JP2018137101A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery arranged so that the increase in internal resistance when repeatedly charged and discharged at a high rate can be suppressed.SOLUTION: A lithium ion secondary battery disclosed herein comprises: an electrode body having a positive electrode including a positive electrode active material layer, a negative electrode including a negative electrode active material layer and a separator interposed between the positive and negative electrodes; and a nonaqueous electrolyte solution. The electrode body has a first heat-resistant layer between the positive electrode active material layer and the separator, and a second heat-resistant layer between the negative electrode active material layer and the separator, each containing an inorganic filler and a binder. In the lithium ion secondary battery, the positive electrode active material layer is higher, in the permeability of the nonaqueous electrolyte solution, than the negative electrode active material layer. The nonaqueous electrolyte solution holdability of the binder that the first heat-resistant layer contains is higher than the binder in the second heat-resistant layer, or the nonaqueous electrolyte solution permeability of the positive electrode active material layer is lower than that of the negative electrode active material layer, and the nonaqueous electrolyte solution holdability of the binder in the first heat-resistant layer is lower than the binder in the second heat-resistant layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

リチウムイオン二次電池は、既存の電池に比べて軽量かつエネルギー密度が高いことから、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。リチウムイオン二次電池は、特に、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両の駆動用高出力電源として今後ますます普及していくことが期待されている。   Lithium ion secondary batteries are lighter and have a higher energy density than existing batteries, and have recently been used as so-called portable power sources for vehicles and personal computers and power sources for driving vehicles. Lithium-ion secondary batteries are expected to become increasingly popular as high-output power sources for driving vehicles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), and plug-in hybrid vehicles (PHV). Yes.

一般的なリチウムイオン二次電池は、正極、負極、および該正負極間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液とを備える。また、正極および負極の少なくとも一方とセパレータとの間に耐熱層が設けられることがある。例えば、特許文献1には、無機フィラーを主成分とし、バインダを含む耐熱層を備えるセパレータと、これを用いた電気化学素子(電極体)とが開示されている。   A typical lithium ion secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, an electrode body having a separator interposed between the positive and negative electrodes, and a non-aqueous electrolyte. In addition, a heat-resistant layer may be provided between at least one of the positive electrode and the negative electrode and the separator. For example, Patent Document 1 discloses a separator having a heat-resistant layer containing an inorganic filler as a main component and a binder, and an electrochemical element (electrode body) using the separator.

特開2014−170752号公報JP 2014-170752 A

リチウムイオン二次電池では、ハイレートで充放電を繰り返すと内部抵抗が増加するという現象が発生する。これは、ハイレートで充放電を繰り返した際に、電極体外に非水電解液が過度に流出して起こる電極体内の塩濃度が低下や、電極体内の非水電解液の組成にムラ(塩濃度の偏り)が生じるためである。近年、リチウムイオン二次電池のハイレート充放電特性に対する要求が高まっており、ハイレートで充放電を繰り返した際の内部抵抗の増加が抑制されていることが望まれている。   In lithium ion secondary batteries, a phenomenon occurs in which the internal resistance increases when charging and discharging are repeated at a high rate. This is because when the charge / discharge is repeated at a high rate, the salt concentration in the electrode body decreases due to excessive outflow of the nonaqueous electrolyte outside the electrode body, and the composition of the nonaqueous electrolyte solution in the electrode body is uneven (salt concentration). This is because of the occurrence of bias. In recent years, demand for high-rate charge / discharge characteristics of lithium ion secondary batteries has increased, and it is desired that an increase in internal resistance when charging / discharging is repeated at a high rate is suppressed.

そこで本発明の目的は、ハイレートで電流が充放電を繰り返した際の内部抵抗の増加が抑制されているリチウムイオン二次電池を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery in which an increase in internal resistance when current is repeatedly charged and discharged at a high rate is suppressed.

