JP2017033824A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

リチウムイオン二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2017033824A
JP2017033824A JP2015154071A JP2015154071A JP2017033824A JP 2017033824 A JP2017033824 A JP 2017033824A JP 2015154071 A JP2015154071 A JP 2015154071A JP 2015154071 A JP2015154071 A JP 2015154071A JP 2017033824 A JP2017033824 A JP 2017033824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
positive electrode
material layer
negative electrode
electrode active
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
JP2015154071A
Other languages
English (en)
Inventor
祐介 小野田
Yusuke Onoda
祐介 小野田
暁 竹原
Akira Takehara
暁 竹原
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
Primearth EV Energy Co Ltd
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Primearth EV Energy Co Ltd
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, Primearth EV Energy Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015154071A priority Critical patent/JP2017033824A/ja
Publication of JP2017033824A publication Critical patent/JP2017033824A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】負極でのリチウムの析出を抑えて、電池容量が低下しないようにしたリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池は、捲回電極体の捲回軸WLの方向において、負極活物質層63は、正極活物質層53の幅よりも幅広く、該正極活物質層53に対向している正極対向部位63aと、該正極活物質層53に対向していない正極非対向部位63bとを有している。正極対向部位63aの抵抗値を該正極対向部位63aの捲回軸WL方向の一端63a1から他端63a2に至る直線ラインLに沿って2mmの等間隔で複数点測定した場合において、該抵抗値の平均値Raveと最大値Rmaxとが、Rave≦85Ω、0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満たす。【選択図】図3

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。詳しくは、負極でのリチウムの析出が抑制されたリチウムイオン二次電池に関する。
リチウムイオン二次電池は、近年、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源や車両駆動用電源として用いられている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られることから、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両の駆動用高出力電源として好ましく用いられている。
この種のリチウムイオン二次電池の一つの典型的な構成では、シート状電極が扁平状に捲回された構造を有する電極体(捲回電極体)を備えている(例えば特許文献1)。かかる捲回電極体は、例えば、負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体上に保持された構造を有する負極シートと、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体上に保持された構造を有する正極シートとが、セパレータを介して扁平状に捲回されることにより形成されている。かかる捲回電極体を備えたリチウムイオン二次電池では、セパレータを介して負極活物質層と正極活物質層とが対向するように配置され、当該負極活物質層と当該正極活物質層との間でリチウムイオンの行き来が行われる。
特開2013−165049号公報
上記リチウムイオン二次電池の問題の一つとして、リチウムイオンが負極で還元されて析出してしまうことがある。特に、リチウムイオン二次電池を大電流や低温域で充電した場合には、正極活物質から放出されたリチウムイオンが、すぐには負極活物質に入りきらず、負極(典型的には負極活物質)の表面に析出しやすい。リチウムが負極に析出すると、電池反応に寄与するリチウムイオンの量が減少するため容量低下を招く虞がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負極でのリチウムの析出を抑えて、電池容量が低下しないようにしたリチウムイオン二次電池を提供することである。
本発明によって提供されるリチウムイオン二次電池は、長尺状の正極集電体上に正極活物質層が形成されている正極シートと、長尺状の負極集電体上に負極活物質層が形成されている負極シートとがセパレータを介して重ね合わされ、扁平状に捲回されてなる捲回電極体と、前記捲回電極体が非水電解液とともに収容されている電池ケースとを備える。前記捲回電極体の捲回軸の方向において、前記負極活物質層は、前記正極活物質層の幅よりも幅広く、該正極活物質層に対向している正極対向部位と、該正極活物質層に対向していない正極非対向部位とを有している。そして、前記正極対向部位の抵抗値(Ω)を該正極対向部位の捲回軸方向の一端から他端に至る直線ラインに沿って2mmの等間隔で複数点測定した場合において、該抵抗値の平均値Raveと最大値Rmaxとが、以下の関係:Rave≦85Ω;0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満たす。かかる構成によると、充電時における負極でのリチウムの析出が抑制され、サイクル後の電池性能(例えば容量維持率)を良好に保つことができる。
図1は、一実施形態に係る非水電解液二次電池の断面構造を模式的に示す縦断面図である。 図2は、一実施形態に係る捲回電極体の構成を示す模式図である。 図3は、一実施形態に係る捲回電極体の要部を拡大した要部断面図である。 図4は、図3の負極シートを矢印IV方向から見た要部上面図である。 図5は、一実施形態に係る抵抗の測定方法を説明するための模式図である。 図6は、各例の負極活物質層の抵抗値分布を示す図である。 図7は、各例の抵抗値について、横軸にRave、縦軸に(Rmax−Rave)/Raveをプロットしたグラフである。
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
