electrolyte typically has a composition comprising a supporting salt in a suitable non-aqueous solvent. As the non-aqueous solvent, for example, one or more selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), propylene carbonate, and the like are used. be able to. In addition, as the supporting salt, for example, a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 can be used. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, and can be, for example, about 0.9 to 1.2 mol / L.

捲回電極体200は、図2に示すように、長尺なシート状の正極(正極シート)220と、長尺シート状の負極(負極シート)240と、二枚の長尺シート状のセパレータ(セパレータシート)260,280とを備える。   As shown in FIG. 2, the wound electrode body 200 includes a long sheet-like positive electrode (positive electrode sheet) 220, a long sheet-like negative electrode (negative electrode sheet) 240, and two long sheet-like separators. (Separator sheets) 260 and 280.

正極シート220は、長尺なシート状の正極集電体221と、正極活物質層223とを備える。正極集電体221としては、アルミニウム箔などのような導電性の良い金属箔が好適に使用される。正極シート220には、正極集電体221の幅方向片側の端部に沿って、正極活物質層223が形成されず正極集電体221が露出した正極活物質層非形成部222が設定されている。正極活物質層223は、正極活物質層非形成部222を除いて、正極集電体221の両面に保持されている。   The positive electrode sheet 220 includes a long sheet-like positive electrode current collector 221 and a positive electrode active material layer 223. As the positive electrode current collector 221, a metal foil having good conductivity such as an aluminum foil is preferably used. In the positive electrode sheet 220, a positive electrode active material layer non-formation part 222 in which the positive electrode current collector 221 is exposed without the formation of the positive electrode active material layer 223 is set along one end in the width direction of the positive electrode current collector 221. ing. The positive electrode active material layer 223 is held on both surfaces of the positive electrode current collector 221 except for the positive electrode active material layer non-forming portion 222.

正極活物質層223は、正極活物質を含み、必要に応じて導電材やバインダなどの任意成分を含み得る。これらは、リチウムイオン二次電池の正極に使用し得る公知の材料から適宜選択することができる。例えば、正極活物質としては、LiNi1/3Co1/3Mn1/3(リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物)、LiNiO(ニッケル酸リチウム)、LiCoO(コバルト酸リチウム)、LiMn(マンガン酸リチウム)などのリチウム遷移金属酸化物を用いることができる。導電材としては、アセチレンブラック(AB)等の粉末状カーボン材料を用いることができる。バインダとしては、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)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のポリマーを用いることができる。 The positive electrode active material layer 223 includes a positive electrode active material, and may include an optional component such as a conductive material or a binder as necessary. These can be appropriately selected from known materials that can be used for the positive electrode of the lithium ion secondary battery. For example, as the positive electrode active material, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (lithium nickel cobalt manganese composite oxide), LiNiO 2 (lithium nickelate), LiCoO 2 (lithium cobaltate), LiMn 2 Lithium transition metal oxides such as O 4 (lithium manganate) can be used. As the conductive material, a powdery carbon material such as acetylene black (AB) can be used. As the binder, polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), carboxymethyl cellulose (CMC), styrene butadiene rubber (SBR), and the like can be used.

負極シート240は、長尺なシート状の負極集電体241と、負極活物質層243とを備える。負極集電体241としては、銅箔などのような導電性の良い金属箔が好適に使用される。負極シート240には、負極集電体241の幅方向片側の端部に沿って、負極活物質層243が形成されず負極集電体241が露出した負極活物質層非形成部242が設定されている。負極活物質層243は、負極活物質層非形成部242を除いて、負極集電体241の両面に保持されている。   The negative electrode sheet 240 includes a long sheet-like negative electrode current collector 241 and a negative electrode active material layer 243. As the negative electrode current collector 241, a metal foil with good conductivity such as a copper foil is preferably used. The negative electrode sheet 240 is provided with a negative electrode active material layer non-formation part 242 where the negative electrode current collector 241 is exposed without forming the negative electrode active material layer 243 along the end of one side in the width direction of the negative electrode current collector 241. ing. The negative electrode active material layer 243 is held on both surfaces of the negative electrode current collector 241 except for the negative electrode active material layer non-forming portion 242.

負極活物質層243は、負極活物質を含み、必要に応じてバインダなどの任意成分を含み得る。これらは、リチウムイオン二次電池の負極に使用し得る公知の材料から適宜選択することができる。例えば、負極活物質としては、グラファイトカーボンやアモルファスカーボンなどの炭素質粒子を好ましく使用し得る。バインダとしては、SBRやCMC等のポリマーを用いることができる。   The negative electrode active material layer 243 includes a negative electrode active material, and may include an optional component such as a binder as necessary. These can be appropriately selected from known materials that can be used for the negative electrode of a lithium ion secondary battery. For example, carbonaceous particles such as graphite carbon and amorphous carbon can be preferably used as the negative electrode active material. As the binder, polymers such as SBR and CMC can be used.

