JP2016126832A - 電極体 - Google Patents

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将一 梅原
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Abstract

【課題】絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することが可能な電極体を提供することである。【解決手段】本発明にかかる電極体１は、正極１０と負極２０とが絶縁層３０を介して積層された非水電解質二次電池用の電極体である。正極１０は、正極集電体１１と、当該正極集電体１１上に形成された正極合剤層１２とを備える。負極２０は、負極集電体２１と、当該負極集電体２１上に形成された負極合剤層２２とを備える。絶縁層３０は、セラミックス粒子と樹脂粒子とを質量比１００：０〜５０：５０の割合で含む第１の絶縁層３１と、樹脂粒子を用いて構成された第２の絶縁層３２とが積層されており、第１の絶縁層３１は、負極合剤層２２と第２の絶縁層３２との間に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は電極体に関し、特に非水電解質二次電池に用いられる電極体に関する。
非水電解質二次電池の一つにリチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出する正極および負極の間を、電解質中のリチウムイオンが移動することで充放電可能な二次電池である。
特許文献１には、電極活物質の上に絶縁層が塗布形成された電極板を電極体として用いた非水電解質二次電池に関する技術が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、絶縁層を構成する粒子として樹脂粒子が用いられている。また、特許文献２には、無機粒子と有機粒子とが混合された絶縁層を有する電極体が開示されている。
特開２０１３−０８０６５５号公報 特開２０１３−１２７８５７号公報
特許文献１に開示されている非水電解質二次電池のように、電極体の絶縁層に樹脂粒子を用いた場合は、電極体に荷重がかかった際、電極合剤層と絶縁層との界面において樹脂粒子が圧壊したり変形したりする。この理由は、電極合剤層に含まれる電極活物質よりも絶縁層を構成している樹脂粒子のほうが荷重に対する強度が弱いためである。そして、このように樹脂粒子が圧壊してしまうと、この圧壊した樹脂粒子が電極合剤層の細孔内に入り込んで電極活物質の表面を覆うため、電極活物質の反応面積が減少してしまう。また、樹脂粒子が変形すると、変形した樹脂粒子と電極活物質との接触面積が増えるため、電極活物質の反応面積が減少してしまう。このように、電極活物質の反応面積が減少すると電極体の反応抵抗が上昇してしまい、電池特性が低下するという問題があった。
上記課題に鑑み本発明の目的は、絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することが可能な電極体を提供することである。
本発明にかかる電極体は、正極集電体と、当該正極集電体上に形成された正極合剤層とを備える正極と、負極集電体と、当該負極集電体上に形成された負極合剤層とを備える負極と、が絶縁層を介して積層された非水電解質二次電池用の電極体であって、前記絶縁層は、セラミックス粒子と樹脂粒子とを質量比１００：０〜５０：５０の割合で含む第１の絶縁層と、樹脂粒子を用いて構成された第２の絶縁層と、が積層されており、前記第１の絶縁層は、前記正極合剤層と前記第２の絶縁層との間または前記負極合剤層と前記第２の絶縁層との間に配置されている。
本発明にかかる電極体では、樹脂粒子を用いて構成された第２の絶縁層と電極合剤層（正極合剤層または負極合剤層）との間に、セラミックス粒子と樹脂粒子とを質量比１００：０〜５０：５０の割合で含む第１の絶縁層を設けている。よって、電極体に荷重がかかった場合であっても、第１の絶縁層（セラミックス粒子を含む絶縁層）が圧壊したり、変形したりすることを抑制することができる。また、セラミックス粒子は多孔構造を形成するので、電極合剤層と第１の絶縁層（セラミックス粒子）との界面において多孔構造を維持することができ、電極合剤層（電極活物質）の反応面積を維持することができる。よって、電極体の絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下すること（具体的には、反応抵抗が上昇すること）を抑制することができる。
