JP2016225261A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2016225261A
JP2016225261A JP2015113706A JP2015113706A JP2016225261A JP 2016225261 A JP2016225261 A JP 2016225261A JP 2015113706 A JP2015113706 A JP 2015113706A JP 2015113706 A JP2015113706 A JP 2015113706A JP 2016225261 A JP2016225261 A JP 2016225261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
positive electrode
secondary battery
separator
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015113706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
裕貴 西川
Yuki Nishikawa
裕貴 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015113706A priority Critical patent/JP2016225261A/en
Publication of JP2016225261A publication Critical patent/JP2016225261A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery capable of realizing quick operation of a CID in an overcharged state.SOLUTION: The lithium secondary battery comprises: an electrode body made by laminating a positive electrode sheet, a separator sheet and a negative electrode sheet in this order; a gas generating agent; a battery case housing the electrode body and the gas generating agent; and a current interruption mechanism operated by pressure rise in the battery case. In the secondary battery, a metal layer where lithium ions can circulate is placed in the separator sheet and the metal layer is electrically connected to a negative electrode.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、リチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium secondary battery.

軽量で高エネルギー密度が得られるリチウム二次電池は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両搭載用高出力電源として好ましく用いられている。このような二次電池の一態様として、充電装置の誤作動等によって過充電状態に陥ったときに、該過充電状態を電池内圧等により検知し、電流を遮断する機構(電流遮断機構:CID:Current Interrupt Device)を設けたものがある。上記CIDを設けた二次電池では、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル等のガス発生剤を含有させて、過充電状態になったときの電池内圧の上昇量や上昇速度を制御し、CIDの作動精度を高めることが行われている。CIDを備え、ガス発生剤を使用する二次電池を開示する先行技術文献としては、例えば特許文献1が挙げられる。特許文献2,3は、セパレータに関する先行技術文献であり、セパレータに金属層を設けることを開示している。   A lithium secondary battery that is lightweight and has a high energy density is preferably used as a high-output power source mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. As one aspect of such a secondary battery, a mechanism (current interruption mechanism: CID) that detects an overcharge state by a battery internal pressure or the like when an overcharge state occurs due to a malfunction of the charging device or the like (current interruption mechanism: CID). : Current Interrupt Device). In the secondary battery provided with the CID, a gas generating agent such as cyclohexylbenzene or biphenyl is included to control the amount and speed of increase of the internal pressure of the battery when the battery is overcharged, thereby improving the CID operating accuracy. Things have been done. As a prior art document disclosing a secondary battery including a CID and using a gas generating agent, for example, Patent Document 1 is cited. Patent Documents 2 and 3 are prior art documents related to a separator, and disclose that a metal layer is provided on the separator.

特開2013−161731号公報JP 2013-161731 A 特開2011−222215号公報JP 2011-222215 A 特開2007−507850号公報JP 2007-507850 A

上記二次電池内に存在するガス発生剤は、過充電状態になると正極側で反応して、その際Hが発生する。このHは、セパレータを通過して負極まで移動し、そこで還元されて水素ガス(H)となる。こうして発生した水素ガスが電池内の内圧を上昇させ、CIDが作動する。このような過充電状態におけるガス発生過程において、水素ガスの発生速度は上記Hの正負極間移動時間に依存する。そのため、正負極間に配置されるセパレータの厚さ等によっては、水素ガス発生までに時間を要し、CIDの高精度作動の制限になる場合があった。 The gas generating agent present in the secondary battery reacts on the positive electrode side when overcharged, and H + is generated at that time. This H + passes through the separator and moves to the negative electrode, where it is reduced to hydrogen gas (H 2 ). The hydrogen gas thus generated raises the internal pressure in the battery, and the CID operates. In the gas generation process in such an overcharged state, the generation rate of hydrogen gas depends on the movement time between the positive and negative electrodes of H + . Therefore, depending on the thickness of the separator disposed between the positive and negative electrodes, it takes time to generate hydrogen gas, which may limit the high-precision operation of the CID.

本発明は、上記の問題に鑑みて創出されたものであり、その目的は、過充電状態におけるCIDの迅速作動を実現することが可能なリチウム二次電池を提供することである。   The present invention has been created in view of the above problems, and an object thereof is to provide a lithium secondary battery capable of realizing rapid operation of CID in an overcharged state.

上記目的を達成するため、本発明により、正極シートとセパレータシートと負極シートとがこの順で積層された電極体、ガス発生剤、該電極体と該ガス発生剤とを収容した電池ケース、および該電池ケース内の圧力上昇により作動する電流遮断機構、を備えるリチウム二次電池が提供される。この二次電池において、前記セパレータシート内にはリチウムイオンの流通が可能な金属層が配置されており、かつ該金属層は前記負極と導通している。上記の構成によると、過充電状態におけるCIDの作動速度が向上する。   To achieve the above object, according to the present invention, an electrode body in which a positive electrode sheet, a separator sheet, and a negative electrode sheet are laminated in this order, a gas generating agent, a battery case containing the electrode body and the gas generating agent, and Provided is a lithium secondary battery including a current interrupting mechanism that is activated by an increase in pressure in the battery case. In this secondary battery, a metal layer capable of flowing lithium ions is disposed in the separator sheet, and the metal layer is electrically connected to the negative electrode. According to said structure, the operating speed of CID in an overcharge state improves.

一実施形態に係るセパレータシートを模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the separator sheet which concerns on one Embodiment. 水素ガス発生の過程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the process of hydrogen gas generation. 一実施形態に係る捲回電極体を展開して示す模式図である。It is a schematic diagram which expand | deploys and shows the winding electrode body which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るリチウム二次電池の模式断面図である。It is a schematic cross section of a lithium secondary battery according to an embodiment. 過充電試験における試験用電池の内圧変化を示すグラフである。It is a graph which shows the internal pressure change of the battery for a test in an overcharge test. 過充電試験における試験用電池の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of the battery for a test in an overcharge test.

以下、リチウム二次電池(二次電池と略す場合がある。)に係る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。また、図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。   Hereinafter, a preferred embodiment of a lithium secondary battery (sometimes abbreviated as a secondary battery) 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. Also, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in the figure do not reflect actual dimensional relationships.