正極活物質層非形成部222と負極活物質層非形成部242とは、捲回電極体200の捲回軸方向の両端部に位置しており、それぞれ上述の正極端子420および負極端子440と電気的に接続されている。   The positive electrode active material layer non-formation part 222 and the negative electrode active material layer non-formation part 242 are located at both ends in the winding axis direction of the wound electrode body 200, and the positive electrode terminal 420 and the negative electrode terminal 440 described above, respectively. Electrically connected.

セパレータシート260,280は、正極シート220と負極シート240とを隔てる部材である。本例において、セパレータシート260とセパレータシート280とは同じ構成を有する。そこで、以下ではセパレータシート260を例としてその構造をより詳しく説明する。   Separator sheets 260 and 280 are members that separate positive electrode sheet 220 and negative electrode sheet 240. In this example, the separator sheet 260 and the separator sheet 280 have the same configuration. Therefore, the structure of the separator sheet 260 will be described in more detail below as an example.

セパレータシート260は、図3に示すように、基材層262と、その片面(図示する例では、正極活物質層223と向かい合う側の面)上に配置された耐熱多孔質層264とを有する。基材層262としては、樹脂製の多孔質シートを用いることができ、例えばポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂製の多孔質シートを好適に用いることができる。基材層262は、単層構造(例えば、PE樹脂からなる単層構造)であってもよく、多層構造(例えば、PP/PE/PPの三層構造)であってもよい。耐熱多孔質層264は、基材層262の全長に亘って設けられていることが好ましい。好ましい一態様では、基材層262の片面の全範囲に耐熱多孔質層264が設けられている。このことによって、セパレータシート260の耐熱性を高める効果や熱収縮を抑制する効果がよりよく発揮され得る。   As shown in FIG. 3, the separator sheet 260 includes a base material layer 262 and a heat-resistant porous layer 264 disposed on one surface thereof (in the illustrated example, the surface facing the positive electrode active material layer 223). . As the base material layer 262, a resin porous sheet can be used. For example, a porous sheet made of polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) can be suitably used. The base material layer 262 may have a single layer structure (for example, a single layer structure made of PE resin) or a multilayer structure (for example, a three-layer structure of PP / PE / PP). The heat resistant porous layer 264 is preferably provided over the entire length of the base material layer 262. In a preferred embodiment, the heat resistant porous layer 264 is provided over the entire area of one side of the base material layer 262. As a result, the effect of increasing the heat resistance of the separator sheet 260 and the effect of suppressing heat shrinkage can be better exhibited.

耐熱多孔質層264は、フィラーとバインダとを含む。フィラーとしては、無機フィラーおよび有機フィラーのいずれも使用可能であり、無機フィラーと有機フィラーとを併用してもよい。耐熱性や電気化学的安定性等の観点から無機フィラーを好ましく使用し得る。無機フィラーの好適例として、アルミナ(Al)、アルミナ水和物(例えばベーマイト(Al・HO))、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、炭酸マグネシウム(MgCO)等の無機金属化合物が例示される。有機フィラーとしては、基材層の構成材料よりも高融点の樹脂粒子(例えば、アラミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の高耐熱性樹脂粒子)を用いることができる。耐熱多孔質層264に用いられるバインダは、特に限定されず、例えばSBR、CMC、PVDF、PTFE、PE、アクリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等から適当なものを選択することができる。 The heat resistant porous layer 264 includes a filler and a binder. As the filler, either an inorganic filler or an organic filler can be used, and an inorganic filler and an organic filler may be used in combination. Inorganic fillers can be preferably used from the viewpoints of heat resistance and electrochemical stability. Preferable examples of the inorganic filler include alumina (Al 2 O 3 ), alumina hydrate (for example, boehmite (Al 2 O 3 .H 2 O)), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ) And the like. As the organic filler, resin particles having a melting point higher than that of the constituent material of the base material layer (for example, high heat resistant resin particles such as aramid, polyimide, polyphenylene sulfide, etc.) can be used. The binder used for the heat resistant porous layer 264 is not particularly limited, and for example, an appropriate one can be selected from SBR, CMC, PVDF, PTFE, PE, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like.

耐熱多孔質層264のうち捲回電極体200の捲回中心部に位置する部分(中心側領域)264AのバインダBinと、捲回外周部に位置する部分(外周側領域)264BのバインダBoutとでは、溶解パラメータ(Solubility Parameter、以下「SP値」ともいう。)の異なる材料が用いられている。ここで、セパレータシート260の長手方向(図3の左右方向)において、耐熱多孔質層240の中心側領域264Aは、外周側領域264Bよりも捲回中心側端(捲回電極体200において、セパレータシート260の巻き始め側に対応する端)に配置されている。言い換えると、耐熱多孔質層240の外周側領域264Bは、中心側領域264Aよりも捲回外周側端(捲回電極体200において、セパレータシート260の巻き終わり側に対応する端)に配置されている。   Of the heat-resistant porous layer 264, the portion Bin of the winding electrode body 200 (center side region) 264A, the binder Bin of the winding outer peripheral portion (outer side region) 264B of the binder Bout In this case, materials having different solubility parameters (hereinafter also referred to as “SP values”) are used. Here, in the longitudinal direction of the separator sheet 260 (left-right direction in FIG. 3), the center side region 264A of the heat resistant porous layer 240 is wound around the center side end (in the wound electrode body 200, the separator is closer to the outer periphery side region 264B). The sheet 260 is disposed at the end corresponding to the winding start side). In other words, the outer peripheral side region 264B of the heat-resistant porous layer 240 is arranged at the wound outer peripheral side end (the end corresponding to the winding end side of the separator sheet 260 in the wound electrode body 200) than the central side region 264A. Yes.

