JP2016115656A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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英二 水谷
賢佑 四本
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賢佑 四本
泰有 秋山
Yasunari Akiyama
泰有 秋山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery capable of suppressing inhomogeneity of a salt concentration at an electrode.SOLUTION: A lithium ion secondary battery 1 includes at least a pair of electrodes 30, 40. The electrodes 30, 40 include: metal foils 32, 42; active material layers 34, 44, for covering the metal foils 32, 42; and protective layers 36, 46, for covering the active material layers 34, 44. In the active material layers 34, 44 and the protective layers 36, 46, an electrolyte containing a lithium salt is impregnated. Rates of porosity of the protective layers 36, 46 are greater than or equal to 56% and less than or equal to 84%.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery.

例えば、下記特許文献1に記載されたリチウムイオン二次電池は、金属箔と、金属箔を覆う活物質層と、活物質層を覆う保護層と、を有する複数の電極を備えている。保護層は、デンドライトの成長に起因する電極間の短絡を抑制する。   For example, a lithium ion secondary battery described in Patent Document 1 below includes a plurality of electrodes including a metal foil, an active material layer covering the metal foil, and a protective layer covering the active material layer. The protective layer suppresses a short circuit between the electrodes due to dendrite growth.

特開2010−225544号公報JP 2010-225544 A

リチウムイオン二次電池では、リチウム塩が溶解した電解液が電極に含浸されており、リチウムイオンの移動によって充放電が行われる。従来のリチウムイオン二次電池では、電解液が、電極へ均一に含浸せず、電極におけるリチウム塩の濃度(塩濃度)にムラ(斑)が生じることがある。つまり、電極における塩濃度が不均一になることがある。ここで、塩濃度とは、例えば、電極の単位質量当たりのリチウム塩のモル数(単位:mol/g)である。塩濃度にムラがあると、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が上昇し、出力が低下するおそれがある。   In a lithium ion secondary battery, an electrode is impregnated with an electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved, and charging and discharging are performed by movement of lithium ions. In the conventional lithium ion secondary battery, the electrolyte solution does not uniformly impregnate the electrode, and the concentration (spot) of the lithium salt in the electrode (salt concentration) may be uneven. That is, the salt concentration at the electrode may be non-uniform. Here, the salt concentration is, for example, the number of moles of lithium salt per unit mass of the electrode (unit: mol / g). If the salt concentration is uneven, the internal resistance of the lithium ion secondary battery increases and the output may decrease.

そこで、本発明は、電極における塩濃度のムラを抑制できるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the lithium ion secondary battery which can suppress the nonuniformity of the salt concentration in an electrode.

本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池は、少なくとも一対の電極を備えるリチウムイオン二次電池であって、電極は、金属箔と、金属箔を覆う活物質層と、活物質層を覆う保護層と、を有し、活物質層及び保護層には、リチウム塩を含む電解液が含浸されており、保護層の空隙率が、56%以上84%以下である。   A lithium ion secondary battery according to one aspect of the present invention is a lithium ion secondary battery including at least a pair of electrodes, and the electrodes cover a metal foil, an active material layer covering the metal foil, and an active material layer. The active material layer and the protective layer are impregnated with an electrolytic solution containing a lithium salt, and the porosity of the protective layer is 56% to 84%.

このリチウムイオン二次電池では、保護層内の空隙に電解液が保持され易い。つまり、保護層内に空隙が形成されていることにより、電解液が電極全体へ均一に含浸され易い。その結果、塩濃度のムラが抑制される。保護層の空隙率が高いほど、電解液が電極内に保持され易いが、空隙率が高過ぎると、デンドライト等に起因する電極間の短絡を保護層によって抑制することが困難になる。したがって、塩濃度のムラ及び短絡の両方を抑制するために、保護層の空隙率は84%以下である。一方、保護層の空隙率が低いほど、電解液が電極に保持され難くなる。また、保護層のうち空隙以外の部分は絶縁体として作用するため、保護層の空隙率が低いほど、内部抵抗が上昇し、出力が低下する。したがって、塩濃度のムラ及び内部抵抗の両方を抑制するために、保護層の空隙率は56%以上である。   In this lithium ion secondary battery, the electrolyte is easily held in the voids in the protective layer. That is, since the voids are formed in the protective layer, the entire electrode is easily impregnated with the electrolyte. As a result, salt concentration unevenness is suppressed. The higher the porosity of the protective layer, the easier the electrolyte is retained in the electrode. However, if the porosity is too high, it becomes difficult to suppress short-circuiting between the electrodes due to dendrites or the like by the protective layer. Therefore, the porosity of the protective layer is 84% or less in order to suppress both the unevenness of the salt concentration and the short circuit. On the other hand, the lower the porosity of the protective layer, the harder the electrolyte is held on the electrode. Moreover, since parts other than a space | gap of a protective layer act as an insulator, internal resistance rises and output falls, so that the porosity of a protective layer is low. Therefore, the porosity of the protective layer is 56% or more in order to suppress both the salt concentration unevenness and the internal resistance.

本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池では、保護層の空隙率が、活物質層の空隙率よりも高くてもよい。この場合、電解液が電極全体に更に含浸され易くなり、塩濃度のムラが抑制され易い。   In the lithium ion secondary battery according to one aspect of the present invention, the porosity of the protective layer may be higher than the porosity of the active material layer. In this case, the entire electrolyte is more easily impregnated with the electrolyte, and uneven salt concentration is easily suppressed.

本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池では、保護層がセラミック粒子を含んでもよい。この場合、保護層の空隙率を好適な範囲内にし易い。   In the lithium ion secondary battery according to one aspect of the present invention, the protective layer may include ceramic particles. In this case, it is easy to make the porosity of the protective layer within a suitable range.

本発明によれば、電極における塩濃度のムラを抑制できるリチウムイオン二次電池を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium ion secondary battery which can suppress the nonuniformity of the salt concentration in an electrode can be provided.