本発明者は、このような内部抵抗の増加を抑制するために、正極活物質層の非水電解液の透過性と負極活物質層の非水電解液の透過性との違いに着目し、内部抵抗の増加が起こる一因は、これらの活物質層の非水電解液の透過性の違いによって、非水電解液がこれらの活物質層から排出される程度が異なることにあるという着想に至り、本発明の完成に至った。
ここに開示されるリチウムイオン二次電池は、正極、負極、および該正負極間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液と、を備える。前記正極は、正極集電体と、該正極集電体上に形成された正極活物質層とを備えている。前記負極は、負極集電体と、該負極集電体上に形成された負極活物質層とを備えている。前記電極体は、前記正極活物質層と前記セパレータとの間に第1の耐熱層と、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に第2の耐熱層とを有している。前記第1の耐熱層および前記第2の耐熱層はそれぞれ、無機フィラーとバインダとを含有している。前記リチウムイオン二次電池は、以下の構成(A)または(B)を備える。
(A)前記正極活物質層の前記非水電解液の透過性が、前記負極活物質層の前記非水電解液の透過性よりも高く、かつ前記第1の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性が、前記第2の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性よりも高い。
(B)前記正極活物質層の前記非水電解液の透過性が、前記負極活物質層の前記非水電解液の透過性よりも低く、かつ前記第1の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性が、前記第2の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性よりも低い。
In order to suppress such an increase in internal resistance, the present inventors focused on the difference between the permeability of the non-aqueous electrolyte solution of the positive electrode active material layer and the permeability of the non-aqueous electrolyte solution of the negative electrode active material layer, One reason for the increase in internal resistance is the idea that the degree to which the non-aqueous electrolyte is discharged from these active material layers varies depending on the permeability of the non-aqueous electrolyte in these active material layers. As a result, the present invention has been completed.
The lithium ion secondary battery disclosed herein includes a positive electrode, a negative electrode, an electrode body having a separator interposed between the positive and negative electrodes, and a non-aqueous electrolyte. The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector. The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector. The electrode body includes a first heat-resistant layer between the positive electrode active material layer and the separator, and a second heat-resistant layer between the negative electrode active material layer and the separator. Each of the first heat-resistant layer and the second heat-resistant layer contains an inorganic filler and a binder. The lithium ion secondary battery includes the following configuration (A) or (B).
(A) The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer is higher than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer, and the binder contained in the first heat-resistant layer The non-aqueous electrolyte retainability is higher than the non-aqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer.
(B) The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer is lower than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer, and the binder contained in the first heat-resistant layer The non-aqueous electrolyte retainability is lower than the non-aqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer.

このような構成によれば、非水電解液の保持性の高いバインダを含む耐熱層により非水電解液の透過性が高い方の活物質層側からの非水電解液の排出を抑制することができ、これにより、非水電解液が電極体外に過度に排出されることを抑制することができる。一方で、非水電解液の保持性の低いバインダを含む耐熱層により非水電解液の透過性が低い方の活物質層側からの非水電解液の排出を相対的に促進することができる。これにより、非水電解液の透過性が高い方の活物質層側における非水電解液の排出性と、非水電解液の透過性が低い方の活物質層側における非水電解液の排出性とを近づける(さらには同程度にする)ことができ、これにより電極体内の非水電解液の組成ムラの発生を抑制することができる。したがって、このような構成によれば、ハイレートで充放電を繰り返した際の内部抵抗の増加が抑制されているリチウムイオン二次電池を提供することができる。   According to such a configuration, it is possible to suppress discharge of the non-aqueous electrolyte from the active material layer side having a higher non-aqueous electrolyte permeability by the heat-resistant layer including a binder having a high non-aqueous electrolyte retention. As a result, excessive discharge of the nonaqueous electrolytic solution outside the electrode body can be suppressed. On the other hand, the discharge of the non-aqueous electrolyte from the active material layer side having a lower permeability of the non-aqueous electrolyte can be relatively facilitated by the heat-resistant layer containing a binder having a low non-aqueous electrolyte retention. . As a result, the non-aqueous electrolyte solution is discharged on the active material layer side where the non-aqueous electrolyte solution is higher, and the non-aqueous electrolyte solution is discharged on the active material layer side where the non-aqueous electrolyte solution is lower. Therefore, it is possible to reduce the composition unevenness of the non-aqueous electrolyte in the electrode body. Therefore, according to such a configuration, it is possible to provide a lithium ion secondary battery in which an increase in internal resistance when charging / discharging is repeated at a high rate is suppressed.

本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the internal structure of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の捲回電極体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the winding electrode body of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の捲回電極体の積層構造の一部を模式的に示す、積層方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the lamination direction which shows typically a part of laminated structure of the winding electrode body of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 非水電解液の保持性が低い側のバインダの種類を変更したリチウムイオン二次電池について、充放電のサイクル数と抵抗増加率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the cycle number of charging / discharging and a resistance increase rate about the lithium ion secondary battery which changed the kind of binder of the side with low nonaqueous electrolyte retention.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。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(例えば、本発明を特徴付けないリチウムイオン二次電池の一般的な構成および製造プロセス)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、以下の図面においては、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ている。また、各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。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that matters other than the matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention (for example, a general configuration and manufacturing process of a lithium ion secondary battery that does not characterize the present invention) are as follows. Therefore, it can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the prior art in the field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member and site | part which show | plays the same effect | action. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.

なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、いわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。
また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
In the present specification, the “secondary battery” refers to a general power storage device that can be repeatedly charged and discharged, and is a term including a power storage element such as a so-called storage battery and an electric double layer capacitor.
Further, in the present specification, the “lithium ion secondary battery” refers to a secondary battery that uses lithium ions as a charge carrier and is charged / discharged by movement of charges accompanying the lithium ions between the positive and negative electrodes.