本発明のリチウムイオン二次電池の一実施形態につき、図1および図2に示す模式図を参照しつつ説明する。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100の断面図である。図2は、当該リチウムイオン二次電池100に内装される電極体40を示す図である。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池100は、図1に示すような扁平な角形の電池ケース(即ち外装容器)20に構成されている。リチウムイオン二次電池100は、図1および図2に示すように、扁平形状の捲回電極体40が、液状電解質(電解液)80とともに、電池ケース20に収容されている。
電池ケース20は、一端(電池100の通常の使用状態における上端部に相当する。)に開口部を有する箱形(すなわち有底直方体状)のケース本体21と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ矩形状プレート部材からなる蓋体(封口板)22とから構成される。電池ケース20の材質は、従来のリチウムイオン二次電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成された電池ケース20が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム等が例示される。
図1に示すように、蓋体22には外部接続用の正極端子23および負極端子24が形成されている。蓋体22の両端子23、24の間には、電池ケース20の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉の安全弁30と、注液口32が形成されている。なお、図1では、当該注液口32が注液後に封止材33によって封止されている。
<捲回電極体>
捲回電極体40は、図2に示すように、長尺なシート状正極(正極シート50)と、該正極シート50と同様の長尺シート状負極(負極シート60)とを計二枚の長尺シート状セパレータ(セパレータ72、74)とを備えている。
<正極シート>
正極シート50は、帯状の正極集電体52と正極活物質層53とを備えている。正極集電体52には、例えば、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、正極集電体52として、アルミニウム箔が用いられている。正極集電体52の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部51が設定されている。図示した例では、正極活物質層53は、正極集電体52に設定された未塗工部51を除いて、正極集電体52の両面に保持されている。正極活物質層53には、正極活物質粒子と導電材とバインダとが含まれている。
正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用し得ることが知られている各種の材料の1種または2種以上を、特に限定なく使用することができる。好適例として、層状系、スピネル系等のリチウム複合金属酸化物(例えば、LiNiO、LiCoO、LiFeO、LiMn、LiNi0.5Mn1.5,LiCrMnO、LiFePO)が挙げられる。導電材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラックやその他(グラファイト等)の粉末状カーボン材料が例示される。バインダとしては、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)等が例示される。
正極活物質層全体に占める正極活物質の割合は、凡そ60質量%以上(典型的には60質量%〜99質量%)とすることが適当であり、通常は凡そ70質量%〜95質量%であることが好ましい。導電材を使用する場合、正極活物質層全体に占める導電材の割合は、例えば凡そ2質量%〜20質量%とすることができ、通常は凡そ3質量%〜10質量%とすることが好ましい。バインダを使用する場合、正極活物質層全体に占めるバインダの割合は、例えば凡そ0.5質量%〜10質量%とすることができ、通常は凡そ1質量%〜5質量%とすることが好ましい。
正極集電体の単位面積当たりに設けられる正極活物質層の質量(目付量)は、充分な電池容量を確保する観点から、正極集電体の片面当たり3mg/cm以上(例えば5mg/cm以上、典型的には10mg/cm以上)とすることができる。また、入出力特性を確保する観点から、正極集電体の片面当たり50mg/cm以下(例えば40mg/cm以下、典型的には20mg/cm以下)とすることができる。
正極活物質層53を形成する際には、正極活物質と導電材とバインダとを適当な溶媒に分散させて混練することによって、正極活物質層形成用ペースト(スラリー状またはインク状を含む。以下同じ。)を調製する。このペーストを正極集電体上に適当量塗布し、乾燥さらにプレスすることによって、リチウムイオン二次電池用正極を作製することができる。上記溶媒としては水性溶媒および有機溶媒のいずれも使用可能であり、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いることができる。また、上記ペーストを付与する操作は、例えば、グラビアコーター、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、ディップコーター等の適当な塗付装置を使用して行うことができる。また、上記溶媒の除去も、従来の一般的な手段(例えば加熱乾燥や真空乾燥)により行うことができる。
<負極シート>
負極シート60は、図2に示すように、帯状の負極集電体62と負極活物質層63とを備えている。負極集電体62には、例えば、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、負極集電体62には、帯状の銅箔が用いられている。負極集電体62の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部61が設定されている。負極活物質層63は、負極集電体62に設定された未塗工部61を除いて、負極集電体62の両面に保持されている。負極活物質層63には、負極活物質が含まれている。
負極活物質としては、リチウムイオン二次電池の負極活物質として使用し得ることが知られている各種の材料の1種または2種以上を、特に限定なく使用することができる。好適例として、黒鉛(グラファイト)、難黒鉛化炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素(ソフトカーボン)、カーボンナノチューブ等の炭素材料が挙げられる。なかでも、導電性に優れ、高いエネルギー密度が得られることから、天然黒鉛や人造黒鉛等の黒鉛系材料(特には天然黒鉛)を好ましく用いることができる。一般に黒鉛系材料を負極に備えた電池では、厳しい条件(例えば高温環境下および/または高入出力密度)で充放電を繰り返した場合等に、非水電解液に含まれる成分(例えば非水溶媒や支持塩)が徐々に分解され、エネルギー密度が低下することがあり得る。しかしながら、ここで開示される技術では、負極活物質の表面に後述する被膜形成材由来の好適な被膜が形成されているため、高いエネルギー密度と耐久性とを高いレベルで両立可能なリチウムイオン二次電池を実現することができる。
負極活物質の性状は特に限定されないが、例えば粒子状や粉末状であり得る。かかる粒子状負極活物質の平均粒径は、20μm以下(典型的には1μm〜20μm、例えば5μm〜15μm)であり得る。また、比表面積は1m/g以上(典型的には2.5m/g以上、例えば3.4m/g以上)であって、10m/g以下(典型的には6m/g以下、例えば4.8m/g以下)であり得る。上記性状のうち1つまたは2つを満たす負極活物質は、表面に後述する被膜形成材由来の被膜が形成された場合であっても電荷担体の反応場を広く確保することができ、より高い電池特性(例えば高い入出力特性)を実現することができる。