バインダBinおよびバインダBoutは、BinのSP値(SPin)と非水電解液90のSP値(SPe)との差が、BoutのSP値(SPout)と非水電解液90のSP値(SPe)との差よりも小さくなるように選択されている。すなわち、SPin、SPoutおよびSPeは、以下の式(1)を満たす関係を有する。
|SPe−SPin|<|SPe−SPout| (1)
The difference between the Bin SP value (SPin) and the SP value (SPe) of the non-aqueous electrolyte 90 is such that the Bin SP value (SPe) of the Bout and the SP value (SPe) of the non-aqueous electrolyte 90 are different. Is selected to be smaller than the difference. That is, SPin, SPout and SPe have a relationship satisfying the following formula (1).
| SPe-SPin | <| SPe-SPout | (1)

ここで、SP値とは、溶媒と溶質との間に作用する力を分子間力のみと仮定した場合に、この分子間力をSP値(溶解パラメータ)と見なしたものである。非水電解液のSP値(SPe)としては、該非水電解液に含まれる非水溶媒のSP値を用いることができ、複数種類の非水溶媒を含む場合は各非水溶媒のSP値に体積比を乗じて合算した値を用いることができる。各非水溶媒のSP値としては、公知資料に記載の値を用いることができる。ここに開示される技術では、ECのSP値として14.7、DECのSP値として8.8、EMCのSP値として9.4、DMCのSP値として9.9を用いるものとする。   Here, the SP value refers to the intermolecular force as the SP value (solubility parameter) when it is assumed that the force acting between the solvent and the solute is only the intermolecular force. As the SP value (SPe) of the non-aqueous electrolyte, the SP value of the non-aqueous solvent contained in the non-aqueous electrolyte can be used. When a plurality of types of non-aqueous solvents are included, the SP value of each non-aqueous solvent is used. A value obtained by multiplying by the volume ratio can be used. As the SP value of each non-aqueous solvent, values described in known materials can be used. In the technique disclosed herein, 14.7 is used as the SP value of EC, 8.8 is used as the SP value of DEC, 9.4 is used as the SP value of EMC, and 9.9 is used as the SP value of DMC.

バインダBinのSP値(SPin)としては、該バインダBinを構成する樹脂のSP値を用いることができ、バインダBinが複数種類の樹脂を含む場合は各樹脂のSP値に重量比を乗じて合算した値を用いることができる。各樹脂のSP値としては、公知資料に記載されている値を用いることができ、該樹脂の製造元等によりSP値の情報が公開されている場合にはそのSP値を採用することができる。SP値の情報がない場合には、フェドーズ(Fedors)法に基づいて計算される理論値を採用することができる。バインダBoutのSP値についても同様である。   As the SP value (SPin) of the binder Bin, the SP value of the resin constituting the binder Bin can be used. When the binder Bin includes a plurality of types of resins, the SP value of each resin is multiplied by the weight ratio and added up. Values can be used. As the SP value of each resin, a value described in publicly known materials can be used, and when the SP value information is disclosed by the manufacturer of the resin, the SP value can be adopted. When there is no SP value information, a theoretical value calculated based on the Fedors method can be adopted. The same applies to the SP value of the binder Bout.