以下、扁平角型のリチウムイオン二次電池を例にして、本発明について詳細に説明するが、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。
図1に示すリチウムイオン二次電池100は、扁平形状の捲回電極体20と非水電解液(図示せず)とが扁平な角形の電池ケース(即ち外装容器)30に収容されることにより構築される密閉型のリチウムイオン二次電池100である。電池ケース30には外部接続用の正極端子42および負極端子44と、電池ケース30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設定された薄肉の安全弁36が設けられている。また、電池ケース30には、非水電解液を注入するための注入口(図示せず)が設けられている。正極端子42は、正極集電板42aと電気的に接続されている。負極端子44は、負極集電板44aと電気的に接続されている。電池ケース30の材質としては、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking a flat rectangular lithium ion secondary battery as an example, but the present invention is not intended to be limited to those described in the embodiment.
The lithium ion secondary battery 100 shown in FIG. 1 has a flat wound electrode body 20 and a non-aqueous electrolyte (not shown) accommodated in a flat rectangular battery case (that is, an exterior container) 30. This is a sealed lithium ion secondary battery 100 to be constructed. The battery case 30 is provided with a positive terminal 42 and a negative terminal 44 for external connection, and a thin safety valve 36 set so as to release the internal pressure when the internal pressure of the battery case 30 rises above a predetermined level. Yes. In addition, the battery case 30 is provided with an inlet (not shown) for injecting a non-aqueous electrolyte. The positive terminal 42 is electrically connected to the positive current collector 42a. The negative electrode terminal 44 is electrically connected to the negative electrode current collector plate 44a. As the material of the battery case 30, for example, a light metal material having good thermal conductivity such as aluminum is used.

非水電解液は従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用可能であり、典型的には有機溶媒(非水溶媒)中に、支持塩を含有させたものを用いることができる。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を、特に限定なく用いることができる。具体例として、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート(F−DMC)、トリフルオロジメチルカーボネート(TFDMC)等が例示される。このような非水溶媒は、1種を単独で、あるいは2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。支持塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO等のリチウム塩(好ましくはLiPF)を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、0.7mol/L以上1.3mol/L以下が好ましい。 The non-aqueous electrolyte can be the same as that of a conventional lithium ion secondary battery. Typically, a non-aqueous electrolyte containing a supporting salt in an organic solvent (non-aqueous solvent) can be used. As the non-aqueous solvent, various organic solvents such as carbonates, ethers, esters, nitriles, sulfones, lactones and the like used in electrolytes of general lithium ion secondary batteries are used without particular limitation. Can do. Specific examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), monofluoroethylene carbonate (MFEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), Examples thereof include monofluoromethyl difluoromethyl carbonate (F-DMC) and trifluorodimethyl carbonate (TFDMC). Such a non-aqueous solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types as appropriate. As the supporting salt, for example, a lithium salt such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 (preferably LiPF 6 ) can be suitably used. The concentration of the supporting salt is preferably 0.7 mol / L or more and 1.3 mol / L or less.

なお、上記非水電解液は、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、例えば、ビフェニル(BP)、シクロヘキシルベンゼン(CHB)等のガス発生剤;ホウ素原子および/またはリン原子を含むオキサラト錯体化合物、ビニレンカーボナート(VC)等の被膜形成剤;分散剤;増粘剤等の各種添加剤を含み得る。   In addition, the non-aqueous electrolyte is a gas generating agent such as biphenyl (BP) or cyclohexylbenzene (CHB); an oxalato complex compound containing a boron atom and / or a phosphorus atom, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. And film forming agents such as vinylene carbonate (VC); dispersants; various additives such as thickeners.

捲回電極体20は、図1および図2に示すように、長尺状の正極集電体52の片面または両面(ここでは、図3に示すように両面)に長手方向に沿って正極活物質層54が形成された正極シート50と、長尺状の負極集電体62の片面または両面(ここでは、図3に示すように両面)に長手方向に沿って負極活物質層64が形成された負極シート60とが、2枚の長尺状のセパレータシート70を介して重ね合わされて長手方向に捲回された形態を有する。なお、捲回電極体20の捲回軸方向(上記長手方向に直交するシート幅方向をいう。)の両端から外方にはみ出すように形成された正極活物質層非形成部分52a(即ち、正極活物質層54が形成されずに正極集電体52が露出した部分)と負極活物質層非形成部分62a(即ち、負極活物質層64が形成されずに負極集電体62が露出した部分)には、それぞれ正極集電板42aおよび負極集電板44aが接合されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the wound electrode body 20 is formed on one side or both sides (here, both sides as shown in FIG. 3) of the elongated positive electrode current collector 52 along the longitudinal direction. The negative electrode active material layer 64 is formed along the longitudinal direction on one side or both sides (here, both sides as shown in FIG. 3) of the positive electrode sheet 50 on which the material layer 54 is formed and the long negative electrode current collector 62. The formed negative electrode sheet 60 is overlapped via two long separator sheets 70 and wound in the longitudinal direction. The positive electrode active material layer non-forming portion 52a (that is, the positive electrode) formed so as to protrude outward from both ends in the winding axis direction of the wound electrode body 20 (referred to as the sheet width direction orthogonal to the longitudinal direction). The portion where the active material layer 54 is not formed and the positive electrode current collector 52 is exposed) and the negative electrode active material layer non-formed portion 62a (that is, the portion where the negative electrode active material layer 64 is not formed and the negative electrode current collector 62 is exposed). ) Are joined with a positive current collector 42a and a negative current collector 44a, respectively.