なお、本明細書において「平均粒径」とは、一般的なレーザー回折・光散乱法に基づく粒度分布測定により測定した体積基準の粒度分布おいて、微粒子側からの累積50%に相当する粒径(D50粒径、メジアン径ともいう。)をいう。また、本明細書において「BET比表面積(m/g)」とは、吸着質として窒素(N)ガスを用いたガス吸着法(定容量式吸着法)によって測定されたガス吸着量を、BET法(例えば、BET1点法)で解析することによって算出した値をいう。
好ましい一態様では、上記負極活物質の表面には、後述する被膜形成材に由来する被膜が形成されている。かかる被膜は、例えば、リチウムイオン(Li)と、ホウ素(B)原子、リン(P)原子および硫黄(S)原子のうちの少なくとも1種とを含むものであり得る。この被膜によって、負極活物質と非水電解液との界面が安定化される。そのため、以降の充放電における非水電解液の分解反応を抑制することができる。なお、負極活物質の表面に形成されている被膜の定性および定量は、例えば、イオンクロマトグラフィー(IC:Ion Chromatography)、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP‐AES:Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry)、X線吸収微細構造解析法(XAFS:X-ray Absorption Fine Structure)等によって行うことができる。
負極活物質層には、上記負極活物質に加え、一般的なリチウムイオン二次電池において負極活物質層の構成成分として使用され得る1種または2種以上の材料を必要に応じて含有し得る。そのような材料の例として、バインダや各種添加剤が挙げられる。バインダとしては、前述した正極と同様のものを用いることができる。その他、増粘剤、分散剤、導電材等の各種添加剤を適宜使用することもできる。例えば、増粘剤としてはカルボキシメチルセルロース(CMC)やメチルセルロース(MC)を好適に用いることができる。
負極活物質層全体に占める負極活物質の割合は、凡そ50質量%以上とすることが適当であり、通常は90質量%〜99質量%(例えば95質量%〜99質量%)とすることが好ましい。バインダを使用する場合には、負極活物質層63全体に占めるバインダの割合は例えば凡そ1質量%〜10質量%とすることができ、通常は凡そ1質量%〜5質量%とすることが好ましい。増粘剤を使用する場合には、負極活物質層63全体に占める増粘剤の割合は例えば凡そ1質量%〜10質量%とすることができ、通常は凡そ1質量%〜5質量%とすることが好ましい。
負極集電体の単位面積当たりに設けられる負極活物質層の質量(目付量)は、充分な電池容量を確保する観点から、負極集電体の片面当たり3mg/cm以上(典型的には5mg/cm以上、例えば7mg/cm以上)とすることができる。また、入出力特性を確保する観点から、負極集電体の片面当たり30mg/cm以下(典型的には20mg/cm以下、例えば15mg/cm以下)とすることができる。
そして正極と同様、負極活物質および他の負極活物質構成成分を適当な溶媒に分散させて混練することによって、負極活物質層形成用ペーストを調製する。このペーストを負極集電体上に適当量塗布し、乾燥さらにプレスすることによって、リチウムイオン二次電池用負極を作製することができる。負極活物質層63については、さらに後述する。
<セパレータ>
セパレータ72、74は、図2に示すように、正極シート50と負極シート60とを隔てる部材である。この例では、セパレータ72、74は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ72、74には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。また、かかる樹脂で構成されたシート材の表面に、絶縁性を有する粒子の層をさらに形成してもよい。ここで、絶縁性を有する粒子としては、絶縁性を有する無機フィラー(例えば、金属酸化物、金属水酸化物などのフィラー)、或いは、絶縁性を有する樹脂粒子(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの粒子)で構成してもよい。この例では、図2に示すように、捲回軸WLの方向において、負極活物質層63の幅b1は、正極活物質層53の幅a1よりも少し広い。さらにセパレータ72、74の幅c1、c2は、負極活物質層63の幅b1よりも少し広い(c1、c2>b1>a1)。
この実施形態では、捲回電極体40は、図2に示すように、捲回軸WLに直交する一の方向において扁平に押し曲げられている。図2に示す例では、正極集電体52の未塗工部51と負極集電体62の未塗工部61は、それぞれセパレータ72、74の両側においてらせん状に露出している。この実施形態では、図1に示すように、未塗工部51の中間部分は、寄せ集められ、電池ケース20の内部に配置された電極端子(内部端子)の集電タブ25、26に溶接されている。図1中の25a、26aは当該溶接個所を示している。
<電解液(非水電解液)>
電解液(非水電解液)80としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、LiPF,LiBF,LiAsF,LiCFSO,LiCSO,LiN(CFSO,LiC(CFSO等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒(例えば体積比3:4:3)にLiPFを約1mol/Lの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。
以下、このリチウムイオン二次電池100の負極活物質層63をより詳細に説明する。図3は、捲回電極体40(図2)中で重ね合わされた負極活物質層63と正極活物質層53を、捲回軸WLの方向(負極シート60の幅方向)で切断した断面を模式的に示している。図4は、図3の負極シート60を矢印IV方向から見た要部上面図である。前述したように、負極活物質層63の幅b1は、正極活物質層53の幅a1よりも少し広い(図2参照)。そのため、図3に示すにように、負極活物質層63の捲回軸方向の中間部分が正極活物質層53に対向している。一方、負極活物質層63の捲回軸方向の両側は正極活物質層53に対向していない。以下、負極活物質層63のうち正極活物質層53に対向している部位を正極対向部位63a、正極活物質層53に対向していない部位を正極非対向部位63bと称する。正極対向部位63aの捲回軸方向の幅は特に限定されないが、例えば50mm〜200mm(好ましくは80mm〜120mm)程度であり得る。また、正極非対向部位63bの捲回軸方向の幅は特に限定されないが、例えば0.7mm〜10mm(好ましくは1mm〜5mm)程度であり得る。なお、図3および図4では、正極非対向部位63bは、正極対向部位63aに比べて、実際よりも大きく図示されている。
ここで開示される負極活物質層63は、正極活物質層53に対向している部位63aの