図1は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すリチウムイオン二次電池の模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the lithium ion secondary battery shown in FIG. 図3は、図2の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 図4は、負極の模式的正面図である。FIG. 4 is a schematic front view of the negative electrode. 図5は、本発明の実施例及び比較例の各リチウムイオン二次電池が備える負極の各領域におけるLiPF濃度を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the LiPF 6 concentration in each region of the negative electrode included in each of the lithium ion secondary batteries of Examples and Comparative Examples of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は同等の構成要素については同一の符号を付す。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or equivalent component. The present invention is not limited to the following embodiments.

図1及び図2に示すように、リチウムイオン二次電池1は、ケース10と電極組立体20とを備えている。ケース10は、例えば略直方体状の筐体である。ケース10は、一方側において開口した本体部12と、本体部12の開口を塞ぐ蓋部14と、を有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the lithium ion secondary battery 1 includes a case 10 and an electrode assembly 20. The case 10 is, for example, a substantially rectangular parallelepiped housing. The case 10 includes a main body portion 12 that is open on one side and a lid portion 14 that closes the opening of the main body portion 12.

電極組立体20は、ケース10内に収容されている。電極組立体20は、複数の正極30及び複数の負極40と、一対の正極30と負極40との間に配置されたセパレータ50と、を有している。セパレータ50は、例えば微多孔膜であり、電解液を保持している。電解液は、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液である。ケース10の内部の空間は、電解液で満たされていてよい。   The electrode assembly 20 is accommodated in the case 10. The electrode assembly 20 includes a plurality of positive electrodes 30 and a plurality of negative electrodes 40, and a separator 50 disposed between the pair of positive electrodes 30 and the negative electrode 40. The separator 50 is a microporous film, for example, and holds an electrolytic solution. The electrolytic solution is, for example, an organic solvent-based or non-aqueous electrolytic solution. The space inside the case 10 may be filled with an electrolytic solution.

図3に示すように、正極30は、長方形状の正極用金属箔32と、正極用金属箔32の表面の全体を覆う正極活物質層34と、正極用活物質層34の表面の全体を覆う保護層36と、を有する。ただし、正極活物質層34は、正極用金属箔32の表面の一部のみを覆っていてもよい。正極活物質層34は、正極用金属箔32の両面を覆っている。ただし、正極活物質層34は、正極用金属箔32の片面のみを覆っていてもよい。また、保護層36は、正極活物質層34の表面の一部のみを覆っていてもよい。保護層36は、正極用金属箔32の両面に設けられた正極活物質層34のそれぞれの表面を覆っている。ただし、保護層36は、正極用金属箔32の両面に設けられた正極活物質層34のうち一方の表面のみを覆っていてもよい。   As shown in FIG. 3, the positive electrode 30 includes a rectangular positive metal foil 32, a positive electrode active material layer 34 that covers the entire surface of the positive electrode metal foil 32, and an entire surface of the positive electrode active material layer 34. And a protective layer 36 for covering. However, the positive electrode active material layer 34 may cover only a part of the surface of the positive electrode metal foil 32. The positive electrode active material layer 34 covers both surfaces of the positive electrode metal foil 32. However, the positive electrode active material layer 34 may cover only one surface of the positive electrode metal foil 32. Further, the protective layer 36 may cover only a part of the surface of the positive electrode active material layer 34. The protective layer 36 covers the respective surfaces of the positive electrode active material layer 34 provided on both surfaces of the positive electrode metal foil 32. However, the protective layer 36 may cover only one surface of the positive electrode active material layers 34 provided on both surfaces of the positive electrode metal foil 32.

負極40は、長方形状の負極用金属箔42と、負極用金属箔42の表面の全体を覆う負極活物質層44と、負極活物質層44の表面の全体を覆う保護層46と、を有する。ただし、負極活物質層44は、負極用金属箔42の表面の一部のみを覆っていてもよい。負極活物質層44は、負極用金属箔42の両面を覆っている。ただし、負極活物質層44は、負極用金属箔42の片面のみを覆っていてもよい。また、保護層46は、負極活物質層44の表面の一部のみを覆っていてもよい。保護層46は、負極用金属箔42の両面に設けられた負極活物質層44のそれぞれの表面を覆っている。保護層46は、負極用金属箔42の両面に設けられた負極活物質層44のうち一方の表面のみを覆っていてもよい。   The negative electrode 40 includes a rectangular negative electrode metal foil 42, a negative electrode active material layer 44 that covers the entire surface of the negative electrode metal foil 42, and a protective layer 46 that covers the entire surface of the negative electrode active material layer 44. . However, the negative electrode active material layer 44 may cover only a part of the surface of the negative electrode metal foil 42. The negative electrode active material layer 44 covers both surfaces of the negative electrode metal foil 42. However, the negative electrode active material layer 44 may cover only one surface of the negative electrode metal foil 42. Further, the protective layer 46 may cover only a part of the surface of the negative electrode active material layer 44. The protective layer 46 covers the respective surfaces of the negative electrode active material layer 44 provided on both surfaces of the negative electrode metal foil 42. The protective layer 46 may cover only one surface of the negative electrode active material layer 44 provided on both surfaces of the negative electrode metal foil 42.

セパレータ50は、正極30及び負極40の間に位置し、両極の接触(電流の短絡)を防止する。リチウムイオンは、セパレータ50を透過する。正極30の保護層36及び負極40の保護層46はそれぞれ、セパレータ50に対向している。   The separator 50 is located between the positive electrode 30 and the negative electrode 40 and prevents contact between both electrodes (current short circuit). Lithium ions pass through the separator 50. Each of the protective layer 36 of the positive electrode 30 and the protective layer 46 of the negative electrode 40 faces the separator 50.