正極シート50を構成する正極集電体52としては、例えばアルミニウム箔等が挙げられる。正極活物質層54に含まれる正極活物質としては、例えばリチウム遷移金属酸化物(例、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNiO、LiCoO、LiFeO、LiMn、LiNi0.5Mn1.5等)、リチウム遷移金属リン酸化合物(例、LiFePO等)等が挙げられる。正極活物質層54は、活物質以外の成分、例えば導電材やバインダ等を含み得る。導電材としては、例えばアセチレンブラック(AB)等のカーボンブラックやその他(例、グラファイト等)の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)等を使用し得る。 Examples of the positive electrode current collector 52 constituting the positive electrode sheet 50 include aluminum foil. Examples of the positive electrode active material included in the positive electrode active material layer 54 include lithium transition metal oxides (eg, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiFeO 2 , LiMn 2 O). 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 etc.), lithium transition metal phosphate compounds (eg, LiFePO 4 etc.) and the like. The positive electrode active material layer 54 can include components other than the active material, such as a conductive material and a binder. As the conductive material, for example, carbon black such as acetylene black (AB) and other (eg, graphite) carbon materials can be suitably used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF) can be used.

正極活物質は、典型的には粒子状である。粒子状正極活物質の平均粒径は、特に制限はないが、通常20μm以下(典型的には1μm〜20μm、例えば5μm〜15μm)である。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・光散乱法により測定される粒度分布おいて、微粒子側からの累積50%に相当する粒径(メジアン径)のことをいう。また、正極活物質のBET比表面積は、特に制限はないが、通常0.1m/g以上(典型的には0.7m/g以上、例えば0.8m/g以上)であり、一方、通常5m/g以下(典型的には1.3m/g以下、例えば1.2m/g以下)である。 The positive electrode active material is typically particulate. The average particle size of the particulate positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 20 μm or less (typically 1 μm to 20 μm, for example, 5 μm to 15 μm). In this specification, the “average particle diameter” means a particle diameter (median diameter) corresponding to a cumulative 50% from the fine particle side in a particle size distribution measured by a general laser diffraction / light scattering method. Say. Further, the BET specific surface area of the positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1 m 2 / g or more (typically 0.7 m 2 / g or more, for example 0.8 m 2 / g or more), On the other hand, it is usually 5 m 2 / g or less (typically 1.3 m 2 / g or less, for example 1.2 m 2 / g or less).

正極活物質層54の片面当たりの平均厚みは、特に制限はないが、例えば20μm以上(典型的には40μm以上、好ましくは50μm以上)であり、一方100μm以下(典型的には80μm以下)である。また、正極活物質層54の密度は、特に制限はないが、例えば1g/cm以上(典型的には1.5g/cm以上)であり、一方、例えば4g/cm以下(典型的には3.5g/cm以下)である。 The average thickness per one surface of the positive electrode active material layer 54 is not particularly limited, but is, for example, 20 μm or more (typically 40 μm or more, preferably 50 μm or more), and 100 μm or less (typically 80 μm or less). is there. The density of the positive electrode active material layer 54 is not particularly limited, but is, for example, 1 g / cm 3 or more (typically 1.5 g / cm 3 or more), on the other hand, for example, 4 g / cm 3 or less (typical Is 3.5 g / cm 3 or less).

負極シート60を構成する負極集電体62としては、例えば銅箔等が挙げられる。負極活物質層64に含まれる負極活物質としては、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。負極活物質層64は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンラバー(SBR)等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)等を使用し得る。   Examples of the negative electrode current collector 62 constituting the negative electrode sheet 60 include copper foil. As the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 64, for example, a carbon material such as graphite, hard carbon, or soft carbon can be used. The negative electrode active material layer 64 can include components other than the active material, such as a binder and a thickener. As the binder, for example, styrene butadiene rubber (SBR) can be used. As the thickener, for example, carboxymethyl cellulose (CMC) can be used.

負極活物質は、典型的には粒子状である。粒子状負極活物質の平均粒径は、特に制限はないが、通常50μm以下(典型的には20μm以下、例えば1μm〜20μm、好ましくは5μm〜15μm)である。また、負極活物質のBET比表面積は、特に制限はないが、通常1m/g以上(典型的には2.5m/g以上、例えば2.8m/g以上)であり、一方、通常10m/g以下(典型的には3.5m/g以下、例えば3.4m/g以下)である。 The negative electrode active material is typically particulate. The average particle size of the particulate negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 50 μm or less (typically 20 μm or less, for example, 1 μm to 20 μm, preferably 5 μm to 15 μm). The BET specific surface area of the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 1 m 2 / g or more (typically 2.5 m 2 / g or more, for example, 2.8 m 2 / g or more), Usually, it is 10 m 2 / g or less (typically 3.5 m 2 / g or less, for example, 3.4 m 2 / g or less).