本発明により、絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することが可能な電極体を提供することができる。
実施の形態にかかる電極体を説明するための上面図である。 実施の形態にかかる電極体を説明するための斜視図である。 実施の形態にかかる電極体を説明するための断面図である。 実施の形態にかかる電極体を説明するための断面図である。 実施の形態にかかる電極体の他の構成例を説明するための断面図である。 実施の形態にかかる電極体の他の構成例を説明するための断面図である。 実施の形態にかかる電極体の他の構成例を説明するための断面図である。 絶縁層の構成と反応抵抗比との関係を示す表である。 絶縁層の構成と反応抵抗比との関係を示す表である。 比較例にかかる電極体を説明するための断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２はそれぞれ、本実施の形態にかかる電極体１を説明するための上面図、及び斜視図である。図１は、電極体１を捲回する前の正極（正極シート）１０と負極（負極シート）２０の状態を示しており、図２は、図１に示す電極体１を捲回している状態を示している。また、図３は、本実施の形態にかかる電極体１を説明するための断面図であり、図２に示す捲回電極体１の積層方向（つまり、捲回電極体１の捲回軸から外周へ向かう方向）における断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施の形態にかかる電極体１は、帯状の正極シート１０と帯状の負極シート２０とを備える。負極シート２０の両面には絶縁層３０が配置（塗布形成）されている。そして、図１、図２に示すように、正極シート１０と、両面に絶縁層３０が配置された負極シート２０と、を積層して捲回することで、図３に示すような、正極シート１０と負極シート２０とが絶縁層３０を介して積層された捲回電極体１を形成することができる。
図１〜図３に示すように、正極シート１０は、正極集電体１１と、当該正極集電体１１上（つまり、正極集電体１１の両面）に形成された正極合剤層１２と、を備える。正極シート１０の幅方向の一端（つまり、図１に示す正極シート１０の上側）には、正極集電体１１が露出している露出部１４（つまり、正極合剤層１２が塗工されていない部分）が設けられている。
正極集電体１１には、例えばアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金を用いることができる。正極合剤層１２は、正極活物質を含む。正極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等を用いることができる。また、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２を任意の割合で混合して焼成した材料を用いてもよい。また、正極合剤層１２は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。
正極シート１０を作製する際は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後の正極合剤を正極集電体１１に塗布して乾燥することによって作製することができる。ここで、溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶液を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、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）等を用いることができる。
図１〜図３に示すように、負極シート２０は、負極集電体２１と、当該負極集電体２１上（つまり、負極集電体２１の両面）に形成された負極合剤層２２と、を備える。負極シート２０の幅方向の一端（つまり、図１に示す負極シート２０の下側）には、負極集電体２１が露出している露出部２４（つまり、負極合剤層２２が塗工されていない部分）が設けられている。