図1は、一実施形態に係るセパレータシートを模式的に示す上面図である。図1に示すように、セパレータシート(セパレータと略す場合がある。)40は多孔質樹脂層42と金属層44とを備える長尺状(帯状)の部材である。金属層44は、その一部が多孔質樹脂層42に挟まれており、また他の一部が多孔質樹脂層42外に露出している。ここでは、金属層44のうち、多孔質樹脂層42に挟まれた部分を内層部44aといい、多孔質樹脂層42外に露出した部分を露出部44bという。露出部44bは、金属層44の幅方向の一端を含む所定領域に位置しており、金属層44の長さ方向に平行して延びている。露出部44bは、後述の負極と接触する部分であり、これによって、金属層44は負極(具体的には負極集電体)と導通する。   FIG. 1 is a top view schematically showing a separator sheet according to an embodiment. As shown in FIG. 1, a separator sheet (sometimes abbreviated as a separator) 40 is a long (band-shaped) member including a porous resin layer 42 and a metal layer 44. A part of the metal layer 44 is sandwiched between the porous resin layers 42 and the other part is exposed to the outside of the porous resin layer 42. Here, in the metal layer 44, a portion sandwiched between the porous resin layers 42 is referred to as an inner layer portion 44a, and a portion exposed outside the porous resin layer 42 is referred to as an exposed portion 44b. The exposed portion 44 b is located in a predetermined region including one end of the metal layer 44 in the width direction, and extends in parallel to the length direction of the metal layer 44. The exposed portion 44b is a portion that comes into contact with a negative electrode to be described later, whereby the metal layer 44 is electrically connected to the negative electrode (specifically, the negative electrode current collector).

ここで、セパレータ40内に金属層44を配置する利点について説明する。二次電池が過充電状態になると、図2の左方に示すように、二次電池内においてガス発生剤は正極(具体的には正極活物質)の表面で反応して、その際Hが発生する。このHは、セパレータを通過して負極(具体的には負極活物質)まで移動(拡散)し、そこで還元されてHとなる。すなわち水素ガス(H)が発生する。この水素ガスによって、電池内の内圧が上昇してCIDが作動する。本発明によると、金属層44が負極と導通しているため、図2の右方に示すように、正極10側にてガス発生剤100の反応によって発生したHは、負極20に到達するより前の金属層44到達時に水素ガスになり得る。そのため、図2の左方に示すような、Hが正負極間全体を移動しなければならない従来の構造と比べて、H発生から水素ガス発生までの時間が短縮され、迅速なガス発生が実現される結果、過充電状態におけるCIDの作動速度が向上すると考えられる。このことは、ガス発生効率向上の点でも有利であり、CIDの作動に必要なガス量の確保が容易になるなどの利点をもたらし得る。なお、本発明は、上記の解釈に限定されるものではない。 Here, the advantage of disposing the metal layer 44 in the separator 40 will be described. When the secondary battery is overcharged, as shown to the left in FIG. 2, the gas generating agent in the secondary battery reacts with the surface of the positive electrode (positive electrode active material in particular), where H + Will occur. The H + passes through the separator and moves (diffuses) to the negative electrode (specifically, the negative electrode active material), where it is reduced to H 2 . That is, hydrogen gas (H 2 ) is generated. By this hydrogen gas, the internal pressure in the battery rises and the CID operates. According to the present invention, since the metal layer 44 is electrically connected to the negative electrode, H + generated by the reaction of the gas generating agent 100 on the positive electrode 10 side reaches the negative electrode 20 as shown on the right side of FIG. When reaching the earlier metal layer 44, it may become hydrogen gas. Therefore, as shown in the left side of FIG. 2, compared with the conventional structure in which H + has to move the entire positive and negative electrodes, reducing the time from the H + generated until hydrogen gas generation, rapid gas generation As a result, it is considered that the operating speed of the CID in the overcharged state is improved. This is advantageous also in terms of improving gas generation efficiency, and may bring advantages such as easy securing of the amount of gas necessary for CID operation. Note that the present invention is not limited to the above interpretation.

本実施形態のセパレータ40についてさらに詳しく説明する。特に図示しないが、多孔質樹脂層42は、樹脂層Aと樹脂層Bの2層を有する。樹脂層Aおよび樹脂層Bは、同一の長方形状(帯形状ともいう。)を有しており、金属層44の大部分(主要部)を挟んで、金属層44が介在した状態で重なっている。金属層44において、樹脂層Aおよび樹脂層Bと積層した部分は内層部44aである。内層部44aが存在する領域では、セパレータ40は、樹脂層Aと樹脂層Bとの間に金属層44(内層部44a)が配置された構造を有する。また、金属層44のうち、樹脂層Aおよび樹脂層Bに挟まれていない部分(露出部44b)は、その少なくとも一方の表面が外部に露出している。セパレータ40において、樹脂層Aおよび樹脂層Bは、セパレータ40の幅方向において金属層44の露出部44b側とは反対側の端部がヒートシール等で接着固定されている。なお、樹脂層A、樹脂層Bは、それぞれ独立したシート状部材からなるものであってもよく、1枚の樹脂シートを折り返してなるものであってもよい。   The separator 40 of this embodiment will be described in more detail. Although not particularly illustrated, the porous resin layer 42 has two layers of a resin layer A and a resin layer B. The resin layer A and the resin layer B have the same rectangular shape (also referred to as a band shape), and are overlapped with the metal layer 44 interposed, with most of the metal layer 44 (main part) interposed therebetween. Yes. In the metal layer 44, the portion laminated with the resin layer A and the resin layer B is an inner layer portion 44a. In the region where the inner layer portion 44a exists, the separator 40 has a structure in which the metal layer 44 (inner layer portion 44a) is disposed between the resin layer A and the resin layer B. Further, at least one surface of the metal layer 44 that is not sandwiched between the resin layer A and the resin layer B (exposed portion 44b) is exposed to the outside. In the separator 40, the resin layer A and the resin layer B are bonded and fixed at the end opposite to the exposed portion 44 b side of the metal layer 44 in the width direction of the separator 40 by heat sealing or the like. In addition, the resin layer A and the resin layer B may be composed of independent sheet-like members, or may be formed by folding a single resin sheet.