捲回軸方向における抵抗値の分布が所定の最大値(ピーク値)Rmaxおよび平均値Raveを有することを特徴とする。すなわち、図3および図4示すように、負極活物質層63の正極対向部位63aを該正極対向部位63aの捲回軸方向の一端63a1から他端63a2に至る直線ラインLに沿って2mmの等間隔で複数点測定した場合において、該抵抗値の平均値Raveが85Ω以下であり、かつ、該抵抗値の最大値Rmaxと平均値Raveとの関係が0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満足する。このように負極活物質層63の捲回軸方向の抵抗値に分布を持たせることにより、充電時における負極でのリチウムの析出が効果的に抑制され、サイクル後の電池性能(例えば容量維持率)を良好に保つことができる。
上記抵抗値の測定は、例えば以下の測定方法によって行うことができる。先ず、電池をSOC(state of charge;充電状態 )20%まで放電させた後、解体して、扁平形状の捲回電極体40(図1、図2)を取り出す。次いで、捲回電極体40を構成する負極シート60であって少なくとも最外周を除いた内側(例えば内側から2ターン目)の扁平部の負極シート60を取り出し、適当な溶媒(例えばエチルメチルカーボネート(EMC))で洗浄する。そして、負極活物質層63の正極対向部位63aについて、捲回軸方向の一端63a1から他端63a2に至る直線ラインLに沿って、2mmの等間隔で、複数の被測定点を設定する。被測定点は、負極活物質層63の捲回軸方向の中心位置を含むよう設定することが好ましい。
各被測定点における抵抗値の測定は、例えば、ルギン管型の対極を負極活物質層63の被測定点に接触させることにより行われる。具体的には、図5に示すように、捲回電極体40から取り出した負極シート60を電解液310で満たされた容器300内に設置する。容器300内に収容される非水電解液310としては、一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを用いることができる。また、非水電解液220と該非水電解液中に配置された対極210とを有するルギン管200を用意する。ルギン管200に収容される非水電解液220としては、上記電解液310と同様のものを用いることができる。また、対極210としては、例えば上述した負極シート(未充電状態のもの)を用いることができる。そして、ルギン管200の測定部230を負極活物質層63の被測定点に接触させ、対極210と負極活物質層63の被測定点との間でインピーダンスを測定する。例えば、対極210と負極活物質層63の被測定点との間に、100kHz〜0.5Hzに周波数を変えつつ電源400から交流信号(典型的には交流電流または交流電圧)を付与し、電圧/電流の応答信号からインピーダンスを測定するとよい。この際、周波数の違いにより、複数のインピーダンスが得られる。かかる複数のインピーダンスに基づいて、平面座標の横軸Xに複素インピーダンスの実部を、縦軸Yに複素インピーダンスの虚部をCole−Coleプロットし、該プロットにおいて低周波側で実軸(横軸X)と交わる交点の値から高周波側で実軸と交わる交点の値を差し引く(あるいはCole−Coleプロットの形状を適切に選択した等価回路と照らし合わせて(カーブフィッティングして)解析する)ことで、各被測定点の抵抗値を算出することができる。
負極活物質層63の正極対向部位63aにおいて、上記複数の被測定点の抵抗値の平均値Raveは、概ね85Ω以下(例えば10Ω〜85Ω)であればよい。抵抗値の平均値Raveを85Ω以下とすることにより、負極活物質層全体の反応性(リチウムイオンの挿入・脱離反応の活性)が高まるので、充電時に負極全面にリチウムが析出する事象を抑制し得る。負極全面でのリチウムの析出を抑制する観点から、抵抗値の平均値Raveとしては、好ましくは75Ω以下(例えば20Ω〜75Ω)、より好ましくは65Ω以下(例えば30Ω〜65Ω)、さらに好ましくは50Ω以下(例えば40Ω〜50Ω)である。
また、上記抵抗値の最大値Rmaxと平均値Raveとの関係は、0.27≦(Rmax−Rave)/Raveを満足すればよい。このように負極活物質層63の一部に上記関係を満たす高抵抗部位を敢えて設けることにより、該高抵抗部位にてジュール熱が発生し、電池温度が局所的に上昇する。このことにより、当該電池を低温域(例えば0℃以下)で使用した場合でも、リチウムイオンの受入れ速度が損なわれず、低温使用時のリチウムの析出が抑制され得る。低温使用時のリチウム析出を抑制する観点からは、0.4≦(Rmax−Rave)/Raveを満足することが好ましく、0.5≦(Rmax−Rave)/Raveを満足することがより好ましく、0.6≦(Rmax−Rave)/Raveを満足することが特に好ましい。その一方で、(Rmax−Rave)/Raveの値が大きすぎると、上記高抵抗部位にてリチウムイオンの移動が阻害され、当該高抵抗部位を起点としてリチウムがスジ状に析出する場合があり得る。高抵抗部位でのリチウム析出を抑制する観点からは、(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満足することが好ましく、(Rmax−Rave)/Rave≦0.9を満足することがより好ましく、(Rmax−Rave)/Rave≦0.8を満足することが特に好ましい。
抵抗値の最大値Rmaxとしては、上記0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99の関係を満足すればよく、特に限定されない。リチウム析出を抑制する観点から、最大値Rmaxは、例えば150Ω以下にすることが適当であり、通常は120Ω以下、典型的には100Ω以下である。また、ジュール熱を効率よく発生する観点から、最大値Rmaxは、好ましくは60Ω以上、より好ましくは70Ω以上、さらに好ましくは80Ω以上である。
好ましい一態様では、負極活物質層63の正極対向部位63aにおいて、抵抗値の最大値Rmaxを示す被測定点は、正極対向部位63aの捲回軸方向の全幅を5等分したときの中央の1/5の領域に含まれ得る。このように正極対向部位63aの捲回軸方向の中央の1/5の領域に高抵抗部位を敢えて設けることにより、本構成の効果をより適切に発揮することができる。
他の好ましい一態様では、負極活物質層63の正極対向部位63aにおいて、抵抗値の最大値Rmaxを示す被測定点は、正極対向部位63aの捲回軸方向の全幅を5等分したときの両端の何れか一方の1/5の領域(好ましくは負極集電体62の未塗工部61が形成されていない側の端部の1/5の領域)に含まれ得る。このように正極対向部位63aの捲回軸方向の両端の何れか一方の1/5の領域に高抵抗部位を敢えて設けることにより、本構成の効果をより適切に発揮することができる。
なお、本発明者の検討によれば、負極活物質層63のうち正極活物質層53と対向していない部位(正極非対向部位)63bについては、充電時に正極活物質層53から放出されたリチウムイオンがあまり入らないため、抵抗値の大小にかかわらずリチウムが析出しにくい。換言すれば、負極活物質層63において、上述した抵抗値の分布(平均値Raveおよび最大値Rmax)を正極対向部位63aに選択的に持たせることにより、リチウムの析出が効果的に抑制されたリチウムイオン二次電池が提供され得る。
≪リチウムイオン二次電池の製造方法≫
上述のようなリチウムイオン二次電池は、例えば、以下の工程を包含する製造方法によって好適に製造することができる。
(1)準備工程;扁平形状の捲回電極体と、被膜形成材を含む非水電解液とを準備すること。
(2)構築工程;上記捲回電極体と上記非水電解液とを大気圧雰囲気下で電池ケース内に収容し、電池組立体を構築すること。
(3)初期充電工程;上記捲回電極体の扁平面に荷重を加えつつ上記電池組立体に対して初期充電を行うこと。
(4)高温保持工程;上記初期充電後の電池を60℃以上の高い温度域で所定の時間保持すること。