一般に、二種の材料のSP値が近くなると(言い換えると、SP値の差が小さくなると)、それらの材料の親和性は高くなる傾向にある。したがって、SPin、SPoutおよびSPeが上記式(1)を満たすということは、耐熱多孔質層264のうち外周側領域264Bに含まれるバインダBoutに比べて、中心側領域264Aに含まれるバインダBinのほうが、非水電解液90に対する親和性がより高いことを意味する。このように非水電解液90に対する親和性がより高いバインダBinを捲回中心部に配置することにより、該捲回中心部に浸透している非水電解液90が捲回電極体200内に保持(維持)されやすくなる。したがって、捲回中心部が捲回外周部に比べて高温になっても、捲回電極体200の捲回軸方向端部200Aにおいて、捲回中心部から捲回電極体200の外に排出される非水電解液90の量と、捲回外周部から捲回電極体200の外に排出される非水電解液90の量との差を低減することができる。これにより、捲回中心部と捲回外周部との非水電解液の保液量のムラ(ひいては電池反応のムラ)を緩和し、ハイレート充放電サイクルに対する耐久性を改善することができる。   In general, when the SP values of two kinds of materials are close (in other words, the difference between the SP values is small), the affinity of these materials tends to increase. Therefore, SPin, SPout and SPe satisfy the above formula (1) means that the binder Bin included in the central region 264A is more than the binder Bout included in the outer peripheral region 264B of the heat resistant porous layer 264. This means that the affinity for the non-aqueous electrolyte 90 is higher. Thus, by disposing the binder Bin having higher affinity for the non-aqueous electrolyte 90 in the winding center, the non-aqueous electrolyte 90 penetrating into the winding center is in the winding electrode body 200. It becomes easy to be held (maintained). Therefore, even when the winding center portion becomes hotter than the winding outer peripheral portion, the winding electrode body 200 is discharged from the winding center portion to the outside of the winding electrode body 200 at the winding axis direction end portion 200A. The difference between the amount of the non-aqueous electrolyte 90 and the amount of the non-aqueous electrolyte 90 discharged from the wound outer peripheral portion to the outside of the wound electrode body 200 can be reduced. Thereby, the non-aqueous electrolyte non-uniformity of the nonaqueous electrolyte solution at the winding center portion and the winding outer peripheral portion (and consequently the non-uniformity of the battery reaction) can be alleviated and the durability against the high rate charge / discharge cycle can be improved.

バインダBinおよびバインダBoutは、|SPe−SPout|と|SPe−SPin|との差が0よりも大きくなるように選択することができ、上記の差が1.0以上(より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは2以上)となるように選択することが好ましい。|SPe−SPout|と|SPe−SPin|との差の上限は特に限定されないが、通常は7以下であり、典型的には6以下、例えば5以下である。また、特に限定するものではないが、|SPe−SPin|の値は、典型的には3.5以下であり、通常は3.0以下であることが好ましく、2.5以下(例えば2.19以下)であることがより好ましい。   The binder Bin and the binder Bout can be selected so that the difference between | SPe−SPout | and | SPe−SPin | is greater than 0, and the above difference is 1.0 or more (more preferably 1.5). As described above, it is preferable to select so as to be 2 or more. The upper limit of the difference between | SPe−SPout | and | SPe−SPin | is not particularly limited, but is usually 7 or less, typically 6 or less, for example 5 or less. Although not particularly limited, the value of | SPe−SPin | is typically 3.5 or less, preferably 3.0 or less, and preferably 2.5 or less (for example, 2. 19 or less) is more preferable.

なお、非水電解液のSP値は、該非水電解液に使用する非水溶媒の種類や、複数種類の非水溶媒を用いる場合におけるそれらの使用量比により調節することができる。BinおよびBoutのSP値は、各バインダの原料モノマーの種類、複数種類の原料モノマーが用いられている場合にはそれらの使用量比、ポリマーの構造等により調節することができる。当業者であれば、所望のSP値を有する材料を市販品のなかから適宜選択し、あるいは合成して使用することができる。   Note that the SP value of the non-aqueous electrolyte can be adjusted by the type of non-aqueous solvent used in the non-aqueous electrolyte and the ratio of the amounts used when a plurality of types of non-aqueous solvents are used. The SP values of Bin and Bout can be adjusted by the type of raw material monomer for each binder, the use amount ratio of a plurality of types of raw material monomers, the structure of the polymer, and the like. A person skilled in the art can appropriately select or synthesize a material having a desired SP value from commercially available products.

特に限定するものではないが、耐熱多孔質層264の中心側領域264Aの長さがセパレータシート260の全長に占める割合は、例えば10〜90%とすることができる。中心側領域264Aと外周側領域264BとでバインダのSP値を異ならせることによる効果をよりよく発揮する観点からは、通常は上記割合を30〜70%とすることが適当であり、40〜60%とすることが好ましく、45〜55%とすることがより好ましい。   Although it does not specifically limit, the ratio for which the length of center side area | region 264A of the heat resistant porous layer 264 occupies the full length of the separator sheet 260 can be 10 to 90%, for example. From the viewpoint of better exhibiting the effect of different SP values of the binder in the center side region 264A and the outer peripheral side region 264B, it is usually appropriate to set the ratio to 30 to 70%. %, Preferably 45 to 55%.

耐熱多孔質層264の形成方法は特に限定されない。例えば、フィラー、バインダおよび溶媒を含むスラリーを基材層262の表面(ここでは片面)に塗布し、さらに乾燥することによって形成する方法を好ましく採用することができる。上記スラリーに用いられる溶媒としては、水または水を主体とする混合溶媒を好ましく使用し得る。   The formation method of the heat resistant porous layer 264 is not particularly limited. For example, a method in which a slurry containing a filler, a binder, and a solvent is applied to the surface (here, one surface) of the base material layer 262 and then dried can be preferably employed. As the solvent used in the slurry, water or a mixed solvent mainly composed of water can be preferably used.