負極集電体２１には、例えば銅やニッケルあるいはそれらの合金を用いることができる。負極合剤層２２は負極活物質を含む。負極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。負極シート２０を作製する際は、例えば、負極活物質と、溶媒と、バインダーとを混練し、混練後の負極合剤を負極集電体２１に塗布して乾燥することによって作製することができる（正極シート１０を作製する場合と同様である）。
図３に示すように、正極シート１０と負極シート２０との間には絶縁層３０が配置されている。絶縁層３０は、正極シート１０と負極シート２０とが短絡することを防止するセパレータとして機能する。図１に示すように、本実施の形態にかかる電極体１では、負極シート２０のほうが正極シート１０よりも長手方向および幅方向における長さが長い。よって、絶縁層３０を形成する際は、負極シート２０の両面（つまり、負極合剤層２２上）に絶縁層３０を塗布して形成する。そして、絶縁層３０が形成された負極シート２０と正極シート１０とを積層して捲回することで捲回電極体１を形成する。
図３に示すように、絶縁層３０は、第１の絶縁層３１と第２の絶縁層３２とを備える。第１の絶縁層３１は、セラミックス粒子を用いて構成されている（第１の絶縁層３１のセラミックス粒子：樹脂粒子＝１００：０（質量比）の場合）。ここでセラミックス粒子とは、例えばアルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア等の金属酸化物粒子である。第１の絶縁層３１を構成するセラミックス粒子の粒子径は、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下である。
第２の絶縁層３２は、樹脂粒子を用いて構成されている。樹脂粒子は、熱可塑性の樹脂粒子であり、例えばポリエチレン粒子を用いることができる。第２の絶縁層３２を構成する樹脂粒子の粒子径は、例えば１μｍ以上４μｍ以下である。
絶縁層３０を形成する際は、例えば、第１の絶縁層３１の厚さを２μｍ以上５μｍ以下とし、第２の絶縁層３２の厚さを５μｍ以上３０μｍ以下とする。このとき、絶縁層３０の絶縁機能を維持するために、絶縁層３０の厚さ（つまり、第１の絶縁層３１の厚さと第２の絶縁層３２の厚さの和）を１０μｍ以上３５μｍ以下とする。
また、本実施の形態では、図３に示すように、第１の絶縁層３１が負極合剤層２２と接するように配置している。図４は、実施の形態にかかる電極体を説明するための断面図であり、負極集電体２１、負極合剤層２２、第１の絶縁層３１、及び第２の絶縁層３２が積層されている箇所の拡大断面図である。図４に示すように、第１の絶縁層３１は負極合剤層２２上に形成されている。つまり、負極合剤層２２に含まれる負極活物質２５と、第１の絶縁層３１を構成しているセラミックス粒子３５とが接するように配置されている。換言すると、第２の絶縁層３２（樹脂粒子３６）と負極合剤層２２（負極活物質２５）との間に、第１の絶縁層３１（セラミックス粒子３５）が配置されている。
ここで、第２の絶縁層３２は樹脂粒子３６を用いて構成されているので、電極体１が高温になった際に樹脂粒子３６が溶解してリチウムイオンの通り道を遮断する、所謂、シャットダウン層として機能する。
また、第１の絶縁層３１は、負極活物質２５と同程度または負極活物質２５よりも強い強度を持つセラミックス粒子３５を用いて構成されているので、電極体１に荷重がかかった場合であっても、第１の絶縁層３１が圧壊したり、変形したりすることを抑制することができる。また、セラミックス粒子３５は多孔構造を形成するので、負極合剤層２２と第１の絶縁層３１との界面において多孔構造を維持することができる。よって、負極合剤層２２（負極活物質２５）の反応面積を維持することができるため、電池特性が低下すること（具体的には、反応抵抗が上昇すること）を抑制することができる。
このように、第２の絶縁層３２（樹脂粒子３６）と負極合剤層２２（負極活物質２５）との間に、第１の絶縁層３１（セラミックス粒子３５）を設けることで、シャットダウン機能を持たせるために電極体の絶縁層３０に樹脂粒子３６を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することができる。