かかる製造方法によれば、好適な抵抗値の分布(すなわち捲回軸方向の抵抗値の平均値Raveと最大値Rmaxとが、Rave≦85Ω;0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99の関係)を有する負極活物質層を備えたリチウムイオン二次電池を安定的に製造することができる。以下、各工程を順に説明する。
<(1)準備工程>
準備工程では、扁平形状の捲回電極体と非水電解液とを準備する。捲回電極体は、図1および図2に示すように、正極活物質層53を有する正極シート50と、負極活物質層63を有する負極シート60とをセパレータ72、74を介して重ね合わせ、扁平形状に捲回してなる構成である。該捲回電極体40を構成する正極シート50、負極シート60、セパレータ72、74については、前述したものを用いることができる。非水電解液は、典型的には、非水溶媒と支持塩と被膜形成材とを含んでいる。被膜形成材は、初期充電の際に負極で還元分解され、負極活物質の表面に被膜となって付着(結合)し得るものである。非水溶媒および支持塩としては、前述したものを用いることができる。
上述のとおり、ここで開示されるリチウムイオン二次電池は、負極活物質層の正極対向部位において、捲回軸方向の抵抗値の平均値Raveと最大値Rmaxとが、Rave≦85Ω;0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99の関係を満たすものであり、かかる抵抗値分布を実現する好適な条件の一つとして、被膜形成材の種類および添加量を適切に選択することが挙げられる。すなわち、被膜形成材の種類や添加量によって、その溶解、移動速度が異なるため、捲回電極体40の内部で被膜形成材の濃度に偏りが生じ、初期充電の際に被膜の形成ムラが生じ得る。このような被膜の形成ムラを生じさせることで、負極活物質層の前記抵抗値分布を好適に実現することができる。例えば、被膜形成材として、ホウ素(B)原子、リン(P)原子および硫黄(S)原子のうちの少なくとも1種を含む化合物を好ましく用いることができる。
B原子および/またはP原子を含む被膜形成材としては、B原子および/またはP原子を含むオキサラト錯体化合物が挙げられる。B原子および/またはP原子を含むオキサラト化合物の好適例として、リチウムビスオキサラトボレート(LiBOB;LiB(C)、リチウムジフルオロオキサラトボレート(LBFO;LiBF(C))、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート(LPFO;LiPF(C)、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート(LiPF(C))等が例示される。これらの化合物に由来する被膜は、典型的には、ホウ素(B)原子および/またはリン(P)原子と、リチウムイオン(Li)と、シュウ酸イオン(C 2−)に由来する成分とを含み得る。
P原子を含む被膜形成材として、ジフルオロリン酸リチウム(LiPO)、モノフルオロリン酸リチウム(LiPOF)等のフッ素含有リン酸化合物を用いてもよい。これらの被膜形成材に由来する被膜は、典型的には、リチウムイオン(Li)と、リン酸イオン(PO 4−)に由来する成分とを含み得る。
S原子を含む被膜形成材としては、モノフルオロスルホン酸リチウム(FSOLi)等のスルホン酸化合物が例示される。これらの被膜形成材に由来する被膜は、典型的には、リチウムイオン(Li)と、亜硫酸イオン(SO )に由来する成分とを含み得る。
上述した被膜形成材の一種または2種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、フッ素含有リン酸化合物、B原子を含むオキサラト化合物およびスルホン酸化合物のうちの1種以上の使用が好ましい。これらの被膜形成材は初期充電の際に負極で還元分解され、負極活物質の表面に低抵抗かつ安定性に優れた良質な被膜となって付着(結合)し得る。また、これらの被膜形成材は、捲回電極体の内部で被膜形成材の濃度に偏りが生じやすい。そのため、負極活物質層の前記抵抗値分布を効率よく実現し得る。
被膜形成材の添加量は特に限定されないが、非水電解液中の被膜形成材の濃度を、非水電解液に対して0.005mol/L以上(例えば0.005mol/L〜0.2mol/L)とすることが適当であり、好ましくは0.01mol/L以上、より好ましくは0.05mol/L以上、さらに好ましくは0.1mol/L以上、特に好ましくは0.12mol/L以上(例えば0.12mol/L〜0.15mol/L)である。添加量が上記範囲にある場合、負極活物質層の前記抵抗値分布を効率よく実現することができる。
<(2)組立体構築工程>
組立体構築工程では、上記捲回電極体40と上記非水電解液とを電池ケース20内に収容し、電池組立体を構築する。典型的には先ず電池ケース20内に捲回電極体40を収容し、非水電解液を注液口32から電池ケース20内に注液する。注液された非水電解液は、捲回軸方向の両側から捲回電極体40の内部に侵入する。このとき、電池ケース20の内部の圧力は、大気圧(約0.1MPa)と同等であることが好ましい。すなわち、ここに開示される技術では、電池ケース20内を大気圧雰囲気に保ったまま(すなわち減圧や加圧を行わずに)非水電解液の注液処理が行われる。このように大気圧雰囲気に保ったまま非水電解液を注液することで、非水電解液の含浸方向(捲回軸方向)において、捲回電極体40の内部で非水電解液の分布(ひいては被膜形成材の濃度)に偏りが生じ得る。そのため、捲回軸方向に被膜の形成ムラが生じやすくなる。注液後、電池ケース20の開口部を溶接等により密閉することで、電池組立体を構築することができる。
<(3)初期充電工程>
初期充電工程では、上記電池組立体に対して初期充電を行う。典型的には、該電池組立体の正極(正極端子)と負極(負極端子)の間に外部電源を接続し、正負極端子間の電圧が所定電圧に到達するまで充電を行うとよい。これによって、被膜形成材が負極で還元分解され、好適な被膜が負極活物質の表面に形成される。また、ここに開示される技術では、捲回電極体40の内部で被膜形成材の濃度に偏りが生じている。そのため、被膜の形成ムラが発生し、それが負極活物質層の前記抵抗値分布として現れる。初期充電工程における正負極端子間の電圧(典型的には最高到達電圧)は、使用する被膜形成材の種類等によっても異なるが、概ね3.95V以上(例えば、3.95V〜4.4V)程度とすることが好ましい。このような高電圧になるまで初期充電を行うことで、被膜の形成ムラが好適に生じ、負極活物質層の前記抵抗値分布を効率よく実現し得る。初期充電処理は、例えば充電開始から正負極端子間電圧が所定値に到達するまで、定電流で充電する方式(CC充電)により行ってもよく、上記所定の電圧になるまで定電流で充電した後、定電圧で充電する方式(CCCV充電)により行ってもよい。好適な一態様では、充電処理をCCCV充電方式で行う。充電における充電レートは特に限定されないが、好ましくは4C以上(例えば4C〜10C)である。このような高充電レートで初期充電を行うことで、被膜の形成ムラが好適に生じ、負極活物質層の前記抵抗値分布を効率よく実現し得る。
なお、上記充電処理は一回でもよく、例えば放電処理工程を挟んで、二回以上繰り返し行うこともできる。さらに、電池特性に悪影響を与えない範囲で、上記被膜形成材の還元分解を促進し得るようなその他の操作(例えば、加温、超音波の照射)を適宜併用することもできる。
この初期充電工程は、捲回電極体40の扁平面に対して厚み方向(正極および負極の積層方向)に荷重を加えつつ行うことが望ましい。かかる荷重の付与は、前述した負極活物質層の抵抗値分布を実現するという観点から一つの重要なファクターである。