負極活物質層64の片面当たりの厚みは、特に制限はないが、通常40μm以上(典型的には50μm以上)であり、一方、通常100μm以下(典型的には80μm以下)である。また、負極活物質層64の密度は、特に制限はないが、通常0.5g/cm以上(典型的には1g/cm以上)であり、一方、通常2g/cm以下(典型的には1.5g/cm以下)である。 The thickness per side of the negative electrode active material layer 64 is not particularly limited, but is usually 40 μm or more (typically 50 μm or more), and is usually 100 μm or less (typically 80 μm or less). Further, the density of the negative electrode active material layer 64 is not particularly limited, but is usually 0.5 g / cm 3 or more (typically 1 g / cm 3 or more), and usually 2 g / cm 3 or less (typical) Is 1.5 g / cm 3 or less.

セパレータ70としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル、ポリアミド等の樹脂から成る多孔性シート(フィルム)を用いることができる。かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造(例えば、PE層の両面にPP層が積層された三層構造)であってもよい。多孔性シートの厚みは、特に制限はないが、通常10μm以上であり、典型的には15μm以上、例えば17μm以上である。一方で、多孔性シートの厚みは、通常40μm以下であり、典型的には30μm以下、例えば25μm以下である。   As the separator 70, for example, a porous sheet (film) made of a resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyester, or polyamide can be used. Such a porous sheet may have a single-layer structure or a laminated structure of two or more layers (for example, a three-layer structure in which PP layers are laminated on both sides of a PE layer). The thickness of the porous sheet is not particularly limited, but is usually 10 μm or more, typically 15 μm or more, for example, 17 μm or more. On the other hand, the thickness of the porous sheet is usually 40 μm or less, typically 30 μm or less, for example, 25 μm or less.

図3は、捲回電極体20において、正極50および負極60が、これらの間をセパレータ70が介在しながら積層された構造の一部を示す模式断面図である。本実施形態においては、図3に示すように、捲回電極体20は、正極50の正極活物質層54とセパレータ70との間に第1の耐熱層81と、負極60の負極活物質層64とセパレータ70との間に第2の耐熱層82とを有する。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a part of a structure in which the positive electrode 50 and the negative electrode 60 are stacked with the separator 70 interposed therebetween in the wound electrode body 20. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the wound electrode body 20 includes a first heat-resistant layer 81 and a negative electrode active material layer of the negative electrode 60 between the positive electrode active material layer 54 of the positive electrode 50 and the separator 70. A second heat-resistant layer 82 is provided between the separator 64 and the separator 70.

第1の耐熱層81は正極活物質層54上に設けられた層であってもよく、セパレータ70の正極50側の主面上に設けられた層であってもよい。
第2の耐熱層82は負極活物質層64上に設けられた層であってもよく、セパレータ70の負極60側の主面上に設けられた層であってもよい。
したがって、第1の耐熱層81および第2の耐熱層82は、公知方法に従い形成することができる。
The first heat-resistant layer 81 may be a layer provided on the positive electrode active material layer 54 or a layer provided on the main surface of the separator 70 on the positive electrode 50 side.
The second heat-resistant layer 82 may be a layer provided on the negative electrode active material layer 64, or may be a layer provided on the main surface of the separator 70 on the negative electrode 60 side.
Therefore, the first heat-resistant layer 81 and the second heat-resistant layer 82 can be formed according to a known method.

第1の耐熱層81および第2の耐熱層82はそれぞれ、無機フィラーとバインダとを含有する。
無機フィラーには、従来のリチウムイオン二次電池の二次電池の電極体が供える耐熱層に用いられる絶縁性の無機フィラーを用いてよい。無機フィラーの例としては、アルミナ(Al)、マグネシア(MgO)、シリカ(SiO)、チタニア(TiO)等の無機酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、マイカ、タルク、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン等の粘土鉱物、ガラス繊維等が挙げられる。なかでも、アルミナ、ベーマイト、およびマグネシアが好ましく用いられる。これらの無機フィラーは融点が高く、耐熱性に優れる。またモース硬度が比較的高く、機械的強度および耐久性にも優れる。さらに比較的安価なため原料コストを抑えることができる。
第1の耐熱層81および第2の耐熱層82中の無機フィラーの割合は、例えば50質量%以上であり、好ましくは、70質量%〜95質量%である。
バインダとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR);ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン;カルボキシセルロース(CMC)等のセルロース樹脂;ポリビニルアルコール(PVA);ポリエチレンオキサイド(PEO)等のポリアルキレンオキサイド;アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル系およびメタクリル系モノマーの重合体(特に単独重合体);ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂を用いることもできる。
The first heat-resistant layer 81 and the second heat-resistant layer 82 each contain an inorganic filler and a binder.
As the inorganic filler, an insulating inorganic filler used for a heat-resistant layer provided in an electrode body of a secondary battery of a conventional lithium ion secondary battery may be used. Examples of inorganic fillers include inorganic oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), magnesia (MgO), silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, calcium hydroxide Metal hydroxides such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide, mica, talc, boehmite, zeolite, apatite, kaolin and other clay minerals, and glass fibers. Of these, alumina, boehmite, and magnesia are preferably used. These inorganic fillers have a high melting point and excellent heat resistance. It also has a relatively high Mohs hardness and excellent mechanical strength and durability. Furthermore, since it is relatively inexpensive, raw material costs can be suppressed.
The ratio of the inorganic filler in the 1st heat resistant layer 81 and the 2nd heat resistant layer 82 is 50 mass% or more, for example, Preferably, it is 70 mass%-95 mass%.
Examples of the binder include styrene butadiene rubber (SBR); polyolefin such as polyethylene (PE); cellulose resin such as carboxycellulose (CMC); polyvinyl alcohol (PVA); polyalkylene oxide such as polyethylene oxide (PEO); acrylic acid Polymers of acrylic and methacrylic monomers such as methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate (especially homopolymers); Fluorine resins such as vinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE) can also be used.