図１０は、比較例にかかる電極体を説明するための断面図であり、負極集電体１２１、負極合剤層１２２、及び絶縁層１３０が積層されている状態を示す断面図である。図１０に示す比較例では、樹脂粒子１３１を含む絶縁層１３０が負極合剤層１２２上に直接形成されている。このように、樹脂粒子１３１を含む絶縁層１３０を負極合剤層１２２上に直接形成した場合は、電極体に荷重１３５がかかった際、負極合剤層１２２と絶縁層１３０との界面において樹脂粒子１３１が圧壊したり変形したりする。これは、負極合剤層１２２に含まれる負極活物質１２５よりも絶縁層１３０を構成している樹脂粒子１３１のほうが荷重に対する強度が弱いためである。そして、このように樹脂粒子１３１が圧壊すると、圧壊した樹脂粒子１３２が負極合剤層１２２の細孔内に入り込んで負極活物質１２５の表面を覆うため、負極活物質１２５の反応面積が減少してしまう。また、樹脂粒子１３１が変形すると、変形した樹脂粒子１３３と負極活物質１２５との接触面積が増えるため、負極活物質１２５の反応面積が減少してしまう。このように、負極活物質１２５の反応面積が減少すると電極体の反応抵抗が上昇してしまい、電池特性が低下するという問題があった。
これに対して本実施の形態にかかる電極体では、図４に示すように、樹脂粒子３６を含む第２の絶縁層３２と負極活物質２５を含む負極合剤層２２との間に、セラミックス粒子３５を含む第１の絶縁層３１を設けている。よって、電極体１に荷重がかかった場合であっても、第１の絶縁層３１（セラミックス粒子３５）が圧壊したり、変形したりすることを抑制することができる。また、セラミックス粒子３５は多孔構造を形成するので、負極合剤層２２と第１の絶縁層３１との界面において多孔構造を維持することができ、負極合剤層２２（負極活物質２５）の反応面積を維持することができる。よって、電極体の絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することができる。
また、本実施の形態にかかる電極体では、図５に示すように、第１の絶縁層３１’を形成する際、セラミックス粒子３５と樹脂粒子３７とが混合された混合層としてもよい。
つまり、本実施の形態では、第１の絶縁層３１が樹脂粒子を含まない構成（図４参照）、又は第１の絶縁層３１’が樹脂粒子３７を含む構成（図５参照）とすることができる。このとき、セラミックス粒子と樹脂粒子とを質量比１００：０〜５０：５０の割合で含むように第１の絶縁層を構成する。このように、第１の絶縁層３１、３１’に含まれるセラミックス粒子３５が樹脂粒子３７に対して半分以上（質量比）となるようにすることで、セラミックス粒子３５を含む第１の絶縁層３１、３１’を設けることによる効果、つまり電池特性が低下することを抑制することができるという効果があらわれる。なお、セラミックス粒子：樹脂粒子＝１００：０（質量比）の場合とは、図４に示したように、第１の絶縁層３１がセラミックス粒子３５のみを用いて（つまり、樹脂粒子を含まない）構成されている場合である。
第１の絶縁層３１’をセラミックス粒子３５と樹脂粒子３７とを含む混合層とする場合、樹脂粒子３７として熱可塑性の樹脂粒子（例えばポリエチレン粒子）を用いることができる。第１の絶縁層３１’を構成する樹脂粒子３７の粒子径は、例えば１μｍ以上４μｍ以下である。第１の絶縁層３１を形成する際は、樹脂粒子３７として、第２の絶縁層３２を構成している樹脂粒子３６と同じ樹脂粒子を用いてもよい。
このように、第１の絶縁層３１’を形成する際に、異なる種類の粒子（セラミックス粒子３５と樹脂粒子３７）を混合することで、第１の絶縁層３１’を構成する粒子の粒子径や粒子形状にばらつきを持たせることができる。よって、セラミックス粒子３５のみを用いて第１の絶縁層３１を構成した場合よりも、第１の絶縁層３１’の構造を多孔構造とすことができ、リチウムイオンの通り道を増やすことができる。このため、負極合剤層２２の反応面積を増やすことができる。第１の絶縁層３１’を形成する際は、セラミックス粒子３５と樹脂粒子３７との質量比が５２：４８〜５０：５０となるようにすることが好ましい。セラミックス粒子３５と樹脂粒子３７との質量比をこの範囲とすることで、樹脂粒子３７の圧壊を抑制でき、且つ上記で説明した効果が特に顕著にあらわれる。
また、図１〜図５では、第１の絶縁層３１が負極合剤層２２と接するように配置されている場合、換言すると、第１の絶縁層３１が負極合剤層２２と第２の絶縁層３２との間に配置されている場合について説明した。しかし、本実施の形態にかかる電極体では、図６に示す電極体２のように、第１の絶縁層３１が正極合剤層１２と接するように構成してもよい。換言すると、正極合剤層１２と第２の絶縁層３２との間に第１の絶縁層３１を配置してもよい。