耐熱多孔質層264におけるバインダの含有率は特に限定されない。フィラーを適切に結着するとともに耐熱多孔質層264を基材層262に適度な剥離強度で接着し、かつ内部抵抗の上昇を抑制する観点から、中心側領域264Aおよび外周側領域264Bの各々における上記バインダの含有率は、例えば0.5〜5重量%とすることができ、通常は1〜3重量%とすることが適当であり、1〜2.6重量%とすることが好ましい。また、中心側領域264AにおけるBinの含有率は、例えば1重量%以上とすることができる。非水電解液の排出抑制効果を高める観点からは、Binの含有率を1.5重量%以上とすることが好ましく、2重量%以上とすることがより好ましい。   The binder content in the heat resistant porous layer 264 is not particularly limited. From the viewpoints of appropriately binding the filler, adhering the heat-resistant porous layer 264 to the base material layer 262 with an appropriate peel strength, and suppressing an increase in internal resistance, each of the central region 264A and the outer peripheral region 264B The binder content can be, for example, 0.5 to 5% by weight, usually 1 to 3% by weight, and preferably 1 to 2.6% by weight. Moreover, the content rate of Bin in center side area | region 264A can be 1 weight% or more, for example. From the viewpoint of enhancing the discharge suppression effect of the non-aqueous electrolyte, the Bin content is preferably 1.5% by weight or more, and more preferably 2% by weight or more.

また、中心側領域264AにおけるBinの含有率は、外周側領域264BにおけるBoutの含有率と同等以上とすることが好ましい。このことによって、捲回中心部から捲回電極体200の外に排出される非水電解液の量と、捲回外周部から捲回電極体200の外に排出される非水電解液の量との差をより効果的に低減することができる。中心側領域264AにおけるBinの含有率を、外周側領域264BにおけるBoutの含有率より高く(例えばBinの含有率がBoutの含有率よりも0.5〜1.5重量%程度高い値となるように)することにより、より顕著な効果が実現され得る。   Further, the Bin content in the central region 264A is preferably equal to or greater than the Bout content in the outer peripheral region 264B. As a result, the amount of the non-aqueous electrolyte discharged from the wound central portion to the outside of the wound electrode body 200 and the amount of the non-aqueous electrolyte discharged from the wound outer peripheral portion to the outside of the wound electrode body 200. Difference can be more effectively reduced. The Bin content in the central region 264A is higher than the Bout content in the outer peripheral region 264B (for example, the Bin content is about 0.5 to 1.5% by weight higher than the Bout content). In this way, a more remarkable effect can be realized.

ここに開示される非水電解液二次電池(複数の電池が電気的に接続された組電池の形態であり得る。)は、ハイレート充放電に対する耐久性に優れたものとなり得る。したがって、このような性質を活かして、例えば車両を駆動するモータ等の駆動源用の電源として好適に利用することができる。車両の種類は特に限定されず、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)、電気トラック、電動スクーター、電動アシスト自転車、電動車いす、電気鉄道等が挙げられる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein (which may be in the form of an assembled battery in which a plurality of batteries are electrically connected) can be excellent in durability against high-rate charge / discharge. Therefore, taking advantage of such properties, it can be suitably used as a power source for a drive source such as a motor for driving a vehicle, for example. The type of vehicle is not particularly limited, and examples thereof include plug-in hybrid vehicles (PHV), hybrid vehicles (HV), electric vehicles (EV), electric trucks, electric scooters, electric assist bicycles, electric wheelchairs, electric railways, and the like.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。   Several examples relating to the present invention will be described below, but the present invention is not intended to be limited to the specific examples.

<セパレータシートの作製>
以下のようにして、基材層と該基材層の片面に配置された耐熱多孔質層とからなるサンプル1〜7のセパレータシートを作製した。各セパレータシートの基材層としては、厚さ20μmの単層のPE製多孔質シートを使用した。耐熱多孔質層の無機フィラーとしてはアルミナ粒子を使用した。バインダとしては、SP値7のSBR(以下「SBR(7)」と表記する。)と、SP値9のSBR(以下「SBR(9)」と表記する。)とを使用した。各サンプルにおける耐熱多孔質層の厚さは同程度となるように調節した。
<Preparation of separator sheet>
As described below, separator sheets of Samples 1 to 7 including a base material layer and a heat-resistant porous layer disposed on one side of the base material layer were produced. As a base material layer of each separator sheet, a single layer PE porous sheet having a thickness of 20 μm was used. Alumina particles were used as the inorganic filler for the heat resistant porous layer. As the binder, SBR having an SP value of 7 (hereinafter referred to as “SBR (7)”) and SBR having an SP value of 9 (hereinafter referred to as “SBR (9)”) were used. The thickness of the heat-resistant porous layer in each sample was adjusted to be approximately the same.