すなわち、捲回電極体40の扁平面に荷重を加えることにより、捲回電極体40の内部で非水電解液の分布(ひいては被膜形成材の濃度)に偏りが生じ得る。その状態で初期充電を行うことにより、被膜の形成ムラが生じ、負極活物質層の前記抵抗値分布を効率よく実現し得る。
好ましくは、200kgf以上1000kgf以下の範囲内に上記荷重の圧力を決定する。これにより、被膜の形成ムラが好適に生じ、前記抵抗値分布を満たす負極活物質層を効率よく形成することができる。扁平面に付与される荷重が300kgf以上(例えば300kgf〜800kgf)となるように行われることが好ましい。また、初期充電工程の時間は、充電レートや最高到達電圧によっても異なり得るが、概ね10分〜30分(好ましくは15分〜20分)とするとよい。
好ましい一態様では、上記初期充電工程は、組立体構築工程で非水電解液を注液した後、30時間以内(好ましくは24時間以内、より好ましくは20時間以内)に実施する。このように非水電解液の注液後、時間をあけずに初期充電処理を行うことで、捲回電極体40の内部に電解液が均一に染み渡るよりも前に、負極上に被膜を形成することができる。そのため、被膜の形成ムラが好適に生じ得る。
<(4)高温保持工程>
高温保持工程では、上記初期充電後の電池を60℃以上の高い温度域で所定の時間だけ保持(放置)する。電池を60℃以上の高い温度域で保持することで、被膜の形成ムラをさらに好適に生じさせることができる。保持温度は60℃以上(例えば60℃〜80℃)であればよく、好ましくは65℃以上であり得る。また、高温域での保持時間は、概ね10時間〜30時間(例えば15時間〜25時間)程度とすることが好ましい。
このようにして、好適な抵抗値の分布を有する負極活物質層を備えたリチウムイオン二次電池を安定的に製造することができる。
ここで開示されるリチウムイオン二次電池は各種用途に利用可能であるが、該電池を大電流や低温域で充放電した場合でもリチウムの析出が起こり難く、サイクル後の電池性能を良好に保つことができる。したがって、このような性質を活かして、例えば、車両に搭載される駆動用電源として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等が挙げられる。このように、本構成によれば、ここで開示されるいずれかのリチウムイオン二次電池を、好ましくは動力源として備えた車両が提供される。車両に備えられるリチウムイオン二次電池は、例えば、複数個の単電池が接続された組電池の形態であり得る。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
<実施例1〜5>
正極活物質としてのLiNi1/3Mn1/3Co1/3(LNCM)と、導電材としてのアセチレンブラック(AB)と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、これら材料の質量比がLNCM:AB:PVdF=91:6:3となるよう混練機に投入し、N−メチルピロリドン(NMP)で混練して、正極活物質層形成用ペーストを調製した。このペーストを長尺状アルミニウム箔(正極集電体)の両面に幅96mmで塗布し、乾燥後にロールプレス機でプレスすることによって、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極シートを作製した。正極活物質層形成用ペーストの目付量(固形分基準)は、片面あたり6.2mg/cmとなるように調整した。
負極活物質としての黒鉛(C)と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム(SBR)と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)とを、これら材料の質量比がC:SBR:CMC=98:1:1となるよう混練機に投入し、イオン交換水で混練して、負極活物質層形成用ペーストを調製した。このペーストを長尺状銅箔(負極集電体)の両面に幅100mmで塗布し、乾燥後にプレスすることによって、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極シートを作製した。負極活物質層形成用ペーストの目付量(固形分基準)は、片面あたり4.0mg/cmとなるように調整した。各例で用いた負極活物質の比表面積を表1に示す。
上記で作製した正極シートと負極シートとを、2枚のセパレータシート(ここでは、ポリエチレン(PE)の両面にポリプロピレン(PP)が積層された三層構造であって、厚みが20μm、幅が110mmのものを用いた。)とともに積層、捲回した後、側面方向から押圧して拉げさせることによって扁平形状の捲回電極体を作製した。次に、電池ケースの蓋体に正極端子および負極端子を取り付け、これらの端子を捲回電極体端部に露出した正極集電体および負極集電体にそれぞれ溶接した。このようにして蓋体と連結された捲回電極体を、角型の電池ケースの開口部からその内部に収容し、開口部と蓋体を溶接した。そして、電池ケース内を大気圧雰囲気で保ったまま、蓋体に設けられた電解液注入孔から非水電解液を注入して、捲回電極体内に非水電解液を含浸させた。非水電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とをEC:DMC:EMC=30:40:30の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのLiPFを1.1mol/Lの濃度で溶解させ、さらに被膜形成材を所定の濃度で溶解させたものを用いた。このようにして、電池組立体を構築した(電池組立体構築工程)。各例で用いた被膜形成材の種類および濃度を表1に示す。ここでは、
ジフルオロリン酸リチウム(LiPO)、リチウムビスオキサラトボレート(LiBOB)、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート(LPFO)、モノフルオロスルホン酸リチウム(FSOLi)のうちの1種または2種を使用した。
その後、捲回電極体の扁平面に対して厚み方向に300kgfの荷重を付与しつつ初期充電処理を行った(初期充電工程)。具体的には、上記荷重を付与しつつ、25℃の環境下において、4Cの充電レートで正負極端子間の電圧が3.98Vに到達するまでCC充電を行った後、電流値が0.02CになるまでCV充電を行った。これによって、負極活物質の表面に、被膜形成材に由来する被膜を形成した。その後、電池を65℃で20時間保持した(高温保存工程)。このようにして実施例1〜5に係るリチウムイオン二次電池を作製した。
<比較例1〜4>
比較例1〜4では、被膜形成材の種類および濃度を表1に示すように変更した。また、電池組立体構築工程において、電池ケース内を減圧(−90kPa)した後、非水電解液を注液した。さらに、高温保存工程に代えて、角型電池組立体を25℃で20時間保持した。また、初期充電工程において、捲回電極体の扁平面に対して300kgfの荷重を付与せずに初期充電処理を行った。それ以外は、実施例1〜5と同じ手順でリチウムイオン二次電池を作製した。
<初期容量の測定>
上記初期充電後の各例に係るリチウムイオン二次電池について、温度25℃、3.0Vから4.1Vの電圧範囲で、次の手順1〜3に従って定格容量を測定した。
[手順1]:1Cの定電流放電によって3.0Vに到達後、定電圧放電にて2時間放電し、その後、10分間休止する。
[手順2]:1Cの定電流充電によって4.1Vに到達後、定電圧充電にて2.5時間充電し、その後、10分間休止する。
[手順3]:1Cの定電流放電によって、3.0Vに到達後、定電圧放電にて2時間放電し、その後、10分間休止する。