電解液の少なくとも一部は、正極活物質層34、保護層36、負極活物質層44、保護層46、及びセパレータ50の内部(空隙)に含浸される。   At least a part of the electrolytic solution is impregnated in the inside (void) of the positive electrode active material layer 34, the protective layer 36, the negative electrode active material layer 44, the protective layer 46, and the separator 50.

正極用金属箔32の端部はタブ部32tである(図1参照)。タブ部32tには正極活物質層34及び保護層36が形成されていない。タブ部32tは、正極用リード37と電気的に接続されている。正極用リード37は、正極端子38と電気的に接続されている。正極端子38は、ケース10の蓋部14を貫通し、ケース10の内部及び外部にわたって延在している。すなわち、正極30は、正極用リード37を介して正極端子38に電気的に接続されている。蓋部14と正極端子38との間は、環状の絶縁部材60によって絶縁されている。   The end of the positive electrode metal foil 32 is a tab portion 32t (see FIG. 1). The positive electrode active material layer 34 and the protective layer 36 are not formed on the tab portion 32t. The tab portion 32t is electrically connected to the positive electrode lead 37. The positive lead 37 is electrically connected to the positive terminal 38. The positive terminal 38 passes through the lid portion 14 of the case 10 and extends over the inside and outside of the case 10. That is, the positive electrode 30 is electrically connected to the positive electrode terminal 38 via the positive electrode lead 37. The lid 14 and the positive terminal 38 are insulated by an annular insulating member 60.

負極用金属箔42の端部はタブ部42tである。タブ部42tには負極活物質層44及び保護層46が形成されていない。タブ部42tは、負極用リード47と電気的に接続されている。負極用リード47は、負極端子48と電気的に接続されている。負極端子48は、ケース10の蓋部14を貫通し、ケース10の内部及び外部にわたって延在している。すなわち、負極40は、負極用リード47を介して負極端子48に電気的に接続されている。蓋部14と負極端子48との間は、環状の絶縁部材60によって絶縁されている。   The end of the negative electrode metal foil 42 is a tab portion 42t. The negative electrode active material layer 44 and the protective layer 46 are not formed on the tab portion 42t. The tab portion 42t is electrically connected to the negative electrode lead 47. The negative electrode lead 47 is electrically connected to the negative electrode terminal 48. The negative terminal 48 passes through the lid portion 14 of the case 10 and extends over the inside and the outside of the case 10. That is, the negative electrode 40 is electrically connected to the negative electrode terminal 48 via the negative electrode lead 47. The lid 14 and the negative electrode terminal 48 are insulated by an annular insulating member 60.

正極用金属箔32は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、チタン及びニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。正極用金属箔32の厚みは、例えば、15〜20μmであってよい。   The positive electrode metal foil 32 may include at least one selected from the group consisting of aluminum, copper, stainless steel, titanium, and nickel, for example. The thickness of the positive electrode metal foil 32 may be, for example, 15 to 20 μm.

正極活物質層34は、粒子状の正極活物質を含む。正極活物質は、例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物(LiNiCoMn(x+y+z+a=1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、0≦a≦1、MはAl、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn及びCrより選ばれる一種類以上の元素である。))、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、リチウムマンガンスピネル(LiMn)、リチウムバナジウム化合物(LiV)、チタン酸リチウム(LiTi12)、又はオリビン型のLiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、B、Nb、Cu、Zn、Mo、Ca、Sr、W及びZrより選ばれる一種類以上の元素又はVOである。)であってよい。 The positive electrode active material layer 34 includes a particulate positive electrode active material. The positive electrode active material is, for example, lithium nickel cobalt manganese oxide (LiNi x Co y Mn z M a O 2 (x + y + z + a = 1, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, 0 ≦ a ≦ 1, M is one or more elements selected from Al, Mg, Nb, Ti, Cu, Zn and Cr.)), Lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganese Spinel (LiMn 2 O 4 ), lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), or olivine-type LiMPO 4 (where M is Co, Ni, Mn, Fe, It may be one or more elements or VO selected from Mg, Nb, Ti, Al, B, Nb, Cu, Zn, Mo, Ca, Sr, W, and Zr.) .

正極活物質層34の空隙率は、例えば27〜42%であってよい。正極活物質層34の空隙率は、例えば、以下の式1で表すことができる。
ε1={1−(M1/Va1)/(M1/Vt1)}×100 (1)
ε1は、正極活物質層34の空隙率である。M1は、正極活物質層34全体の質量(単位:g)である。Va1は、正極活物質層34の見かけの体積(単位:cm)であって、正極活物質層34を構成する物質(固体)間の空間を含む体積である。つまり、Va1は、正極活物質層34内に形成された空隙の体積を含む。Vt1は、正極活物質層34を構成する物質(固体)自体の体積(単位:cm)であって、正極活物質層34を構成する物質(固体)間の空隙を含まない体積である。M1/Va1は、正極活物質層34の見かけの密度(単位:g/cm)である。M1/Vt1は、正極活物質層34の真密度(単位:g/cm)である。正極活物質層34に含浸される電解液の体積は、Va1にもVt1にも含まれない。正極活物質層34に含浸される電解液の質量は、M1に含まれない。体積の単位は、cmに限定されない。
The porosity of the positive electrode active material layer 34 may be 27 to 42%, for example. The porosity of the positive electrode active material layer 34 can be represented by the following formula 1, for example.
ε1 = {1- (M1 / Va1) / (M1 / Vt1)} × 100 (1)
ε1 is the porosity of the positive electrode active material layer 34. M1 is the mass (unit: g) of the positive electrode active material layer 34 as a whole. Va1 is an apparent volume (unit: cm 3 ) of the positive electrode active material layer 34 and includes a space between materials (solids) constituting the positive electrode active material layer 34. That is, Va1 includes the volume of the void formed in the positive electrode active material layer 34. Vt1 is the volume (unit: cm 3 ) of the substance (solid) itself constituting the positive electrode active material layer 34, and does not include voids between the substances (solid) constituting the positive electrode active material layer 34. M1 / Va1 is the apparent density (unit: g / cm 3 ) of the positive electrode active material layer 34. M1 / Vt1 is the true density (unit: g / cm 3 ) of the positive electrode active material layer 34. The volume of the electrolytic solution impregnated in the positive electrode active material layer 34 is not included in Va1 or Vt1. The mass of the electrolytic solution impregnated in the positive electrode active material layer 34 is not included in M1. The unit of volume is not limited to cm 3 .