サンプル1:上記PE製多孔質シートの全長のうち捲回中心側に配置される50%の部分に、アルミナ粒子とSBR(7)と水とを含むスラリーA1(バインダの含有割合は、固形分基準で1.5重量%)をグラビアコーターにより塗布した。引き続き(すなわち、塗布されたスラリーA1を乾燥させずに)、上記PE製多孔質シートの全長のうち残りの部分、すなわち捲回外周側に配置される50%の部分に上記スラリーA1をダイコーターにより塗布した。そして、全体を乾燥させることにより耐熱多孔質層を形成した。   Sample 1: Slurry A1 containing alumina particles, SBR (7), and water in 50% of the entire length of the PE porous sheet disposed on the winding center side (the binder content is the solid content) 1.5% by weight) was applied by a gravure coater. Continuously (that is, without drying the applied slurry A1), the slurry A1 is applied to the remaining part of the total length of the porous porous sheet made of PE, that is, 50% of the part disposed on the outer periphery of the winding. Was applied. And the heat resistant porous layer was formed by drying the whole.

サンプル2:スラリーA1に代えて、SBR(7)の代わりにSBR(9)を含むスラリーB1(バインダの含有割合は、固形分基準で1.5重量%)を使用した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル2のセパレータシートを作製した。   Sample 2: Instead of slurry A1, slurry B1 containing SBR (9) instead of SBR (7) (the binder content is 1.5 wt% based on solid content) was used. The other points were the same as Sample 1, and a separator sheet of Sample 2 was produced.

サンプル3:捲回中心側50%の部分にはスラリーA1をグラビアコーターにより塗布し、捲回外周側50%の部分にはスラリーB1をダイコーターにより塗布した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル3のセパレータシートを作製した。   Sample 3: Slurry A1 was applied by a gravure coater to the 50% portion on the winding center side, and slurry B1 was applied to the 50% portion on the winding outer periphery side by a die coater. Other points were the same as in Sample 1, and a separator sheet of Sample 3 was produced.

サンプル4:捲回中心側50%の部分に、スラリーB1におけるバインダの含有割合を1.0重量%に変更したスラリーB2を、グラビアコーターにより塗布した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル4のセパレータシートを作製した。   Sample 4: Slurry B2 in which the binder content in slurry B1 was changed to 1.0% by weight was applied by a gravure coater to 50% of the winding center side. Other points were the same as in Sample 1, and a separator sheet of Sample 4 was produced.

サンプル5:捲回中心側50%の部分にスラリーB1をグラビアコーターにより塗布した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル5のセパレータシートを作製した。   Sample 5: Slurry B1 was applied to 50% of the winding center side by a gravure coater. Other points were the same as in Sample 1, and a separator sheet of Sample 5 was produced.

サンプル6:捲回中心側50%の部分に、スラリーB1におけるバインダの含有割合を2.0重量%に変更したスラリーB3を、グラビアコーターにより塗布した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル6のセパレータシートを作製した。
サンプル7:捲回中心側50%の部分に、スラリーB1におけるバインダの含有割合を2.6重量%に変更したスラリーB4を、グラビアコーターにより塗布した。その他の点はサンプル1と同様にして、サンプル7のセパレータシートを作製した。
Sample 6: A slurry B3 in which the binder content in the slurry B1 was changed to 2.0% by weight was applied to a 50% portion on the winding center side by a gravure coater. The other points were the same as in Sample 1, and a separator sheet of Sample 6 was produced.
Sample 7: A slurry B4 in which the binder content in the slurry B1 was changed to 2.6% by weight was applied to a 50% portion on the winding center side by a gravure coater. Other points were the same as in Sample 1, and a separator sheet of Sample 7 was produced.

<リチウムイオン二次電池の作製>
サンプル1〜7のセパレータシートを用いてリチウムイオン二次電池を作製した。
正極シートとしては、正極活物質としてのLiNi1/3Co1/3Mn1/3粉末と、バインダとしてのPVDFと、導電材としてのアセチレンブラックとを96:2:2の重量比でN−メチル−2−ピロリドンと混合した正極活物質層形成用組成物を、正極集電体としてのアルミニウム箔(厚さ15μm)の上に帯状に塗布し、乾燥させた後、ロールプレスにより圧延したものを使用した。
負極シートとしては、負極活物質としての天然黒鉛粉末と、バインダとしてのSBRと、増粘剤としてのCMCとを98:1:1の重量比で水と混合した負極活物質層形成用組成物を、負極集電体としての銅箔(厚さ10μm)の上に帯状に塗布し、乾燥させ、ロールプレスにより圧延したものを使用した。
非水電解液としては、EC(SP値14.7)とDMC(SP値9.9)とEMC(SP値9.4)とを30:40:30の体積比で混合し、LiPFを1.1モル/Lの濃度で溶解させたものを使用した。この非水電解液に用いられている非水溶媒は、体積基準で70%がSP値9〜10である。上記非水溶媒の平均SP値は11.19である。
<Production of lithium ion secondary battery>
Lithium ion secondary batteries were produced using the separator sheets of Samples 1-7.
As a positive electrode sheet, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder as a positive electrode active material, PVDF as a binder, and acetylene black as a conductive material in a weight ratio of 96: 2: 2. A composition for forming a positive electrode active material layer mixed with N-methyl-2-pyrrolidone is applied in a band shape on an aluminum foil (thickness 15 μm) as a positive electrode current collector, dried, and then rolled by a roll press. We used what we did.
As the negative electrode sheet, a composition for forming a negative electrode active material layer in which natural graphite powder as a negative electrode active material, SBR as a binder, and CMC as a thickener are mixed with water at a weight ratio of 98: 1: 1. Was applied onto a copper foil (thickness 10 μm) as a negative electrode current collector in a band shape, dried, and rolled by a roll press.
As the non-aqueous electrolyte, EC (SP value 14.7), DMC (SP value 9.9) and EMC (SP value 9.4) were mixed at a volume ratio of 30:40:30, and LiPF 6 was mixed. What was dissolved at a concentration of 1.1 mol / L was used. The non-aqueous solvent used in this non-aqueous electrolyte has an SP value of 9 to 10 on a volume basis. The average SP value of the non-aqueous solvent is 11.19.