セパレータは、正極活物質層と負極活物質層とを絶縁するとともに、電解質の移動を許容する部材から構成されていればよい。セパレータ材料としては、各種多孔質樹脂シート(多孔質樹脂層であり得る。)を用いることができる。上記多孔質樹脂シートの好適例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を主体に構成されたシートが挙げられる。一好適例として、1種または2種以上のポリオレフィン系樹脂を主体に構成された単層または多層構造のシート(ポリオレフィン系シート)が挙げられる。上記多孔質樹脂シートは、必要に応じて、各種可塑剤、酸化防止剤等の添加剤を含有し得る。多孔質樹脂シートの厚さは3〜30μm(好ましくは5〜25μm、典型的には8〜15μm)程度とすることが適当である。本実施形態のように、多孔質樹脂層が複数の層を有する場合には、各層の厚さは上記の範囲から選択され得る。なお、多孔質樹脂シートの表面には、例えば無機フィラーを含む耐熱層が設けられていてもよく、各種表面処理が施されていてもよい。   The separator may be formed of a member that insulates the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and allows the electrolyte to move. As the separator material, various porous resin sheets (which may be a porous resin layer) can be used. Preferable examples of the porous resin sheet include a sheet mainly composed of a polyolefin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a thermoplastic resin such as polyester and polyamide. As a preferred example, a sheet having a single-layer structure or a multilayer structure (polyolefin-based sheet) mainly composed of one or more kinds of polyolefin-based resins can be given. The said porous resin sheet can contain additives, such as various plasticizers and antioxidant, as needed. The thickness of the porous resin sheet is suitably about 3 to 30 μm (preferably 5 to 25 μm, typically 8 to 15 μm). When the porous resin layer has a plurality of layers as in this embodiment, the thickness of each layer can be selected from the above range. In addition, the surface of the porous resin sheet may be provided with, for example, a heat-resistant layer containing an inorganic filler, or may be subjected to various surface treatments.

金属層は、Liの流通が可能な形状を有しており、典型的には多孔性である。なお、金属層が、Liの流通を許容する程度の多孔性を有するか否かは、ガーレ透気度(JIS P8117)等の評価により確認することができる。金属層としては、導電性に優れた材料が好ましく、負極集電体と同じ材料を用いることがより好ましい。金属層材料の具体例として、銅、ニッケル、チタン等の各種金属、これらの合金やステンレス鋼等の各種合金類を好ましく用いることができる。金属層の厚さは、Li流通性と導電性とのバランス、強度等の耐久性等によって決定される。上記厚さは、凡そ10μm未満とすることが適当であり、好ましくは1μm未満、より好ましくは300nm以下(例えば100nm以下、典型的には70nm以下)である。また上記厚さは、凡そ5nm以上(例えば10nm以上、典型的に30nm以上)とすることが好ましい。金属層の多孔質樹脂層への積層、配置方法としては、公知、慣用の各種方法を採用することができる。 The metal layer has a shape that allows the flow of Li + and is typically porous. Note that whether or not the metal layer has a degree of porosity that allows the flow of Li + can be confirmed by evaluating the Gurley air permeability (JIS P8117) or the like. As a metal layer, the material excellent in electroconductivity is preferable and it is more preferable to use the same material as a negative electrode electrical power collector. As specific examples of the metal layer material, various metals such as copper, nickel, and titanium, and alloys thereof, and various alloys such as stainless steel can be preferably used. The thickness of the metal layer is determined by the balance between Li + flowability and conductivity, durability such as strength, and the like. The thickness is suitably less than about 10 μm, preferably less than 1 μm, more preferably 300 nm or less (for example, 100 nm or less, typically 70 nm or less). The thickness is preferably about 5 nm or more (for example, 10 nm or more, typically 30 nm or more). As a method for laminating and arranging the metal layer on the porous resin layer, various known and conventional methods can be adopted.

セパレータの総厚さは、特に限定されるものではないが、Li通過性の観点から、70μm以下(例えば60μm以下、典型的には50μm以下)とすることが好ましい。また強度面から、上記総厚さは凡そ5μm以上(例えば10μm以上、典型的には15μm以上)とすることが好ましい。上述のように、セパレータの厚さによって正負極間距離は規定され、当該距離が長いと過充電時のガス発生速度は低下すると考えられるが、本発明によると、セパレータの厚さにかかわらず、過充電状態において迅速なガス発生が可能である。したがって、本発明による効果は、厚手のセパレータを用いる態様で、好ましくかつ顕著に発現する傾向がある。 The total thickness of the separator is not particularly limited, but is preferably 70 μm or less (for example, 60 μm or less, typically 50 μm or less) from the viewpoint of Li + permeability. From the viewpoint of strength, the total thickness is preferably about 5 μm or more (for example, 10 μm or more, typically 15 μm or more). As described above, the distance between the positive electrode and the negative electrode is defined by the thickness of the separator, and it is considered that the gas generation speed during overcharge decreases when the distance is long, but according to the present invention, regardless of the thickness of the separator, Rapid gas generation is possible in an overcharged state. Therefore, the effect of the present invention tends to be manifested preferably and remarkably in an embodiment using a thick separator.

次に、セパレータを含む電極体について説明する。図3は、一実施形態に係る捲回電極体を模式的に示す図であり、捲回電極体80を構築する前段階における長尺状のシート構造(電極シート)を示している。図3に示すように、捲回電極体80は、正極シート(正極と略す場合がある。)10と、負極シート(負極と略す場合がある。)20とを備える。正極10は、長尺状の正極集電体12と、正極集電体12の少なくとも一方の表面(典型的には両面)に配置された正極活物質層14とを備える。また、負極20は、長尺状の負極集電体22と、負極集電体22の少なくとも一方の表面(典型的には両面)に配置された負極活物質層24とを備える。   Next, an electrode body including a separator will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a wound electrode body according to an embodiment, and shows a long sheet structure (electrode sheet) at a stage before constructing the wound electrode body 80. As shown in FIG. 3, the wound electrode body 80 includes a positive electrode sheet (sometimes abbreviated as a positive electrode) 10 and a negative electrode sheet (sometimes abbreviated as a negative electrode) 20. The positive electrode 10 includes a long positive electrode current collector 12 and a positive electrode active material layer 14 disposed on at least one surface (typically both surfaces) of the positive electrode current collector 12. The negative electrode 20 includes a long negative electrode current collector 22 and a negative electrode active material layer 24 disposed on at least one surface (typically both surfaces) of the negative electrode current collector 22.