図６に示す構成の電極体２においても、絶縁層３０’を形成する際は、負極シート２０の両面（つまり、負極合剤層２２上）に絶縁層３０’を形成する。具体的には、負極シート２０の負極合剤層２２上に第２の絶縁層３２を形成し、当該第２の絶縁層３２上に第１の絶縁層３１を形成して絶縁層３０’を形成する。そして、絶縁層３０’が形成された負極シート２０と正極シート１０とを積層して捲回することで、図６に示す構造の捲回電極体２を形成することができる。
図６に示す電極体２（第１の絶縁層３１が正極合剤層１２と接するように配置されている電極体）における効果については、図３に示した電極体１（第１の絶縁層３１が負極合剤層２２と接するように配置されている電極体）における効果と同様である。なお、正極合剤層１２と負極合剤層２２とを比べると、負極合剤層２２のほうが細孔径が大きいため、絶縁層を構成している樹脂粒子が入り込みやすい。よって、図３に示した電極体１（第１の絶縁層３１が負極合剤層２２と接するように配置されている電極体）のほうが、図６に示した電極体２（第１の絶縁層３１が正極合剤層１２と接するように配置されている電極体）よりも、本発明の効果、つまり電池特性が低下することを抑制するという効果が特に顕著にあらわれる。
また、本実施の形態では、図７に示す電極体３のように、絶縁層３０’’を構成する際、第２の絶縁層３２を基準として第１の絶縁層３１の反対側に第３の絶縁層３３を更に設けてもよい。つまり、絶縁層３０’’を第１乃至第３の絶縁層３１、３２、３３の３層構造としてもよい。第３の絶縁層３３は、セラミックス粒子を用いて構成されている。第３の絶縁層３３を構成する材料および厚さは、第１の絶縁層３１を構成する材料および厚さと同様とすることができる。また、第３の絶縁層３３は、図５に示した第１の絶縁層３１’のように、セラミックス粒子と樹脂粒子とを混合して形成してもよい。
図７に示すように、絶縁層３０’’を形成する際は、負極シート２０の両面（つまり、負極合剤層２２上）に絶縁層３０’’を形成する。具体的には、負極シート２０の負極合剤層２２上に第１の絶縁層３１を形成し、当該第１の絶縁層３１上に第２の絶縁層３２を形成し、当該第２の絶縁層３２上に第３の絶縁層３３を形成して絶縁層３０’’を形成する。そして、絶縁層３０’’が形成された負極シート２０と正極シート１０とを積層して捲回することで、図７に示す構造の捲回電極体３を形成することができる。
図７に示す電極体３では、負極合剤層２２と第２の絶縁層３２との間に第１の絶縁層３１が形成されており、また、正極合剤層１２と第２の絶縁層３２との間に第３の絶縁層３３が形成されている。よって、負極合剤層２２と第１の絶縁層３１との界面および正極合剤層１２と第３の絶縁層３３との界面の両方において、多孔構造を維持することができ、各々の合剤層における反応面積を維持することができる。したがって、図７に示す電極体３では、本発明の効果、つまり電池特性が低下することを抑制するという効果が特に顕著にあらわれる。
以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、絶縁層に樹脂粒子を用いた場合であっても、電池特性が低下することを抑制することが可能な電極体を提供することができる。
なお、特許文献２には、無機粒子と有機粒子とが混合された絶縁層を有する電極体が開示されている。しかし、特許文献２にかかる電極体が備える絶縁層は無機粒子と有機粒子とが混合された絶縁層（混合層）であり、本実施の形態にかかる電極体（特に、図３〜図５参照）が備える絶縁層３０（第１の絶縁層３１と第２の絶縁層３２とを備える）とは構成が異なる。ここで、本実施の形態にかかる発明では、第１の絶縁層３１’を混合層とする構成も記載しているが（図５参照）、本実施の形態にかかる発明では、第１の絶縁層３１’（混合層）の上に更に、樹脂粒子３６を用いて構成された第２の絶縁層３２を形成しているので、特許文献２にかかる電極体とは構成が異なる。