上記の正極シート、負極シート、二枚のセパレータシートおよび非水電解液を用いて、図1〜3に示す概略構成を有するリチウムイオン二次電池を構築した。より具体的には、正極シート、負極シートおよびセパレータシートを重ね合わせて捲回し、これを側方から押圧して扁平形状の捲回電極体を作製した。このとき、上記二枚のセパレータシートは、それぞれ、耐熱多孔質層が形成された面が正極活物質層と向かい合うように配置した。上記捲回電極体をアルミニウム製の箱型の電池ケースに収容し、該電池ケースの注入孔から非水電解液を注入した後、該注入孔を封止した。このようにして、サンプル1〜7のセパレータシートにそれぞれ対応する例1〜7のリチウムイオン二次電池を作製した。   A lithium ion secondary battery having a schematic configuration shown in FIGS. 1 to 3 was constructed using the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, the two separator sheets, and the nonaqueous electrolytic solution. More specifically, the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator sheet were overlapped and wound, and pressed from the side to produce a flat wound electrode body. At this time, each of the two separator sheets was disposed such that the surface on which the heat resistant porous layer was formed faced the positive electrode active material layer. The wound electrode body was accommodated in an aluminum box-shaped battery case, and after pouring a non-aqueous electrolyte from the injection hole of the battery case, the injection hole was sealed. Thus, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 7 corresponding to the separator sheets of Samples 1 to 7 were produced.

<充放電サイクル試験>
例1〜7のリチウムイオン二次電池に対し、ハイレートで充放電を繰り返す充放電サイクル試験を行った。具体的には、室温(約25℃)環境下において、30Cの定電流で10秒間放電を行い、10分間休止した後、5Cの定電流で60秒間充電を行い、10分間休止する、というハイレート充放電サイクルを30000回繰り返した。その際、500サイクルごとにSOC(State of Charge;充電状態)を60%に調整した。そして、上記充放電サイクル試験前におけるIV抵抗(電池の初期の抵抗)と、充放電サイクル試験後におけるIV抵抗とから、[充放電サイクル試験後のIV抵抗/充放電サイクル試験前のIV抵抗]により抵抗上昇率(倍)を算出した。
<Charge / discharge cycle test>
The charging / discharging cycle test which repeats charging / discharging at a high rate was done with respect to the lithium ion secondary battery of Examples 1-7. Specifically, in a room temperature (about 25 ° C.) environment, a high rate of discharging at a constant current of 30 C for 10 seconds, resting for 10 minutes, charging at a constant current of 5 C for 60 seconds, and resting for 10 minutes The charge / discharge cycle was repeated 30000 times. At that time, the SOC (State of Charge) was adjusted to 60% every 500 cycles. And, from the IV resistance (the initial resistance of the battery) before the charge / discharge cycle test and the IV resistance after the charge / discharge cycle test, [IV resistance after charge / discharge cycle test / IV resistance before charge / discharge cycle test]. Was used to calculate the resistance increase rate (times).

ここで「1C」とは、正極の理論容量から予測される電池容量(Ah)を1時間で充電できる電流量を意味する。また、上記充放電サイクルの前後におけるIV抵抗は、それぞれ、電池をSOC60%に調整し、25℃の環境下で、1C、3Cおよび5Cでそれぞれ10秒間充電処理を行い、測定された測定電流値を横軸に、初期電圧値から10秒時点での電圧値を引いた値である電圧ドロップ値ΔVを縦軸にプロットし、その傾きから求めた。結果を表1に示す。   Here, “1C” means the amount of current that can charge the battery capacity (Ah) predicted from the theoretical capacity of the positive electrode in one hour. In addition, the IV resistance before and after the charge / discharge cycle was measured by adjusting the battery to SOC 60%, charging at 10 ° C for 1 second at 1C, 3C and 5C in an environment of 25 ° C. Is plotted on the vertical axis, and the voltage drop value ΔV, which is a value obtained by subtracting the voltage value at the time of 10 seconds from the initial voltage value, is plotted on the vertical axis, and the slope is obtained. The results are shown in Table 1.