セパレータ40は、正極10および負極20の間に配置されている。なお、図3ではセパレータ40は1枚しか示していないが、本実施形態において、セパレータは捲回電極体80中に2枚配置されている。換言すると、捲回電極体80には、正極10、セパレータ40、負極20、もう一枚のセパレータ(図示せず)がこの順で積層された積層体からなる。この積層体は、長尺方向に捲回されることによって捲回体とされ、さらにこの捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状に成形されている。セパレータ40を構成する多孔質樹脂層42は、正極活物質層14および負極活物質層24の積層部分の幅より大きい幅を有する。これを正極活物質層14および負極活物質層24の積層部分に挟むように配することで、正極活物質層14および負極活物質層24が互いに接触して内部短絡が生じることを防いでいる。なお、電極体は捲回電極体に限定されない。電池の形状や使用目的に応じて、例えばラミネート型等、適切な形状、構造を適宜採用することができる。捲回電極体も扁平形状のものに限定されず円筒状であってもよい。   The separator 40 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. In FIG. 3, only one separator 40 is shown, but in the present embodiment, two separators are arranged in the wound electrode body 80. In other words, the wound electrode body 80 is composed of a laminate in which the positive electrode 10, the separator 40, the negative electrode 20, and another separator (not shown) are laminated in this order. The laminated body is formed into a wound body by being wound in the longitudinal direction, and further formed into a flat shape by crushing and ablating the wound body from the side surface direction. The porous resin layer 42 constituting the separator 40 has a width larger than the width of the laminated portion of the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 24. By arranging this so as to be sandwiched between the stacked portions of the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 24, the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 24 are prevented from contacting each other and causing an internal short circuit. . The electrode body is not limited to a wound electrode body. Depending on the shape and intended use of the battery, an appropriate shape and structure, such as a laminate mold, can be employed as appropriate. The wound electrode body is not limited to a flat shape, and may be cylindrical.

捲回電極体80の幅方向(捲回方向に直交する方向)の中心部には、正極集電体12の表面に形成された正極活物質層14と、負極集電体22の表面に形成された負極活物質層24とが重なり合って密に積層された部分が形成されている。また、正極10の幅方向の一方の端部には、正極活物質層14が形成されずに正極集電体12が露出した部分(正極活物質層非形成部16)が設けられている。この正極活物質層非形成部16は、セパレータ40および負極20からはみ出た状態となっている。すなわち、捲回電極体80の幅方向の一端には、正極集電体12の正極活物質層非形成部16が重なり合った正極集電体積層部15が形成されている。また、捲回電極体80の幅方向の他端にも、上記一端の正極10の場合と同様に、負極集電体12の負極活物質層非形成部26が重なり合った負極集電体積層部25が形成されている。   The positive electrode active material layer 14 formed on the surface of the positive electrode current collector 12 and the surface of the negative electrode current collector 22 are formed at the center of the wound electrode body 80 in the width direction (direction orthogonal to the winding direction). The negative electrode active material layer 24 thus formed is overlapped and densely stacked. In addition, at one end in the width direction of the positive electrode 10, a portion where the positive electrode current collector 12 is exposed without forming the positive electrode active material layer 14 (positive electrode active material layer non-forming portion 16) is provided. This positive electrode active material layer non-forming portion 16 is in a state of protruding from the separator 40 and the negative electrode 20. That is, at one end in the width direction of the wound electrode body 80, a positive electrode current collector laminated portion 15 in which the positive electrode active material layer non-forming portion 16 of the positive electrode current collector 12 overlaps is formed. Further, similarly to the positive electrode 10 at the one end, the negative electrode current collector laminated portion in which the negative electrode active material layer non-formation portion 26 of the negative electrode current collector 12 is overlapped with the other end in the width direction of the wound electrode body 80. 25 is formed.

セパレータ40に含まれる金属層44は、捲回電極体80において負極集電体22の負極活物質層非形成部26と当接するように配置されている。これによって、金属層44は負極20と導通し、セパレータ40内における配置と相俟って、捲回電極体80を備える二次電池が過充電状態となったときに、迅速なガス発生が実現される。   The metal layer 44 included in the separator 40 is disposed so as to contact the negative electrode active material layer non-forming portion 26 of the negative electrode current collector 22 in the wound electrode body 80. As a result, the metal layer 44 is electrically connected to the negative electrode 20, and in combination with the arrangement in the separator 40, rapid gas generation is realized when the secondary battery including the wound electrode body 80 is overcharged. Is done.

次に、二次電池の電極体を構成する各構成要素について説明する。正極を構成する正極集電体としては、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からなる箔状のものを用い得る。正極集電体の厚さは特に限定されず、例えば5〜30μmとすることができる。正極活物質層は、主成分(50重量%を超えて含まれる成分。以下同じ。)として正極活物質を含む。正極活物質は、特に限定されず、例えば、スピネル構造または層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物、ポリアニオン型(例えばオリビン型)のリチウム遷移金属化合物等の1種または2種以上を用い得る。好ましい一態様では、正極活物質として、Liおよび少なくとも1種の遷移金属元素(好ましくはNi、CoおよびMnのうちの少なくとも1種)を含むリチウム遷移金属複合酸化物(例えばLiNiCoMnO)が用いられる。正極活物質層は、正極活物質の他、必要に応じて各種添加剤(例えば、カーボンブラック等の導電材や、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の結着剤、増粘剤等)を含有し得る。 Next, each component which comprises the electrode body of a secondary battery is demonstrated. As the positive electrode current collector constituting the positive electrode, for example, a foil-like material made of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component can be used. The thickness of the positive electrode current collector is not particularly limited, and can be, for example, 5 to 30 μm. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material as a main component (a component included in excess of 50% by weight; the same shall apply hereinafter). The positive electrode active material is not particularly limited, and for example, one or more of a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure or a layered structure, a polyanion type (for example, olivine type) lithium transition metal compound, or the like may be used. In a preferred embodiment, a lithium transition metal composite oxide (eg, LiNiCoMnO 2 ) containing Li and at least one transition metal element (preferably at least one of Ni, Co, and Mn) is used as the positive electrode active material. . In addition to the positive electrode active material, the positive electrode active material layer includes various additives as necessary (for example, conductive materials such as carbon black, polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), etc. A binder, a thickener and the like.