特に、本実施の形態にかかる発明では、電極合剤層と絶縁層との界面に重点的にセラミックス粒子が配置されるように（つまり、セラミックス粒子が電極合剤層と絶縁層との界面に偏在するように）構成しているので（図４、図５参照）、電極合剤層と絶縁層との界面において多孔構造を維持することができる。よって、電極合剤層（電極活物質）の反応面積を維持することができるため、電池特性が低下することを抑制することができる。このように、本実施の形態にかかる発明は、特許文献２にかかる発明とは異なるため、本発明の課題は特許文献２にかかる技術を用いたとしても解決されない。
次に、本発明の実施例について説明する。
上記で説明した方法を用いて実施例にかかる電極体を形成した。
実施例１として、図４に示した電極体のように第１の絶縁層３１にセラミックス粒子（アルミナ粒子）を用いたサンプルを作製した。このとき、第１の絶縁層３１の厚さを４μｍとし、バインダーにはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。第１の絶縁層３１の組成比（質量比）は、アルミナ粒子：ＣＭＣ＝９９．８：０．２とした。アルミナ粒子の粒子径は、０．５〜３μｍとした。また、ポリエチレン粒子を用いて第２の絶縁層３２を形成した。第２の絶縁層３２の厚さは２０μｍとし、組成比（質量比）は、ポリエチレン粒子：ＣＭＣ＝９９．８：０．２とした。ポリエチレン粒子の粒子径は、１〜４μｍとした。実施例１における絶縁層の厚さの合計は２４μｍとした。
実施例２として、図５に示した電極体のように第１の絶縁層３１’にセラミックス粒子（アルミナ粒子）と樹脂粒子（ポリエチレン粒子）を用いたサンプルを作製した。このとき、第１の絶縁層３１’の厚さを４μｍとし、バインダーにはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。第１の絶縁層３１’の組成比（質量比）は、アルミナ粒子：ポリエチレン粒子：ＣＭＣ＝５１．９６：４７．３８：０．６７とした。第１の絶縁層における、アルミナ粒子のポリエチレン粒子に対する質量比は、約１．１であった。アルミナ粒子の粒子径は、０．５〜３μｍとした。また、ポリエチレン粒子を用いて第２の絶縁層３２を形成した。第２の絶縁層３２の厚さは２０μｍとし、組成比（質量比）は、ポリエチレン粒子：ＣＭＣ＝９９．８：０．２とした。ポリエチレン粒子の粒子径は、１〜４μｍとした。実施例２における絶縁層の厚さの合計は２４μｍとした。
また、比較例として、図１０に示した電極体のように絶縁層１３０に樹脂粒子（ポリエチレン粒子）を用いたサンプルを作製した。このとき、絶縁層１３０の厚さを２４μｍとし、バインダーにはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。絶縁層１３０の組成比（質量比）は、ポリエチレン粒子：ＣＭＣ＝９９．８：０．２とした。ポリエチレン粒子の粒子径は、１〜４μｍとした。
上記で説明した実施例１、２及び比較例にかかる電極体を形成し、更に、当該電極体を用いてリチウムイオン二次電池を作製した。そして、−３０℃におけるインピーダンス測定を実施して反応抵抗を測定した。具体的には、周波数０．０１〜１００ｋＨｚ、ＳＯＣ１００％（４．１Ｖ）におけるナイキストプロットから円弧部を反応抵抗とみなして測定した。また、比較例の反応抵抗を１００として、実施例１、２の反応抵抗比を求めた。
図８に、実施例１、２、及び比較例にかかるサンプルの絶縁層の構成と反応抵抗比との関係を示す。図８に示すように、実施例１、２では、比較例と比べて反応抵抗比が小さくなった。よって、第２の絶縁層（ポリエチレン粒子）と負極合剤層（負極活物質）との間に、アルミナ粒子を含む第１の絶縁層を設けることで、反応抵抗の上昇を抑制することができた。
また、実施例１の反応抵抗比が７５であるのに対して、実施例２の反応抵抗比は７１となった。よって、セラミックス粒子（アルミナ粒子）と樹脂粒子（ポリエチレン粒子）とを混合して第１の絶縁層を形成した実施例２のほうが、セラミックス粒子（アルミナ粒子）のみを用いて第１の絶縁層を形成した実施例１よりも反応抵抗比が低くなった。
この理由は、実施例２では、第１の絶縁層を形成する際に、異なる種類の粒子（アルミナ粒子とポリエチレン粒子）を混合することで、第１の絶縁層を構成する粒子の粒子径や粒子形状にばらつきを持たせることができ、これにより、第１の絶縁層の空隙が増加し、リチウムイオンの通り道を増やすことができたためであると考えられる。