正極活物質層34は、導電助剤を含んでよい。導電助剤は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)、気相法炭素繊維(Vapor Grown Carbon Fiber:VGCF)等の炭素系粒子であってよい。正極活物質層34における導電助剤の含有量は、例えば、100質量部の正極活物質11に対して、1〜30質量部であってよい。   The positive electrode active material layer 34 may include a conductive additive. The conductive aid may be, for example, carbon-based particles such as graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black (registered trademark), vapor grown carbon fiber (VGCF) and the like. The content of the conductive additive in the positive electrode active material layer 34 may be, for example, 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material 11.

正極活物質層34は、バインダーを含んでよい。バインダーは、正極活物質層34に含まれる上記物質同士を結着させ、また正極活物質全体を正極用金属箔32の表面に結着させる。バインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、又はアルコキシシリノレ基含有樹脂であってよい。正極活物質層34におけるバインダーの含有量は、例えば、100質量部の正極活物質に対して、1〜30質量部であってよい。   The positive electrode active material layer 34 may include a binder. The binder binds the substances included in the positive electrode active material layer 34 together, and binds the entire positive electrode active material to the surface of the positive electrode metal foil 32. The binder is, for example, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or fluororubber, a thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene, an imide resin such as polyimide or polyamideimide, or an alkoxysilanol group-containing resin. It's okay. The binder content in the positive electrode active material layer 34 may be, for example, 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

正極活物質層34の厚みは、例えば、40〜70μmであってよい。ただし、正極活物質層34の寸法は、上記の範囲に限定されない。   The thickness of the positive electrode active material layer 34 may be 40 to 70 μm, for example. However, the dimension of the positive electrode active material layer 34 is not limited to the above range.

保護層36内に空隙が形成されている。保護層36は、例えばセラミック材料から形成されてよい。例えば、保護層36は、複数(多数)のセラミック粒子を含んでよく、セラミック粒子の間に空隙が形成されていてよい。粒子状の正極活物質及びセラミック粒子が正極活物質層34において均一に分散していてよい。セラミック粒子は、例えば、無機酸化物を含む粒子、又は無機酸化物からなる粒子であってよい。セラミック粒子は、多孔質であってよい。無機酸化物は、電池反応を阻害しない物質であればよい。電池反応とは、例えば、正極活物質におけるリチウム又はリチウムイオン(Li)の吸蔵及び放出(インターカレーション)、又は、リチウム若しくはリチウムイオンとカウンターアニオン(電解液中の電解質)とに係る反応である。無機酸化物は、例えば、Al、SiO、TiO、ZrO、Sc、Y、Bi、La、CeO、Nd及びSmからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。保護層36は、正極活物質層34の場合と同様のバインダーを含んでよい。バインダーは、セラミック粒子同士を結着する。その結果、保護層36の形状及びその内部の空隙が維持され易い。 A void is formed in the protective layer 36. The protective layer 36 may be formed from a ceramic material, for example. For example, the protective layer 36 may include a plurality (a large number) of ceramic particles, and voids may be formed between the ceramic particles. The particulate positive electrode active material and ceramic particles may be uniformly dispersed in the positive electrode active material layer 34. The ceramic particles may be, for example, particles containing an inorganic oxide or particles made of an inorganic oxide. The ceramic particles may be porous. The inorganic oxide should just be a substance which does not inhibit a battery reaction. The battery reaction is, for example, a reaction related to occlusion and release (intercalation) of lithium or lithium ions (Li + ) in a positive electrode active material, or lithium or lithium ions and a counter anion (electrolyte in an electrolytic solution). is there. Inorganic oxides include, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 , Nd 2 O 3 and Sm. It may be at least one selected from the group consisting of 2 O 3 . The protective layer 36 may contain the same binder as that of the positive electrode active material layer 34. The binder binds the ceramic particles. As a result, the shape of the protective layer 36 and the voids therein are easily maintained.

保護層36の空隙率は、56%以上84%以下である。保護層36の空隙率は、例えば、以下の式2で表すことができる。
ε2={1−(M2/Va2)/(M2/Vt2)}×100 (2)
ε2は、保護層36の空隙率である。M2は、保護層36全体の質量(単位:g)である。Va2は、保護層36の見かけの体積(単位:cm)であって、保護層36を構成する物質(固体)間の空間を含む体積である。つまり、Va2は、保護層36内に形成された空隙の体積を含む。Vt2は、保護層36を構成する物質(固体)自体の体積(単位:cm)であって、保護層36を構成する物質(固体)間の空隙を含まない体積である。M2/Va2は、保護層36の見かけの密度(単位:g/cm)である。M2/Vt2は、保護層36の真密度(単位:g/cm)である。保護層36に含浸される電解液の体積は、Va2にもVt2にも含まれない。保護層36に含浸される電解液の質量は、M2に含まれない。体積の単位は、cmに限定されない。
The porosity of the protective layer 36 is 56% or more and 84% or less. The porosity of the protective layer 36 can be expressed by the following formula 2, for example.
ε2 = {1− (M2 / Va2) / (M2 / Vt2)} × 100 (2)
ε2 is the porosity of the protective layer 36. M2 is the mass of the entire protective layer 36 (unit: g). Va2 is an apparent volume (unit: cm 3 ) of the protective layer 36 and includes a space between substances (solids) constituting the protective layer 36. That is, Va2 includes the volume of the void formed in the protective layer 36. Vt2 is the volume (unit: cm 3 ) of the substance (solid) constituting the protective layer 36 itself and does not include voids between the substances (solid) constituting the protective layer 36. M2 / Va2 is the apparent density (unit: g / cm 3 ) of the protective layer 36. M2 / Vt2 is the true density (unit: g / cm 3 ) of the protective layer 36. The volume of the electrolytic solution impregnated in the protective layer 36 is not included in Va2 or Vt2. The mass of the electrolytic solution impregnated in the protective layer 36 is not included in M2. The unit of volume is not limited to cm 3 .