負極を構成する負極集電体としては、例えば銅または銅を主成分とする合金からなる箔状のものを用い得る。負極集電体の厚さは特に限定されず、例えば5〜30μmとすることができる。負極活物質層には、電荷担体となるLiを吸蔵および放出可能な負極活物質の1種または2種以上が主成分として含まれる。負極活物質の組成や形状に特に制限はない。負極活物質としては、グラファイトカーボン(黒鉛)、アモルファスカーボン等の炭素材料が挙げられる。少なくとも一部にグラファイト構造(層状構造)を含む粒子状の炭素材料(カーボン粒子)が好ましく用いられる。なかでも天然黒鉛を主成分とする炭素材料の使用が好ましい。上記天然黒鉛は鱗片状の黒鉛を球形化したものであってもよい。特に、黒鉛の表面にアモルファスカーボンがコートされた炭素質粉末が好ましい。負極活物質粒子の平均粒径は特に限定されるものではないが、凡そ5〜30μmであることが好ましい。なお、本明細書において、平均粒径としては、レーザー散乱・回折法に基づく粒度分布測定装置に基づいて測定した粒度分布から導き出せるメジアン径(平均粒径D50:50%体積平均粒径)が採用される。負極活物質層は、負極活物質の他に、結着剤や増粘剤その他の添加剤の1種または2種以上を必要に応じて含有し得る。結着剤、増粘剤としては、例えば、正極活物質層に含有され得るものを好ましく用いることができる。 As the negative electrode current collector constituting the negative electrode, for example, a foil-like one made of copper or an alloy containing copper as a main component can be used. The thickness of the negative electrode current collector is not particularly limited, and can be, for example, 5 to 30 μm. The negative electrode active material layer contains, as a main component, one or more negative electrode active materials capable of inserting and extracting Li + serving as a charge carrier. There is no restriction | limiting in particular in a composition and shape of a negative electrode active material. Examples of the negative electrode active material include carbon materials such as graphite carbon (graphite) and amorphous carbon. A particulate carbon material (carbon particles) containing a graphite structure (layered structure) at least partially is preferably used. Of these, the use of a carbon material mainly composed of natural graphite is preferred. The natural graphite may be obtained by spheroidizing flaky graphite. In particular, a carbonaceous powder in which amorphous carbon is coated on the surface of graphite is preferable. The average particle diameter of the negative electrode active material particles is not particularly limited, but is preferably about 5 to 30 μm. In the present specification, the average particle diameter is a median diameter (average particle diameter D 50 : 50% volume average particle diameter) that can be derived from the particle size distribution measured based on a particle size distribution measuring apparatus based on a laser scattering / diffraction method. Adopted. In addition to the negative electrode active material, the negative electrode active material layer may contain one or more of binders, thickeners, and other additives as necessary. As the binder and the thickener, for example, those that can be contained in the positive electrode active material layer can be preferably used.

次に、上記捲回電極体を備える二次電池について説明する。図4は、一実施形態に係る二次電池の模式断面図である。図4に示すように、二次電池1は、角型の電池ケース50と、電池ケース50内に収容される捲回電極体80とを備える。電池ケース50内にはまた、非水電解質(非水電解液)90が収容されている。この非水電解液90は捲回電極体80に含浸している。電池ケース50は、上面に開口部を有する扁平箱形状のケース本体52と、その開口部を塞ぐ蓋体54とを備える。ケース本体52の開口部は、捲回電極体80を上記開口部からケース本体52内に収容した後、蓋体54によって封止される。このように電池ケース50の内部が密閉されることにより、二次電池1は密閉型電池となる。   Next, a secondary battery including the wound electrode body will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment. As shown in FIG. 4, the secondary battery 1 includes a rectangular battery case 50 and a wound electrode body 80 accommodated in the battery case 50. A non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) 90 is also accommodated in the battery case 50. The non-aqueous electrolyte 90 is impregnated in the wound electrode body 80. The battery case 50 includes a flat box-shaped case main body 52 having an opening on the upper surface, and a lid 54 that closes the opening. The opening of the case body 52 is sealed by the lid 54 after the wound electrode body 80 is accommodated in the case body 52 from the opening. Thus, the inside of the battery case 50 is sealed, so that the secondary battery 1 becomes a sealed battery.