そして、手順3における定電流放電から定電圧放電に至る放電における放電容量(CCCV放電容量)を初期容量とした。
<抵抗値測定>
上記初期充電処理後の各例に係るリチウムイオン二次電池を、SOC20%の充電状態まで放電させてから電池を解体し、負極シートを取り出した。そして、測定用試料として、内側の扁平部を幅100mm×長さ50mmの大きさで切り出した。これを上記非水電解液で満たされた容器内に設置し、負極活物質層63の正極対向部位63aの捲回軸方向の一端から他端に至る直線ラインLに沿って、2mmの等間隔で計47か所の被測定点を設定した。そして、図5に示すルギン管型の対極を用いて、交流インピーダンス法によって当該被測定点の抵抗値(Ω)を測定した。なお、ルギン管型の対極および測定条件等は、以下のとおりである。
・ルギン管型の対極
ルギン管:テルモシリンジ 針無(ポリプロピレン製)
対極:負極シート(充電処理を行っていないもの、面積:30cm
電解液:EC:DMC:EMC=30:40:30の体積比で含む混合溶媒に、LiPFを1.1mol/Lの濃度で溶解させたもの。
測定部の端部:Φ2mm(断面積:0.03cm
・交流インピーダンス計測部
装置:ソーラトロン社製「1287型ポテンショ/ガルバノスタット」および「1255B型周波数応答アナライザ(FRA)」
入力電圧:500mV
測定周波数範囲:100kHz〜0.5Hz
得られたCole−Coleプロットの低周波側で実軸と交わる交点の値(R0+1)から高周波側で実軸と交わる交点の値(R)を差し引くことで、それぞれの被測定部の抵抗値(Ω)を算出した。各例の負極活物質層の正極対向部位の抵抗値(Ω)の分布を図6に示す。図6に示すように、負極活物質層の正極対向部位の抵抗値は中央部または端部において最大値Rmaxを示した。また、47点の被測定点において測定された抵抗値の平均値Raveを求め、(Rmax−Rave)/Raveを算出した。結果を表1の該当欄および図7に示す。図7は横軸をRave、縦軸を(Rmax−Rave)/Raveに取ったグラフである。
<低温パルスサイクル試験>
各例に係るリチウムイオン二次電池(初期充電後)を別途用意し、低温パルスサイクル試験を行った。具体的には、先ず、25℃の環境下において、電池をSOC80%の充電状態に調整した。そして、この電池に対して、−10℃の環境下で、80Aの定電流で10秒間のパルス充電を行い、5秒間休止した後、80Aの定電流で10秒間のパルス放電を行い、5秒間休止するパルス充放電パターンを1000サイクル繰り返す矩形波サイクル試験を行った。
そして、初期容量と同様の条件で放電容量(パルスサイクル試験後の容量)を測定し、これらの比「(パルスサイクル試験後の電池容量/初期容量)×100」を算出した。結果を表1の該当欄に示す。
また、低温パルスサイクル試験後の各例の電池を解体し、金属リチウムの析出の有無を目視にて確認した。結果を表1の該当欄に示す。
表1および図7に示されるように、負極活物質層(正極対向部位)の抵抗値の平均値Raveを97Ω〜143Ωとした比較例1および比較例4の電池では、負極活物質層の正極対向部位の全面にリチウムの析出が認められた。また、(Rmax−Rave)/Raveの値を0.15とした比較例2の電池についても、負極活物質層の正極対向部位の全面にリチウムの析出が認められた。一方、(Rmax−Rave)/Raveの値を1.35とした比較例3の電池は、抵抗値が最大値Rmaxを示した正極対向部位の端部においてスジ状のリチウムの析出が認められた。
これに対し、抵抗値の平均値Raveが85Ω以下であり、かつ、該抵抗値の最大値Rmaxと平均値Raveとの関係が0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満足する実施例1〜5の電池は、いずれもリチウムの析出が認められなかった。また、容量維持率についても、実施例1〜5の電池は、比較例1〜4の電池に比べて良好な結果が得られた。この結果から、抵抗値の平均値Raveを85Ω以下とし、かつ、0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99を満たすことにより、リチウムの析出が抑えられ、サイクル後も電池性能を良好に維持し得ることが確認された。
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
20 電池ケース
40 捲回電極体
50 正極シート
52 正極集電体
53 正極活物質層
60 負極シート
62 負極集電体
63 負極活物質層
63a 正極対向部位
63b 正極非対向部位
72、74 セパレータ
100 リチウムイオン二次電池

Claims (1)

  1. 長尺状の正極集電体上に正極活物質層が形成されている正極シートと、長尺状の負極集電体上に負極活物質層が形成されている負極シートとがセパレータを介して重ね合わされ、扁平状に捲回されてなる捲回電極体と、
    前記捲回電極体を非水電解液とともに収容している電池ケースと
    を備え、
    前記捲回電極体の捲回軸の方向において、
    前記負極活物質層は、
    前記正極活物質層の幅よりも幅広く、該正極活物質層に対向している正極対向部位と、該正極活物質層に対向していない正極非対向部位とを有しており、
    前記正極対向部位の抵抗値(Ω)を該正極対向部位の捲回軸方向の一端から他端に至る直線ラインに沿って2mmの等間隔で複数点測定した場合において、該抵抗値の平均値Raveと最大値Rmaxとが、以下の関係:
    Rave≦85Ω;
    0.27≦(Rmax−Rave)/Rave≦0.99
    を満たす、リチウムイオン二次電池。











JP2015154071A 2015-08-04 2015-08-04 リチウムイオン二次電池 Pending JP2017033824A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154071A JP2017033824A (ja) 2015-08-04 2015-08-04 リチウムイオン二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154071A JP2017033824A (ja) 2015-08-04 2015-08-04 リチウムイオン二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017033824A true JP2017033824A (ja) 2017-02-09

Family

ID=57988581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015154071A Pending JP2017033824A (ja) 2015-08-04 2015-08-04 リチウムイオン二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017033824A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019029307A (ja) * 2017-08-03 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP2019050153A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