例えば、保護層36がアルミナから形成されている場合、保護層36の真密度は、アルミナ自体の真密度と同様に、4.0g/cm程度である。4.0g/cmの真密度、及び0.65g/cmの見かけ密度から算出される空隙率は、0.8375%である。4.0g/cmの真密度、及び1.21g/cmの見かけ密度から算出される空隙率は、0.6975%である。4.0g/cmの真密度、及び1.77g/cmの見かけ密度から算出される空隙率は、0.5575%である。なお、保護層36の空隙率が0.5575%の場合は、本発明の範囲内に含まれない。 For example, when the protective layer 36 is made of alumina, the true density of the protective layer 36 is about 4.0 g / cm 3 , similar to the true density of alumina itself. True density, and porosity is calculated from an apparent density of 0.65 g / cm 3 of 4.0 g / cm 3 is 0.8375%. True density, and porosity is calculated from an apparent density of 1.21 g / cm 3 of 4.0 g / cm 3 is 0.6975%. True density, and porosity is calculated from an apparent density of 1.77 g / cm 3 of 4.0 g / cm 3 is 0.5575%. In addition, when the porosity of the protective layer 36 is 0.5575%, it is not included in the scope of the present invention.

リチウムイオン二次電池1では、保護層36内の空隙に電解液が保持され易い。つまり、保護層36内に空隙が形成されていることにより、電解液が正極30全体へ均一に含浸し易い。その結果、塩濃度のムラが抑制される。保護層36の空隙率が高いほど、電解液が正極30内に保持され易いが、空隙率が高過ぎると、デンドライト等に起因する正極30及び負極40間の短絡を保護層36によって抑制することが困難になる。したがって、保護層36の空隙率は、84%以下である。一方、保護層36の空隙率が低いほど、電解液が正極30に保持され難くなる。また、保護層36のうち空隙以外の部分は絶縁体として作用するため、保護層36の空隙率が低いほど、内部抵抗が上昇し、出力が低下する。したがって、塩濃度のムラ及び内部抵抗の両方を抑制するために、保護層36の空隙率は、56%以上である。なお、負極40の保護層46においても、正極30の保護層36と同様の上記効果が得られる。   In the lithium ion secondary battery 1, the electrolytic solution is easily held in the voids in the protective layer 36. That is, the formation of voids in the protective layer 36 makes it easy for the electrolytic solution to uniformly impregnate the entire positive electrode 30. As a result, salt concentration unevenness is suppressed. The higher the porosity of the protective layer 36, the easier the electrolytic solution is held in the positive electrode 30, but if the porosity is too high, the protective layer 36 suppresses short circuit between the positive electrode 30 and the negative electrode 40 caused by dendrites or the like. Becomes difficult. Therefore, the porosity of the protective layer 36 is 84% or less. On the other hand, as the porosity of the protective layer 36 is lower, the electrolytic solution is less likely to be held on the positive electrode 30. In addition, since portions other than the voids in the protective layer 36 act as insulators, the lower the porosity of the protective layer 36, the higher the internal resistance and the lower the output. Therefore, the porosity of the protective layer 36 is 56% or more in order to suppress both the salt concentration unevenness and the internal resistance. The same effect as that of the protective layer 36 of the positive electrode 30 can be obtained in the protective layer 46 of the negative electrode 40.

保護層36の空隙率は、正極活物質層34の空隙率よりも高くてよい。この場合、電解液が正極30全体に更に含浸され易くなり、塩濃度のムラが抑制され易い。   The porosity of the protective layer 36 may be higher than the porosity of the positive electrode active material layer 34. In this case, the electrolyte solution is more easily impregnated in the entire positive electrode 30, and uneven salt concentration is easily suppressed.

保護層36の厚みは、例えば、1〜15μmであってよい。保護層36が厚いほど、電解液が電極内に保持され易く、正極における塩濃度のムラが抑制される。しかし、保護層36が厚いほど電池の内部抵抗が上昇する。したがって、塩濃度のムラ及び内部抵抗を抑制するためには、保護層36の厚みは、上記範囲内とすることが好ましい。ただし、保護層36の厚みは、上記の範囲に限定されない。   The thickness of the protective layer 36 may be 1 to 15 μm, for example. The thicker the protective layer 36, the easier the electrolyte solution is held in the electrode, and the salt concentration unevenness in the positive electrode is suppressed. However, the thicker the protective layer 36, the higher the internal resistance of the battery. Therefore, in order to suppress unevenness in salt concentration and internal resistance, the thickness of the protective layer 36 is preferably within the above range. However, the thickness of the protective layer 36 is not limited to the above range.