本実施形態においては、リチウムイオン二次電池100は、次の構成(A)および(B)のいずれかを備える。
構成(A):正極活物質層54の非水電解液の透過性が、負極活物質層64の非水電解液の透過性よりも高く、かつ第1の耐熱層81に含まれるバインダの非水電解液の保持性が、第2の耐熱層82に含まれるバインダの非水電解液の保持性よりも高い。
構成(B):正極活物質層54の非水電解液の透過性が、負極活物質層64の非水電解液の透過性よりも低く、かつ第1の耐熱層81に含まれるバインダの非水電解液の保持性が、第2の耐熱層82に含まれるバインダの非水電解液の保持性よりも低い。
In the present embodiment, the lithium ion secondary battery 100 includes any of the following configurations (A) and (B).
Configuration (A): The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer 54 is higher than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer 64 and the non-binding property of the binder contained in the first heat-resistant layer 81. The water electrolyte retainability is higher than the nonaqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer 82.
Configuration (B): The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer 54 is lower than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer 64 and the non-binding property of the binder contained in the first heat-resistant layer 81. The water electrolyte retainability is lower than the nonaqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer 82.

正極活物質層54および負極活物質層64の非水電解液の透過性の評価方法については、特に制限はないが、例えば、所定の体積の各活物質層に非水電解液を一定圧力で流入させ、そのときの流速を測定することで評価することができる。あるいは、例えば、所定の体積の各活物質層に非水電解液を一定速度で流入させ、そのときの圧力を測定することで評価することができる。   The method for evaluating the permeability of the non-aqueous electrolyte solution of the positive electrode active material layer 54 and the negative electrode active material layer 64 is not particularly limited. For example, the non-aqueous electrolyte solution is applied to each active material layer having a predetermined volume at a constant pressure. It can be evaluated by allowing it to flow in and measuring the flow velocity at that time. Alternatively, for example, the evaluation can be performed by flowing a non-aqueous electrolyte into each active material layer having a predetermined volume at a constant speed and measuring the pressure at that time.

第1の耐熱層81に含まれているバインダおよび第2の耐熱層82に含まれるバインダの非水電解液の保持性の評価方法については、特に制限はないが、例えば、バインダを非水電解液中に浸漬させ、浸漬前後の重量変化より評価することができる。あるいは、例えば、溶解パラメータ(SP値)などの指標を用いてもよい。SP値を用いる場合、非水電解液のSP値とバインダのSP値が近いほど、バインダの非水電解液の保持性が高いといえる。なお、SP値には種々の測定方法(例えば、物性値から推算する方法や分子構造から推算する方法)があるが、測定方法には特に制限はなく、また、ハンドブック等の公知のデータ集などに開示された値を評価に用いてもよい。   There are no particular restrictions on the method for evaluating the retention of the binder contained in the first heat-resistant layer 81 and the non-aqueous electrolyte of the binder contained in the second heat-resistant layer 82. For example, the binder is non-aqueous electrolyzed. It is immersed in a liquid and can be evaluated from a change in weight before and after immersion. Alternatively, for example, an indicator such as a dissolution parameter (SP value) may be used. When using the SP value, it can be said that the closer the SP value of the non-aqueous electrolyte solution is to the SP value of the binder, the higher the non-aqueous electrolyte retention of the binder. There are various measurement methods for SP value (for example, a method for estimating from a physical property value or a method for estimating from a molecular structure), but the measurement method is not particularly limited, and a known data collection such as a handbook is used. The values disclosed in the above may be used for evaluation.

ハイレートで充放電が行われた場合、電極体は、充放電の際、電荷担体の吸蔵および放出に伴って膨張および収縮を起こし、この電極体の膨張および収縮によって非水電解液が電極体外に流出し得る。この流出が過度に生じると、電極体内の塩濃度の低下が生じる。あるいは電極体内において電解液の組成にムラ(塩濃度の偏り)が生じる。この結果、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が増加するようになる。   When charging / discharging is performed at a high rate, the electrode body expands and contracts as charge carriers are stored and released during charging / discharging, and the nonaqueous electrolyte is moved out of the electrode body due to the expansion and contraction of the electrode body. Can be spilled. When this outflow occurs excessively, the salt concentration in the electrode body decreases. Alternatively, the composition of the electrolytic solution in the electrode body is uneven (salt concentration). As a result, the internal resistance of the lithium ion secondary battery increases.