電池ケース50の上面(蓋体54)には、正極端子70および負極端子72が設けられている。正極端子70は正極10の幅方向の一端に付設された正極集電板74と電気的に接続しており、負極端子72は負極20の幅方向の一端に付設された負極集電板76と電気的に接続している。また、電池ケース50内にはCID30が設けられている。CID30は、正極端子70と捲回電極体80との間に設けられ、電池ケース50の内圧が上昇し、所定の圧力に達したときに正極端子70から正極10に至る導電経路を電気的に分断するように構成されている。具体的には、CID30は、変形金属板32と、変形金属板32に接合された接続金属板34とを備える。変形金属板32は、中央部分が下方へ湾曲したアーチ形状の湾曲部分33を有する。湾曲部分33の周縁部分は、集電リード端子35を介して正極端子70に接続されている。また、変形金属板32の湾曲部分33の一部(先端)は、接続金属板34の上面と接合点36にて接合されている。接続金属板34の下面(裏面)には正極集電板74が接合されており、正極集電板74は捲回電極体80の正極10に接続されている。CID30はまた、プラスチックにより形成された絶縁ケース38を備える。絶縁ケース38は、変形金属板32を囲むように設けられている。絶縁ケース38には、変形金属板32の湾曲部分33を嵌入する開口部が形成されており、変形金属板32の湾曲部分33は、該開口部に嵌入されることで該開口部を封止している。これによって、絶縁ケース38内は密閉状態に保持されるため、密閉された湾曲部分33の上方には、電池ケース50の内圧は作用しない。これに対して、絶縁ケース38外の湾曲部分33の下面には、電池ケース50の内圧が作用する。このような構造を有するCID30において、過充電電流に起因して電池ケース50の内圧が高まると、該内圧は、変形金属板32の下方へ湾曲した湾曲部分33を上方へ押し上げるように作用する。この作用(力)は、電池ケース50の内圧が上昇するにつれて増大する。そして、電池ケース50の内圧が設定圧力を超えると、湾曲部分33が上下反転する。この湾曲部分33の反転によって、変形金属板32と接続金属板34との接続は断たれ、導電経路は電気的に分断され、電流は遮断される。なお、CIDは上記構造に限定されず、また機械的な変形に基づくものに限定されるものでもない。例えば、電池ケースの内圧をセンサで検知し、該センサで検知した内圧が設定圧力を超えると充電電流を遮断するような外部回路を設けたCIDであってもよい。   A positive electrode terminal 70 and a negative electrode terminal 72 are provided on the upper surface (lid 54) of the battery case 50. The positive electrode terminal 70 is electrically connected to a positive electrode current collector plate 74 attached to one end in the width direction of the positive electrode 10, and the negative electrode terminal 72 is connected to a negative electrode current collector plate 76 attached to one end in the width direction of the negative electrode 20. Electrically connected. A CID 30 is provided in the battery case 50. The CID 30 is provided between the positive electrode terminal 70 and the wound electrode body 80, and electrically connects a conductive path from the positive electrode terminal 70 to the positive electrode 10 when the internal pressure of the battery case 50 increases and reaches a predetermined pressure. It is configured to divide. Specifically, the CID 30 includes a deformed metal plate 32 and a connection metal plate 34 joined to the deformed metal plate 32. The deformed metal plate 32 has an arch-shaped curved portion 33 having a central portion curved downward. The peripheral portion of the curved portion 33 is connected to the positive electrode terminal 70 via the current collecting lead terminal 35. Further, a part (tip) of the curved portion 33 of the deformed metal plate 32 is joined to the upper surface of the connection metal plate 34 at a joint point 36. A positive electrode current collector plate 74 is joined to the lower surface (back surface) of the connection metal plate 34, and the positive electrode current collector plate 74 is connected to the positive electrode 10 of the wound electrode body 80. The CID 30 also includes an insulating case 38 formed of plastic. The insulating case 38 is provided so as to surround the deformed metal plate 32. An opening for fitting the curved portion 33 of the deformed metal plate 32 is formed in the insulating case 38, and the curved portion 33 of the deformed metal plate 32 is fitted into the opening to seal the opening. doing. As a result, since the inside of the insulating case 38 is kept in a sealed state, the internal pressure of the battery case 50 does not act above the sealed curved portion 33. On the other hand, the internal pressure of the battery case 50 acts on the lower surface of the curved portion 33 outside the insulating case 38. In the CID 30 having such a structure, when the internal pressure of the battery case 50 increases due to the overcharge current, the internal pressure acts to push up the curved portion 33 curved downward of the deformed metal plate 32. This action (force) increases as the internal pressure of the battery case 50 increases. When the internal pressure of the battery case 50 exceeds the set pressure, the curved portion 33 is inverted upside down. By the inversion of the curved portion 33, the connection between the deformed metal plate 32 and the connection metal plate 34 is cut off, the conductive path is electrically cut off, and the current is cut off. The CID is not limited to the above structure, and is not limited to one based on mechanical deformation. For example, it may be a CID provided with an external circuit that detects the internal pressure of the battery case with a sensor and interrupts the charging current when the internal pressure detected by the sensor exceeds a set pressure.

非水電解質は、典型的には適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する電解液である。上記非水溶媒としては、特に限定されず、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、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)の1種または2種以上を用いることができる。なかでも、EC、DMCおよびEMCの混合溶媒が好ましい。支持塩としては、例えばLiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO、LiCSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiI等のリチウム化合物(リチウム塩)の1種または2種以上を用いることができる。なお、支持塩の濃度は特に限定されないが、凡そ0.1mol/L〜5mol/L(例えば0.5mol/L〜3mol/L、典型的には0.8mol/L〜1.5mol/L)の濃度とすることができる。 The nonaqueous electrolyte is typically an electrolytic solution having a composition in which a supporting salt is contained in a suitable nonaqueous solvent. The non-aqueous solvent is not particularly limited, and for example, one or more of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC). Can be used. Of these, a mixed solvent of EC, DMC and EMC is preferable. Examples of the supporting salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiI and the like. One type or two or more types of lithium compounds (lithium salts) can be used. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but is approximately 0.1 mol / L to 5 mol / L (for example, 0.5 mol / L to 3 mol / L, typically 0.8 mol / L to 1.5 mol / L). Concentration.