正極30の形成方法は、例えば、以下の通りであってよい。正極活物質、導電助剤、バインダー、及び溶媒を含むスラリーを正極用金属箔32の表面に塗布して、塗膜を正極用金属箔32の表面に形成する。この塗膜は、正極活物質層34の前駆体である。この塗膜を乾燥させた後、塗膜及び正極用金属箔32をプレスすることにより、表面が正極活物質層34によって覆われた正極用金属箔32が得られる。続いて、セラミック粒子及びバインダーを含むスラリーを正極活物質層34の表面に塗布して、塗膜を正極活物質層34の表面に形成する。この塗膜は、保護層36の前駆体である。この塗膜を乾燥させることにより、正極活物質層34上に保護層36が形成され、正極30が得られる。保護層36の形成時には、プレスは行わなくてよい。スラリー用の溶媒は、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、メタノール、又はメチルイソブチルケトン(MIBK)であってよい。   The formation method of the positive electrode 30 may be as follows, for example. A slurry containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent is applied to the surface of the positive electrode metal foil 32 to form a coating film on the surface of the positive electrode metal foil 32. This coating film is a precursor of the positive electrode active material layer 34. After the coating film is dried, the coating film and the positive electrode metal foil 32 are pressed to obtain the positive electrode metal foil 32 whose surface is covered with the positive electrode active material layer 34. Subsequently, a slurry containing ceramic particles and a binder is applied to the surface of the positive electrode active material layer 34 to form a coating film on the surface of the positive electrode active material layer 34. This coating film is a precursor of the protective layer 36. By drying this coating film, the protective layer 36 is formed on the positive electrode active material layer 34, and the positive electrode 30 is obtained. When forming the protective layer 36, it is not necessary to press. The solvent for the slurry may be, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), methanol, or methyl isobutyl ketone (MIBK).

保護層36の形成に用いるスラリーの固形分率が高いほど、保護層36の密度が高くなり、保護層36の空隙率が低くなる。一方、スラリーの固形分率が低いほど、保護層36の密度が低くなり、保護層36の空隙率が高くなる。したがって、スラリーの固形分率によって保護層36の空隙率を制御することができる。例えば、スラリーの固形分率が40重量%であれば、保護層36の空隙率が35%となる。固形分率が37重量%であれば、空隙率が56%となる。固形分率が35重量%であれば、空隙率が70%となる。固形分率が33重量%であれば、空隙率が84%となる。保護層36の空隙率を56%以上84%以下とするためには、例えば、スラリーの固形分率を33重量%以上37重量%以下とすればよい。   The higher the solid content of the slurry used to form the protective layer 36, the higher the density of the protective layer 36 and the lower the porosity of the protective layer 36. On the other hand, the lower the solid content of the slurry, the lower the density of the protective layer 36 and the higher the porosity of the protective layer 36. Therefore, the porosity of the protective layer 36 can be controlled by the solid content rate of the slurry. For example, if the solid content of the slurry is 40% by weight, the porosity of the protective layer 36 is 35%. If the solid content is 37% by weight, the porosity is 56%. If the solid content is 35% by weight, the porosity is 70%. If the solid content is 33% by weight, the porosity is 84%. In order to set the porosity of the protective layer 36 to 56% or more and 84% or less, for example, the solid content of the slurry may be 33% by weight or more and 37% by weight or less.

負極活物質層44は、正極活物質の代わりに負極活物質を含有すること以外は、正極活物質層34と同様であってよい。   The negative electrode active material layer 44 may be the same as the positive electrode active material layer 34 except that it contains a negative electrode active material instead of the positive electrode active material.

負極活物質は、例えば、リチウムを吸蔵して放出する炭素系材料、リチウムと合金化する元素、リチウムと合金化する元素を含む化合物、又は高分子材料であってよい。   The negative electrode active material may be, for example, a carbon-based material that absorbs and releases lithium, an element that forms an alloy with lithium, a compound that includes an element that forms an alloy with lithium, or a polymer material.

炭素系材料は、例えば、難黒鉛化性炭素、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、炭素繊維、活性炭又はカーボンブラック類であってよい。有機高分子化合物の焼成体とは、フェノール類又はフラン類等の高分子を焼成して炭素化したものをいう。   The carbon-based material may be, for example, non-graphitizable carbon, coke, graphite, glassy carbon, a fired body of an organic polymer compound, carbon fiber, activated carbon, or carbon black. The fired body of an organic polymer compound refers to a material obtained by firing and carbonizing a polymer such as phenols or furans.

リチウムと合金化する元素は、例えば、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、1n、Si、Ge、Sn、Pb、Sb及びBiからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。   Elements that alloy with lithium include, for example, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, 1n, Si, Ge, It may be at least one selected from the group consisting of Sn, Pb, Sb and Bi.

リチウムと合金化する元素を含む化合物は、例えば、ZnLiAl、AlSb、SiB、SiB、MgSi、MgSn、NiSi、TiSi、MoSi、CoSi、NiSi、CaSi、CrSi、CuSi、FeSi、MnSi、NbSi、TaSi、VSi、WSi、ZnSi、SiC、Si、SiO、SiO(0<v≦2、又は0.5≦v≦1.5)、SnO(0<w≦2)、SnSiO、スズ合金(例えばCu−Sn合金又はCo−Sn合金)、LiSiO、及びLiSnOからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。 Examples of the compound containing an element that forms an alloy with lithium include ZnLiAl, AlSb, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2, Cu 5 Si, FeSi 2, MnSi 2, NbSi 2, TaSi 2, VSi 2, WSi 2, ZnSi 2, SiC, Si 3 N 4, Si 2 N 2 O, SiO v (0 <v ≦ 2, Or 0.5 ≦ v ≦ 1.5), SnO w (0 <w ≦ 2), SnSiO 3 , tin alloy (for example, Cu—Sn alloy or Co—Sn alloy), LiSiO, and LiSnO. It may be at least one kind.

高分子材料は、例えば、ポリアセチレン又はポリピロールであってよい。   The polymeric material can be, for example, polyacetylene or polypyrrole.

負極40の保護層46は、正極30の保護層36と同様であってよい。   The protective layer 46 of the negative electrode 40 may be the same as the protective layer 36 of the positive electrode 30.

負極用金属箔42は、例えば、銅を含んでよい。   The negative electrode metal foil 42 may contain copper, for example.

負極40の作製方法は、用いる活物質の組成が異なる以外は正極30と同様であってよい。   The manufacturing method of the negative electrode 40 may be the same as that of the positive electrode 30 except that the composition of the active material to be used is different.

セパレータ50は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン若しくはポリエチレン等の合成樹脂から構成された多孔質膜、又はセラミックスから構成された多孔質膜であってよい。   The separator 50 may be, for example, a porous film made of a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, or a porous film made of ceramics.