Figure 2016115593
Figure 2016115593

表1に示されるように、中心側領域と外周側領域とでバインダのSP値に差のない例1、例2のリチウムイオン二次電池に比べて、中心側領域のバインダのSP値が外周側領域のバインダのSP値よりも非水電解液のSP値(11.19)に近い例4〜7のリチウムイオン二次電池は、ハイレート充放電サイクルによる抵抗上昇率が小さく、より優れた耐久性を示した。これに対して、例4〜7とは逆に外周側領域のバインダのSP値が中心側領域のバインダのSP値よりも非水電解液のSP値に近い例3のリチウムイオン二次電池では、例1、例2よりも抵抗上昇率が大きくなった。   As shown in Table 1, the SP value of the binder in the central region is larger than that of the lithium ion secondary batteries in Examples 1 and 2 in which there is no difference in the SP value of the binder in the central region and the peripheral region. The lithium ion secondary batteries of Examples 4 to 7, which are closer to the SP value of the non-aqueous electrolyte (11.19) than the SP value of the binder in the side region, have a small resistance increase rate due to the high-rate charge / discharge cycle, and have excellent durability. Showed sex. In contrast to this, in the lithium ion secondary battery of Example 3, the SP value of the binder in the outer peripheral region is closer to the SP value of the non-aqueous electrolyte than the SP value of the binder in the central region, contrary to Examples 4-7. The resistance increase rate was larger than those of Examples 1 and 2.

例4〜7のリチウムイオン二次電池の抵抗上昇率を中心側領域のバインダ含有率に対してプロットしたグラフを図4に示す。中心側領域のバインダのSP値が外周側領域のバインダのSP値よりも非水電解液のSP値に近い構成において、中心側領域のバインダ含有率が高くなると、抵抗上昇率を低減する効果はより大きくなる傾向にあった。また、中心側領域のバインダ含有率が外周側領域のバインダ含有率と同等以上になると(例5〜7)、バインダ含有率に対する抵抗上昇率低減効果がさらに大きくなった。   The graph which plotted the resistance increase rate of the lithium ion secondary battery of Examples 4-7 with respect to the binder content rate of a center side area | region is shown in FIG. In a configuration in which the SP value of the binder in the central region is closer to the SP value of the non-aqueous electrolyte than the SP value of the binder in the outer peripheral region, if the binder content in the central region is high, the effect of reducing the resistance increase rate is There was a tendency to become larger. Moreover, when the binder content rate of the center side region became equal to or higher than the binder content rate of the outer peripheral side region (Examples 5 to 7), the resistance increase rate reducing effect on the binder content rate was further increased.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここに開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, the said embodiment and Example are only illustrations and what changed and modified the above-mentioned specific example is included in the invention disclosed here.

90 非水電解液
100 リチウムイオン二次電池(非水電解液二次電池)
200 捲回電極体
200A 捲回軸方向端部
220 正極シート
240 負極シート
260,280 セパレータシート
262 基材層
264 耐熱多孔質層
264A 中心側領域
264B 外周側領域
90 Nonaqueous electrolyte 100 Lithium ion secondary battery (Nonaqueous electrolyte secondary battery)
200 Winding electrode body 200A Winding axial direction end 220 Positive electrode sheet 240 Negative electrode sheet 260, 280 Separator sheet 262 Base material layer 264 Heat-resistant porous layer 264A Center side region 264B Outer periphery side region

Claims (1)

正極シートと、負極シートと、前記正極シートと前記負極シートとの間に介在するセパレータシートとを有する捲回電極体と、
非水電解液と、
前記捲回電極体および前記非水電解液を収容する電池ケースと
を備え、
前記セパレータシートは、基材層と、該基材層上に配置された耐熱多孔質層とを含み、
前記耐熱多孔質層は、フィラーおよびバインダを含み、
前記捲回電極体の捲回中心部に位置する前記バインダの溶解パラメータは、該捲回電極体の捲回外周部に位置する前記バインダの溶解パラメータに比べて、より前記非水電解液の溶解パラメータに近い、非水電解液二次電池。
A wound electrode body having a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator sheet interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet;
A non-aqueous electrolyte,
A battery case containing the wound electrode body and the non-aqueous electrolyte,
The separator sheet includes a base material layer, and a heat-resistant porous layer disposed on the base material layer,
The heat resistant porous layer includes a filler and a binder,
The dissolution parameter of the binder located at the winding center part of the wound electrode body is more soluble than the dissolution parameter of the binder located at the wound outer peripheral part of the wound electrode body. Non-aqueous electrolyte secondary battery close to parameters.
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