また、二次電池はガス発生剤を含む。ここでガス発生剤とは、所定の電池電圧を超えた際にガスを発生させる添加剤であり、典型的には、電池が過充電状態になったときに反応して(具体的には正極側で分解して)、Hを発生させ、このHに由来してガスを発生させる化合物をいう。ガス発生剤は典型的には非水電解質中に含まれる。その場合、ガス発生剤は非水電解質中に溶解または分散し得る化合物であることが好ましい。また、ガス発生剤は、電池の稼働電圧では酸化されないが、過充電状態になったときに非水電解質の非水溶媒の酸化分解よりも先に反応(酸化)するものであることが望ましい。したがって、ガス発生剤の酸化電位(酸化開始電位)は、好ましくは、稼働電圧の最大値に対応した正極の上限電位よりも高いが、非水電解質の非水溶媒の酸化電位(酸化開始電位)よりも低い。ガス発生剤の酸化電位の好適な範囲は、4.3V以上(典型的には4.4V以上)であり、また4.8V以下(典型的には4.6V以下)である。ガス発生剤の好適例としては、例えばアルキルベンゼン類、シクロアルキルベンゼン類、ビフェニル類、ターフェニル類、ジフェニルエーテル類、ジベンゾフラン類が挙げられる。なかでも、シクロアルキルベンゼン類(例えばシクロヘキシルベンゼン(CHB))、ビフェニル類(例えばビフェニル(BP))が好ましい。ガス発生剤の使用量(添加量)は、非水電解質中において凡そ0.1〜10重量%(例えば0.5〜7重量%、典型的には1〜5重量%)とすることが好ましい。 The secondary battery includes a gas generating agent. Here, the gas generating agent is an additive that generates gas when a predetermined battery voltage is exceeded, and typically reacts when the battery is overcharged (specifically, a positive electrode). Refers to a compound that decomposes on the side) to generate H + and generate gas derived from this H + . The gas generant is typically included in the non-aqueous electrolyte. In that case, the gas generating agent is preferably a compound that can be dissolved or dispersed in the non-aqueous electrolyte. Further, the gas generating agent is not oxidized at the operating voltage of the battery, but it is desirable that the gas generating agent reacts (oxidizes) prior to the oxidative decomposition of the nonaqueous solvent of the nonaqueous electrolyte when the battery is overcharged. Therefore, the oxidation potential (oxidation start potential) of the gas generating agent is preferably higher than the upper limit potential of the positive electrode corresponding to the maximum value of the operating voltage, but the oxidation potential (oxidation start potential) of the nonaqueous solvent of the nonaqueous electrolyte. Lower than. A suitable range of the oxidation potential of the gas generating agent is 4.3 V or higher (typically 4.4 V or higher), and 4.8 V or lower (typically 4.6 V or lower). Preferable examples of the gas generating agent include alkylbenzenes, cycloalkylbenzenes, biphenyls, terphenyls, diphenyl ethers, and dibenzofurans. Of these, cycloalkylbenzenes (for example, cyclohexylbenzene (CHB)) and biphenyls (for example, biphenyl (BP)) are preferable. The amount (addition amount) of the gas generating agent is preferably about 0.1 to 10% by weight (for example, 0.5 to 7% by weight, typically 1 to 5% by weight) in the non-aqueous electrolyte. .

上記の二次電池は、過充電状態におけるCIDの迅速作動を実現することができ、実用性に優れたものである。したがって、この特徴を活かして、ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、電気自動車等のような車両の駆動電源として好ましく利用され得る。本発明によると、上記二次電池(複数の電池が接続された組電池の形態であり得る。)を搭載した車両が提供される。   Said secondary battery can implement | achieve the rapid action | operation of CID in an overcharge state, and is excellent in practicality. Therefore, taking advantage of this feature, it can be preferably used as a drive power source for vehicles such as hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, and electric vehicles. According to the present invention, there is provided a vehicle equipped with the secondary battery (which may be in the form of an assembled battery in which a plurality of batteries are connected).

次に、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。   Next, some examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the examples. In the following description, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

<実施例>
正極集電体としてのアルミニウム箔(厚さ15μm)の両面に正極活物質層が形成された長尺状正極シートを作製した。形成した正極活物質層は、正極活物質としてのLiNiCoMnOと、導電材としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのPVDFとを94:3:3の混合比で含む。また、負極集電体としての銅箔(厚さ10μm)の両面に負極活物質層が形成された長尺状負極シートを作製した。形成した負極活物質層は、負極活物質としての球形化黒鉛と、増粘剤としてのCMCと、結着剤としてのSBRとを98:1:1の混合比で含む。
<Example>
A long positive electrode sheet having a positive electrode active material layer formed on both surfaces of an aluminum foil (thickness 15 μm) as a positive electrode current collector was produced. The formed positive electrode active material layer contains LiNiCoMnO 2 as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive material, and PVDF as a binder in a mixing ratio of 94: 3: 3. Moreover, the elongate negative electrode sheet in which the negative electrode active material layer was formed on both surfaces of the copper foil (thickness 10 micrometers) as a negative electrode collector was produced. The formed negative electrode active material layer contains spheroidized graphite as a negative electrode active material, CMC as a thickener, and SBR as a binder in a mixing ratio of 98: 1: 1.

多孔質樹脂シートとして単層PEシート(厚さ10μm)を用意し、このPEシートで銅箔(厚さ50nm)を図1に示す構造となるように挟み込んで、金属層(銅箔)がその内部に配置された長尺状の金属層含有セパレータシートを作製した。この金属層含有セパレータにおいて、金属層は、樹脂層(PE層)に挟まれた内層部と、該樹脂層から露出した露出部とを有する。金属層を挟み込んだ樹脂層は、上記セパレータの幅方向において金属層の露出部側とは反対側の端部にてヒートシール等で接着固定した。   A single-layer PE sheet (thickness 10 μm) is prepared as a porous resin sheet, and a copper foil (thickness 50 nm) is sandwiched between the PE sheets so as to have the structure shown in FIG. A long metal layer-containing separator sheet disposed inside was prepared. In this metal layer-containing separator, the metal layer has an inner layer portion sandwiched between resin layers (PE layers) and an exposed portion exposed from the resin layer. The resin layer sandwiching the metal layer was bonded and fixed by heat sealing or the like at the end of the separator opposite to the exposed portion in the width direction of the separator.