電解液は、電解質と、電解質を溶解する溶媒とを含んでよい。電解液に含まれる電解質は、例えば、LiBF、LiPF、LiClO、LiAsF、LiCFSO又はLiN(CFSO等のリチウム塩であればよい。電解液の溶媒は、例えば、環状エステル類、鎖状エステル類又はエーテル類であればよい。環状エステルは、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、ガンマブチロラクトン、ビニレンカーボネート、2−メチル−ガンマブチロラクトン、アセチル−ガンマブチロラクトン、又はガンマバレロラクトンであってよい。鎖状エステル類は、例えば、メチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、又は酢酸アルキルエステルであってよい。エーテル類は、例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、又は1,2−ジブトキシエタンであってよい。電解液における電解質の濃度は、例えば、0.5〜1.7mol/Lであってよい。電解液は、ゲル化剤を含んでよい。 The electrolytic solution may include an electrolyte and a solvent that dissolves the electrolyte. The electrolyte contained in the electrolytic solution may be a lithium salt such as LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3, or LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . The solvent of the electrolytic solution may be, for example, a cyclic ester, a chain ester, or an ether. The cyclic ester may be, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, gamma butyrolactone, vinylene carbonate, 2-methyl-gamma butyrolactone, acetyl-gamma butyrolactone, or gamma valerolactone. The chain esters may be, for example, methyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propionic acid alkyl ester, malonic acid dialkyl ester, or acetic acid alkyl ester. The ether may be, for example, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, or 1,2-dibutoxyethane. The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution may be, for example, 0.5 to 1.7 mol / L. The electrolytic solution may contain a gelling agent.

ケース10は、例えば、樹脂又は金属から構成されていてよい。   The case 10 may be made of resin or metal, for example.

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、正極30及び負極40の双方に保護層が形成されていたが、正極30及び負極40のうち一方のみに保護層が形成されていてよい。また、正極30及び負極40のうち一方の保護層の空隙率のみが56%以上84%以下であってよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the protective layer is formed on both the positive electrode 30 and the negative electrode 40, but the protective layer may be formed on only one of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. Further, only the porosity of one protective layer of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 may be 56% or more and 84% or less.

以下では実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例)
[正極の作製]
正極活物質、導電助剤、バインダー、及び溶媒を混合して得られたスラリーを矩形状のアルミニウム箔上に塗布して、矩形状の塗膜を形成した。この塗膜を加熱して乾燥した。乾燥した塗膜をロールプレス機でプレスし、アルミニウム箔の表面を覆う正極活物質層を形成した。以上の工程により、アルミニウム箔及び正極活物質層を有する正極を得た。
(Example)
[Production of positive electrode]
A slurry obtained by mixing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent was applied onto a rectangular aluminum foil to form a rectangular coating film. This coating film was heated and dried. The dried coating film was pressed with a roll press to form a positive electrode active material layer covering the surface of the aluminum foil. Through the above steps, a positive electrode having an aluminum foil and a positive electrode active material layer was obtained.

正極活物質としては、LiNi0.5Co0.2Mn0.3(いわゆるNCM523)を用いた。導電助剤としては、鱗片状黒鉛を用いた。バインダーとしては、ポリビニリデンフルオライドを用いた。溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いた。 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (so-called NCM523) was used as the positive electrode active material. As the conductive assistant, scaly graphite was used. As the binder, polyvinylidene fluoride was used. As a solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used.

[負極の作製]
黒鉛粉末、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、及びイオン交換水を混合して得られたスラリーを矩形状の銅箔上に塗布して、矩形状の塗膜を形成した。この塗膜を乾燥させた後、塗膜をロールプレス機でプレスすることにより、銅箔の表面を覆う負極活物質層を形成した。セラミック粒子、上記バインダー、及び上記溶媒を含むスラリーを、負極活物質層上に塗布して、矩形上の塗膜を形成した。この塗膜を加熱して乾燥させることにより、負極活物質層の表面を覆う保護層を形成した。以上の工程により、銅箔、負極活物質層、及び保護層を有する負極を得た。セラミック粒子としては、アルミナを用いた。保護層の厚さは、6μmとした。保護層の空隙率は、70%に調整した。
[Production of negative electrode]
A slurry obtained by mixing graphite powder, carboxymethyl cellulose, styrene butadiene rubber, and ion-exchanged water was applied onto a rectangular copper foil to form a rectangular coating film. After drying this coating film, the negative electrode active material layer which covers the surface of copper foil was formed by pressing a coating film with a roll press. A slurry containing ceramic particles, the binder, and the solvent was applied onto the negative electrode active material layer to form a rectangular coating film. By heating and drying this coating film, a protective layer covering the surface of the negative electrode active material layer was formed. Through the above steps, a negative electrode having a copper foil, a negative electrode active material layer, and a protective layer was obtained. Alumina was used as the ceramic particles. The thickness of the protective layer was 6 μm. The porosity of the protective layer was adjusted to 70%.

[リチウムイオン二次電池の組み立て]
正極及び負極のタブ部にそれぞれリードを接続した。正極活物質層と負極の保護層とを対向させ、正極活物質層と負極の保護層との間にセパレータを介在させた。続いて、正極、負極、及びセパレータを積み重ねて、積層体(電極組立体)を作製した。セパレータとしては、ポリプロピレン多孔膜を用いた。電極組立体をケース内に収容した。電解液をケース内に注入した後、ケースを密封した。以上の工程を経て、リチウムイオン二次電池を得た。
[Assembly of lithium ion secondary battery]
Leads were connected to the tab portions of the positive electrode and the negative electrode, respectively. The positive electrode active material layer and the negative electrode protective layer were opposed to each other, and a separator was interposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode protective layer. Subsequently, the positive electrode, the negative electrode, and the separator were stacked to produce a laminate (electrode assembly). A polypropylene porous membrane was used as the separator. The electrode assembly was accommodated in the case. After injecting the electrolyte into the case, the case was sealed. Through the above steps, a lithium ion secondary battery was obtained.