そこで、このような内部抵抗の増加を抑制するために、本実施形態では、リチウムイオン二次電池100は、上記の構成(A)または(B)を備える。
ここで、リチウムイオン二次電池100が上記構成(A)を備える場合について説明する。構成(A)の場合、非水電解液の透過性の高い正極活物質層54側に非水電解液の保持性(以下、「保液性」ともいう)の高いバインダを含む第1の耐熱層81が存在し、非水電解液の透過性の低い負極活物質層64側に保液性の低いバインダを含む第2の耐熱層82が存在する。一般に活物質層の非水電解液の透過性が高いと、非水電解液が排出過多になりやすい。しかしながら、正極活物質層54側に保液性の高いバインダを含む第1の耐熱層81が存在することにより、正極活物質層54から排出された非水電解液をある程度保持することができ、これにより正極活物質層54側において非水電解液の排出を抑制することができる。この結果、電極体20の外部に非水電解液が過度に排出されることを抑制することができる。一方で、非水電解液の透過性の低い負極活物質層64側には、保液性の低いバインダを含む第2の耐熱層82が存在するため、負極活物質層64側では非水電解液の排出が相対的に促進されることになる。このため、正極活物質層54と負極活物質層64とで非水電解液の透過性が異なるにもかかわらず、第2の耐熱層82で覆われた負極活物質層64側からの非水電解液の排出性と、第1の耐熱層81で覆われた正極活物質層54側からの非水電解液の排出性とを近づけることができ、同程度とすることも可能である。負極活物質層64側からの非水電解液の排出性と正極活物質層54側からの非水電解液の排出性が近くなればなるほど、電極体内において電解液の組成にムラが生じることを抑制することができる。
リチウムイオン二次電池100が上記構成(B)を備える場合についても同じ原理が当てはまる。すなわち、非水電解液の透過性の高い負極活物質層64側に保液性の高いバインダを含む第2の耐熱層82が存在し、非水電解液の透過性の低い正極活物質層54側に保液性の低いバインダを含む第1の耐熱層81が存在する。負極活物質層64側に保液性の高いバインダを含む第2の耐熱層82が存在することにより、負極活物質層64側からの非水電解液の排出を抑制することができ、非水電解液の透過性の高い負極活物質層64側において、非水電解液が過度に排出されることを抑制することができる。また、非水電解液の透過性の低い正極活物質層54側に保液性の低いバインダを含む第1の耐熱層81が存在することにより、正極活物質層54側では非水電解液の排出が相対的に促進されている。これにより、第2の耐熱層82で覆われた負極活物質層64側からの非水電解液の排出性と、第1の耐熱層81で覆われた正極活物質層54側からの非水電解液の排出性を近づける(さらには同程度にする)ことができ、電極体内における電解液の組成ムラの発生を抑制することができる。
このようにして、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池100は、上記の構成(A)および(B)のいずれかを備えることにより、ハイレートで充放電を繰り返した際の内部抵抗の増加を抑制することができる。
Therefore, in order to suppress such an increase in internal resistance, in the present embodiment, the lithium ion secondary battery 100 includes the above configuration (A) or (B).
Here, a case where the lithium ion secondary battery 100 includes the above configuration (A) will be described. In the case of the configuration (A), a first heat resistance containing a binder having a high nonaqueous electrolyte retention (hereinafter also referred to as “liquid retention”) on the positive electrode active material layer 54 side having a high nonaqueous electrolyte permeability. The layer 81 is present, and the second heat-resistant layer 82 containing a binder having low liquid retention is present on the negative electrode active material layer 64 side having low permeability of the nonaqueous electrolytic solution. In general, when the permeability of the non-aqueous electrolyte in the active material layer is high, the non-aqueous electrolyte tends to be excessively discharged. However, the presence of the first heat-resistant layer 81 containing a highly liquid-retaining binder on the positive electrode active material layer 54 side allows the non-aqueous electrolyte discharged from the positive electrode active material layer 54 to be retained to some extent, Thereby, discharge | emission of a non-aqueous electrolyte can be suppressed in the positive electrode active material layer 54 side. As a result, it is possible to suppress excessive discharge of the nonaqueous electrolytic solution to the outside of the electrode body 20. On the other hand, since the second heat-resistant layer 82 containing a binder with low liquid retention is present on the negative electrode active material layer 64 side where the nonaqueous electrolyte is low in permeability, nonaqueous electrolysis is present on the negative electrode active material layer 64 side. The discharge of the liquid is relatively accelerated. Therefore, although the positive electrode active material layer 54 and the negative electrode active material layer 64 have different nonaqueous electrolyte permeability, the nonaqueous water from the negative electrode active material layer 64 side covered with the second heat-resistant layer 82 is used. The dischargeability of the electrolytic solution can be made close to the dischargeability of the nonaqueous electrolytic solution from the positive electrode active material layer 54 side covered with the first heat-resistant layer 81, and can be made comparable. The closer the dischargeability of the nonaqueous electrolyte from the negative electrode active material layer 64 side and the dischargeability of the nonaqueous electrolyte solution from the positive electrode active material layer 54 side, the more uneven the composition of the electrolyte in the electrode body. Can be suppressed.
The same principle applies when the lithium ion secondary battery 100 includes the above-described configuration (B). That is, the second heat-resistant layer 82 containing a binder having a high liquid retaining property exists on the negative electrode active material layer 64 side having a high nonaqueous electrolyte permeability, and the positive electrode active material layer 54 having a low nonaqueous electrolyte permeability. A first heat-resistant layer 81 including a binder having low liquid retention is present on the side. The presence of the second heat-resistant layer 82 containing a binder having a high liquid retaining property on the negative electrode active material layer 64 side can suppress discharge of the non-aqueous electrolyte from the negative electrode active material layer 64 side. It is possible to suppress excessive discharge of the nonaqueous electrolytic solution on the negative electrode active material layer 64 side where the electrolytic solution has high permeability. In addition, the presence of the first heat-resistant layer 81 containing a binder with low liquid retention on the positive electrode active material layer 54 side where the non-aqueous electrolyte has low permeability allows the non-aqueous electrolyte solution on the positive electrode active material layer 54 side. Emissions are relatively promoted. Thus, the non-aqueous electrolyte can be discharged from the negative electrode active material layer 64 side covered with the second heat-resistant layer 82, and the non-aqueous electrolyte from the positive electrode active material layer 54 side covered with the first heat-resistant layer 81. The discharge property of the electrolytic solution can be made closer (and the same level can be obtained), and the occurrence of uneven composition of the electrolytic solution in the electrode body can be suppressed.
Thus, the lithium ion secondary battery 100 according to this embodiment includes any one of the above-described configurations (A) and (B), thereby increasing the internal resistance when charging and discharging are repeated at a high rate. Can be suppressed.