EP3496201A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nonaqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary cell
CN109904406A (zh) * 2017-12-11 2019-06-18 丰田自动车株式会社 非水电解液二次电池
JP2019121556A (ja) * 2018-01-10 2019-07-22 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の初期充電方法
CN111406338A (zh) * 2017-10-11 2020-07-10 三星Sdi株式会社 电极组件以及包括该电极组件的二次电池
JP2021190307A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 プライムアースEvエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池の検査方法及びリチウムイオン二次電池の検査プログラム
JP2023514769A (ja) * 2021-02-01 2023-04-10 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP7483910B2 (ja) 2021-10-13 2024-05-15 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電極組立体、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP7492018B2 (ja) 2021-10-13 2024-05-28 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電極アセンブリ、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019029307A (ja) * 2017-08-03 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP2019050153A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
CN111406338A (zh) * 2017-10-11 2020-07-10 三星Sdi株式会社 电极组件以及包括该电极组件的二次电池
CN111406338B (zh) * 2017-10-11 2023-10-31 三星Sdi株式会社 电极组件以及包括该电极组件的二次电池
CN109904405A (zh) * 2017-12-11 2019-06-18 丰田自动车株式会社 非水电解液二次电池以及非水电解液二次电池的制造方法
CN109904406A (zh) * 2017-12-11 2019-06-18 丰田自动车株式会社 非水电解液二次电池
CN109904406B (zh) * 2017-12-11 2022-02-11 丰田自动车株式会社 非水电解液二次电池
EP3496201A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nonaqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary cell
JP2019121556A (ja) * 2018-01-10 2019-07-22 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の初期充電方法
JP2021190307A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 プライムアースEvエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池の検査方法及びリチウムイオン二次電池の検査プログラム
JP7193500B2 (ja) 2020-05-29 2022-12-20 プライムアースEvエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池の検査方法及びリチウムイオン二次電池の検査プログラム
JP2023514769A (ja) * 2021-02-01 2023-04-10 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP7454059B2 (ja) 2021-02-01 2024-03-21 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP7483910B2 (ja) 2021-10-13 2024-05-15 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電極組立体、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP7492018B2 (ja) 2021-10-13 2024-05-28 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電極アセンブリ、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5924552B2 (ja) 非水電解液二次電池とその製造方法
JP2017033824A (ja) リチウムイオン二次電池
JP5854279B2 (ja) 非水電解液二次電池の製造方法
JP6361920B2 (ja) リチウムイオン電池
US10199689B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101847550B1 (ko) 비수 전해액 이차 전지 및 당해 전지의 제조 방법
KR101846767B1 (ko) 비수 전해질 2차 전지
JP2013069432A (ja) リチウムイオン二次電池とその製造方法
JP6390902B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP6902206B2 (ja) リチウムイオン二次電池
US20240120484A1 (en) Negative electrode
JP6217981B2 (ja) 非水電解液二次電池とその製造方法
JP2019040721A (ja) リチウムイオン二次電池
JP7236039B2 (ja) 非水電解液蓄電デバイスおよび非水電解液蓄電デバイスの製造方法
KR101872086B1 (ko) 비수 전해질 이차 전지의 제조 방법
JP2013069579A (ja) リチウムイオン二次電池とその製造方法
JP2014130729A (ja) 非水電解液二次電池の製造方法
JP2013069431A (ja) リチウムイオン二次電池とその製造方法
JP6098885B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP2022089349A (ja) 負極活物質および該負極活物質を備えたリチウムイオン二次電池
JP2024085026A (ja) 二次電池、及び二次電池の製造方法
JP6731155B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP2023105638A (ja) 正極およびこれを備える二次電池
JP2023131434A (ja) 負極およびこれを備える二次電池
JP2022087411A (ja) リチウムイオン二次電池