電解液用の溶媒としては、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジメチルカーボネートの混合液を用いた。電解液用の電解質(リチウム塩)としては、LiPFを用いた。 As a solvent for the electrolytic solution, a mixed solution of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate was used. LiPF 6 was used as the electrolyte (lithium salt) for the electrolytic solution.

[リチウムイオン二次電池の評価]
上記のリチウムイオン二次電池の負極を、図4に示すように、領域1〜9に仮想的に区分した。各領域1〜9は、同一の長方形状である。各領域1〜9におけるLiPF濃度(mmol)を測定した。このLiPF濃度の測定には、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分析装置を用いた。各領域1〜9のLiPF濃度を負極の質量で除することにより、各領域の単位質量当たりのLiPF濃度(mmol/g)を算出した。各領域1〜9におけるLiPF濃度の値、並びにそれらの標準偏差及び平均値を下記表1に示す。
[Evaluation of lithium ion secondary battery]
As shown in FIG. 4, the negative electrode of the lithium ion secondary battery was virtually divided into regions 1 to 9. Each area | region 1-9 is the same rectangular shape. The LiPF 6 concentration (mmol) in each region 1-9 was measured. An ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer was used for the measurement of the LiPF 6 concentration. By dividing the LiPF 6 concentration in each region 1 to 9 by the mass of the negative electrode, the LiPF 6 concentration (mmol / g) per unit mass in each region was calculated. The values of LiPF 6 concentration in each region 1 to 9, and their standard deviation and average value are shown in Table 1 below.

(比較例1,2)
負極の保護層の空隙率を、比較例1では0%、比較例2では35%に調整したこと以外は、実施例と同様として、比較例1,2それぞれのリチウムイオン二次電池を作製した。実施例と同様の方法で、各比較例1,2のリチウムイオン二次電池を評価した。各比較例のリチウムイオン二次電池の評価結果を下記表1に示す。
(Comparative Examples 1 and 2)
Except that the porosity of the protective layer of the negative electrode was adjusted to 0% in Comparative Example 1 and 35% in Comparative Example 2, lithium ion secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in the Example. . The lithium ion secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 were evaluated in the same manner as in the examples. The evaluation results of the lithium ion secondary battery of each comparative example are shown in Table 1 below.

表1に記載の各リチウムイオン二次電池の各領域1〜9におけるLiPF濃度を、図5に示す。図5中の黒い三角形印は実施例を示しており、黒い正方形印は比較例1を示し、白い円形印は比較例2を示している。 FIG. 5 shows the LiPF 6 concentration in each region 1 to 9 of each lithium ion secondary battery described in Table 1. In FIG. 5, black triangle marks indicate examples, black square marks indicate comparative example 1, and white circular marks indicate comparative example 2.

Figure 2016115656
Figure 2016115656

表1及び図5に示す実施例についての結果から、保護層の空隙率が70%である場合、標準偏差が小さく、塩濃度のムラが小さいことが確認された。比較例2についての結果から、保護層の空隙率が35%である場合、空隙率が70%である場合よりも標準偏差が大きく、塩濃度のムラが大きいことが確認された。比較例3についての結果から、保護層の空隙率が0%である場合、空隙率が35%である場合よりも標準偏差が更に大きく、塩濃度のムラが更に大きいことが確認された。すなわち、保護層の空隙率が増加するほど、塩濃度のムラを抑制する効果が高まることが確認された。   From the results for the examples shown in Table 1 and FIG. 5, it was confirmed that when the porosity of the protective layer was 70%, the standard deviation was small and the salt concentration unevenness was small. From the results for Comparative Example 2, it was confirmed that when the porosity of the protective layer was 35%, the standard deviation was larger and the salt concentration unevenness was larger than when the porosity was 70%. From the results for Comparative Example 3, it was confirmed that when the porosity of the protective layer was 0%, the standard deviation was larger and the salt concentration unevenness was even greater than when the porosity was 35%. That is, it was confirmed that the effect of suppressing the unevenness of the salt concentration increases as the porosity of the protective layer increases.

1…リチウムイオン二次電池、10…ケース、30…正極(電極)、32…正極用金属箔、34…正極活物質層、36…保護層、40…負極(電極)、42…負極用金属箔、44…負極活物質層、46…保護層、50…セパレータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lithium ion secondary battery, 10 ... Case, 30 ... Positive electrode (electrode), 32 ... Metal foil for positive electrodes, 34 ... Positive electrode active material layer, 36 ... Protective layer, 40 ... Negative electrode (electrode), 42 ... Metal for negative electrodes Foil, 44 ... negative electrode active material layer, 46 ... protective layer, 50 ... separator.

Claims (3)

少なくとも一対の電極を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電極は、金属箔と、前記金属箔を覆う活物質層と、前記活物質層を覆う保護層と、を有し、
前記活物質層及び前記保護層には、リチウム塩を含む電解液が含浸されており、
前記保護層の空隙率が、56%以上84%以下である、リチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising at least a pair of electrodes,
The electrode has a metal foil, an active material layer covering the metal foil, and a protective layer covering the active material layer,
The active material layer and the protective layer are impregnated with an electrolyte solution containing a lithium salt,
The lithium ion secondary battery whose porosity of the said protective layer is 56% or more and 84% or less.
前記保護層の空隙率が、前記活物質層の空隙率よりも高い、請求項1記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein a porosity of the protective layer is higher than a porosity of the active material layer. 前記保護層がセラミック粒子を含む、請求項1又は2記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the protective layer includes ceramic particles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018055806A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019033053A (en) * 2017-08-10 2019-02-28 トヨタ自動車株式会社 Lithium solid battery and manufacturing method thereof
JP2019185991A (en) * 2018-04-09 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion secondary battery

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