また、第１の絶縁層の厚さと第２の絶縁層の厚さとをそれぞれ変化させたサンプルを作製した。具体的には、実施例１のように、第１の絶縁層にアルミナ粒子のみを用いたサンプルについて、第１の絶縁層の厚さと第２の絶縁層の厚さとをそれぞれ変化させたサンプル（実施例１−１〜１−６）を作製した。第１および第２の絶縁層の構成（厚さ以外）については、実施例１の場合と同様である。
また、実施例２のように、第１の絶縁層にアルミナ粒子とポリエチレン粒子とを用いたサンプルについて、第１の絶縁層の厚さと第２の絶縁層の厚さとをそれぞれ変化させたサンプル（実施例２−１〜２−６）を作製した。第１および第２の絶縁層の構成（厚さ以外）については、実施例２の場合と同様である。
図９に、実施例１−１〜１−６、実施例２−１〜２−６にかかるサンプルの絶縁層の構成と反応抵抗比との関係を示す。図９に示すように、実施例１−１〜１−６、及び実施例２−１〜２−６において、絶縁層の厚さ（合計）が厚くなるほど、反応抵抗比が高くなった。この理由は、絶縁層の厚さが厚くなる程、リチウムイオンの伝達特性が低下するためであると考えられる。
また、絶縁層の厚さが同一である実施例１−２と実施例２−２とを比較した結果、アルミナ粒子とポリエチレン粒子とを用いて第１の絶縁層を構成した実施例２−２のほうが反応抵抗比が低くなった。実施例１−３と実施例２−３との比較結果、実施例１−４と実施例２−４との比較結果、実施例１−６と実施例２−６との比較結果についても、同様の結果となった。つまり、上記で説明した場合と同様、異なる種類の粒子（アルミナ粒子とポリエチレン粒子）を混合して第１の絶縁層を形成した場合は、アルミナ粒子のみを用いて第１の絶縁層を形成した場合よりも第１の絶縁層の空隙が増加し、リチウムイオンの通り道が増えたために、反応抵抗比が低くなったと考えられる。
以上、本発明を上記実施の形態および実施例に即して説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
１、２、３ 電極体
１０ 正極（正極シート）
１１ 正極集電体
１２ 正極合剤層
１４ 露出部
２０ 負極（負極シート）
２１ 負極集電体
２２ 負極合剤層
２４ 露出部
２５ 負極活物質
３０ 絶縁層
３１ 第１の絶縁層
３２ 第２の絶縁層
３３ 第３の絶縁層
３５ セラミックス粒子
３６、３７ 樹脂粒子

Claims (7)

  1. 正極集電体と、当該正極集電体上に形成された正極合剤層とを備える正極と、負極集電体と、当該負極集電体上に形成された負極合剤層とを備える負極と、が絶縁層を介して積層された非水電解質二次電池用の電極体であって、
    前記絶縁層は、セラミックス粒子と樹脂粒子とを質量比１００：０〜５０：５０の割合で含む第１の絶縁層と、樹脂粒子を用いて構成された第２の絶縁層と、が積層されており、
    前記第１の絶縁層は、前記正極合剤層と前記第２の絶縁層との間または前記負極合剤層と前記第２の絶縁層との間に配置されている、
    電極体。
  2. 前記第１の絶縁層は、前記セラミックス粒子と前記樹脂粒子とが混合された混合層である、請求項１に記載の電極体。
  3. 前記第１の絶縁層において、前記セラミックス粒子と前記樹脂粒子との質量比が５２：４８〜５０：５０である、請求項２に記載の電極体。
  4. 前記第１の絶縁層の厚さは２μｍ以上５μｍ以下であり、
    前記第２の絶縁層の厚さは５μｍ以上３０μｍ以下であり、
    前記第１および第２の絶縁層が積層された前記絶縁層の厚さは１０μｍ以上３５μｍ以下である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電極体。
  5. 前記セラミックス粒子の粒子径は０．５μｍ以上３μｍ以下であり、
    前記樹脂粒子の粒子径は１μｍ以上４μｍ以下である、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電極体。
  6. 前記第１の絶縁層は、前記負極合剤層と前記第２の絶縁層との間に形成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電極体。
  7. 前記電極体は、前記正極と前記負極とを前記絶縁層を介して積層して捲回した捲回電極体である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電極体。
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