上記負極シートを、上記金属層含有セパレータで挟み込み、上記正極シートを重ねて捲回することによって捲回体を作製し、さらに該捲回体を側面方向からプレスして拉げさせることにより、扁平形状の捲回電極体を作製した。この捲回電極体において、セパレータから露出した金属層は、負極集電体の負極活物質層非形成部と捲回電極体の捲回方向に沿って接触している。上記捲回電極体につき、正負の電極集電体の端部にそれぞれ電極端子を溶接し、捲回電極体を角型電池ケースに収容した後、非水電解液を注入し、電池ケース内を密封した。非水電解液としては、ECとDMCとEMCとの混合溶媒に、支持塩としてのLiPFを約1モル/Lの濃度で含有させ、さらにCHBを濃度が4%となるように含有させたものを使用した。このようにして角型リチウム二次電池(電池容量:30Ah)を作製した。この角型リチウム二次電池には、図4に示すようなCIDを正極集電体と正極端子との間に設けている。 The negative electrode sheet is sandwiched between the metal layer-containing separators, the positive electrode sheets are stacked and wound to produce a wound body, and further, the rolled body is pressed from the side direction to be ablated. A wound electrode body having a shape was produced. In this wound electrode body, the metal layer exposed from the separator is in contact with the negative electrode active material layer non-formation part of the negative electrode current collector along the winding direction of the wound electrode body. For the wound electrode body, the electrode terminals are welded to the ends of the positive and negative electrode current collectors, respectively, and after the wound electrode body is accommodated in the rectangular battery case, a non-aqueous electrolyte is injected and the inside of the battery case is filled. Sealed. As a non-aqueous electrolyte, a mixed solvent of EC, DMC, and EMC contains LiPF 6 as a supporting salt at a concentration of about 1 mol / L, and further contains CHB at a concentration of 4%. I used something. Thus, a square lithium secondary battery (battery capacity: 30 Ah) was produced. In this prismatic lithium secondary battery, a CID as shown in FIG. 4 is provided between the positive electrode current collector and the positive electrode terminal.

<比較例>
金属層を配置せず、またセパレータの厚さを20μmとした他は実施例と同様にしてリチウム二次電池を作製した。
<Comparative example>
A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in the example except that the metal layer was not disposed and the thickness of the separator was 20 μm.

[過充電試験]
実施例および比較例に係る角型リチウム二次電池を試験用電池として用いた。各試験用電池につき、25℃の環境下で、開始SOC(State of Charge)100%、充電電流値60Aの条件で過充電試験を行った。過充電試験中の試験電池の内圧[MPa]および温度[℃]を計測した。結果を図5,6に示す。
[Overcharge test]
The prismatic lithium secondary batteries according to Examples and Comparative Examples were used as test batteries. For each test battery, an overcharge test was performed under the conditions of a starting SOC (State of Charge) of 100% and a charging current value of 60 A in an environment of 25 ° C. The internal pressure [MPa] and temperature [° C.] of the test battery during the overcharge test were measured. The results are shown in FIGS.

図5,6に示されるように、実施例に係る二次電池では、内圧上昇が比較例よりも早く進行し、CIDの作動をSOC基準で10%ほど低減することができた。その結果、温度上昇も止まり、安全弁が開弁することもなかった。一方、比較例に係る二次電池では、CIDが作動するSOCは約155%であった。また、CIDによる回路遮断後も温度上昇が止まらず、安全弁が開弁した。これらの結果は、本明細書に記載した本発明の作用効果を裏付けるものであることが当業者によって理解される。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the secondary battery according to the example, the increase in internal pressure proceeded faster than the comparative example, and the operation of CID could be reduced by about 10% based on the SOC. As a result, the temperature rise stopped and the safety valve did not open. On the other hand, in the secondary battery according to the comparative example, the SOC at which the CID operates is about 155%. Further, the temperature rise did not stop even after the circuit was shut off by CID, and the safety valve was opened. It will be understood by those skilled in the art that these results support the effects of the present invention described herein.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。本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得る。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The present invention may include various modifications and alterations of the specific examples described above.

1 リチウム二次電池
10 正極シート
20 負極シート
30 電流遮断機構(CID)
40 セパレータシート
42 多孔質樹脂層
44 金属層
50 電池ケース
80 捲回電極体
100 ガス発生剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium secondary battery 10 Positive electrode sheet 20 Negative electrode sheet 30 Current interruption | blocking mechanism (CID)
40 Separator sheet 42 Porous resin layer 44 Metal layer 50 Battery case 80 Winding electrode body 100 Gas generating agent

Claims (1)

正極シートとセパレータシートと負極シートとがこの順で積層された電極体、ガス発生剤、該電極体と該ガス発生剤とを収容した電池ケース、および該電池ケース内の圧力上昇により作動する電流遮断機構、を備え、
前記セパレータシート内にはリチウムイオンの流通が可能な金属層が配置されており、かつ該金属層は前記負極と導通している、リチウム二次電池。
An electrode body in which a positive electrode sheet, a separator sheet, and a negative electrode sheet are laminated in this order, a gas generating agent, a battery case containing the electrode body and the gas generating agent, and a current that operates due to an increase in pressure in the battery case A shut-off mechanism,
A lithium secondary battery in which a metal layer capable of flowing lithium ions is disposed in the separator sheet, and the metal layer is electrically connected to the negative electrode.
JP2015113706A 2015-06-04 2015-06-04 Lithium secondary battery Pending JP2016225261A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015113706A JP2016225261A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015113706A JP2016225261A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Lithium secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016225261A true JP2016225261A (en) 2016-12-28

Family

ID=57748435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015113706A Pending JP2016225261A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016225261A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018181243A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 三井化学株式会社 Lithium ion secondary battery
DE102017213251A1 (en) 2017-08-01 2019-02-07 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG battery cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018181243A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 三井化学株式会社 Lithium ion secondary battery
CN110495044A (en) * 2017-03-30 2019-11-22 三井化学株式会社 Lithium ion secondary battery
JPWO2018181243A1 (en) * 2017-03-30 2020-02-06 三井化学株式会社 Lithium ion secondary battery
DE102017213251A1 (en) 2017-08-01 2019-02-07 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG battery cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4920111B2 (en) Pouch type secondary battery
JP5822089B2 (en) Sealed lithium secondary battery
US8216721B2 (en) Sealed battery
EP3142173A1 (en) Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5963012B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2013196781A (en) Positive electrode for electric device and electric device using the same
JP2019053862A (en) Laminated electrode body and power storage element
JP2013004305A (en) Secondary battery
JP6238081B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2014036010A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20200119207A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6037171B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP6674631B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2019016494A (en) Method for manufacturing multilayer electrode body and method for manufacturing power storage element
JP5618156B2 (en) Manufacturing method of sealed lithium secondary battery
JP2011103181A (en) Lithium secondary battery
JP2016225261A (en) Lithium secondary battery
JP2013239374A (en) Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same
JP2013239375A (en) Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same
JP5725381B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP6489360B2 (en) Secondary battery
JP7096981B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2013157219A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2017091762A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6681017B2 (en) Secondary battery having electrode body