また図4に、本発明者の実際の検討結果を示す。
図4は、負極活物質層の非水電解液の透過性が正極活物質層の非水電解液の透過性よりも高く、非水電解液の溶媒にエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)およびジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒(SP値20)を用い、セパレータと負極活物質層との間の第2の耐熱層に含まれるバインダにPVDF(SP値18.5)を用いたリチウムイオン二次電池において、セパレータと負極活物質層との間の第1の耐熱層に含まれるバインダの種類を変えた場合についての検討結果である。
第1の耐熱性に含まれるバインダを以下の表に示す。
Further, FIG. 4 shows the actual examination results of the inventor.
FIG. 4 shows that the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer is higher than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer, and ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) are used as solvents of the non-aqueous electrolyte. ) And diethyl carbonate (DEC) mixed solvent (SP value 20), and lithium using PVDF (SP value 18.5) as a binder contained in the second heat-resistant layer between the separator and the negative electrode active material layer It is an examination result about the case where the kind of binder contained in the 1st heat-resistant layer between a separator and a negative electrode active material layer is changed in an ion secondary battery.
The binders included in the first heat resistance are shown in the following table.

Figure 2018137101
Figure 2018137101

図4は、30Cで10秒間充電し、5秒間休止した後4Cで75秒放電するという充放電サイクルを3000サイクル以上行なった際の、充放電サイクル数と抵抗増加率の関係を示すグラフである。電池(1)は、リファレンス用の電池であり、第1の耐熱層を有していない。電池(2)〜(9)の比較より、非水電解液の透過性の低い正極活物質層の側にある第1の耐熱層が含有するバインダのSP値が小さいほど、ハイレートで充放電を繰り返し行った場合に、抵抗の増加を抑制できていることがわかる。すなわち、非水電解液の透過性の低い正極活物質層の側にある第1の耐熱層が含有するバインダの非水電解液の保持性が低いほど、抵抗の増加を抑制できていることがわかる。そして、バインダの非水電解液の保持性の指標となるSP値について、第2の耐熱層に含まれるバインダのSP値(PVDF:18.5)よりも第1の耐熱層に含まれるバインダのSP値の方が小さいことは、抵抗の増加を抑制する上で効果的であることがわかる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the rate of increase in resistance when the charge / discharge cycle of charging at 30C for 10 seconds, resting for 5 seconds, and discharging at 4C for 75 seconds is performed at least 3000 cycles. . The battery (1) is a reference battery and does not have the first heat-resistant layer. From comparison of the batteries (2) to (9), as the SP value of the binder contained in the first heat-resistant layer on the side of the positive electrode active material layer having low permeability of the nonaqueous electrolyte solution is smaller, charging / discharging is performed at a higher rate. It can be seen that the increase in resistance can be suppressed when repeated. That is, the lower the non-aqueous electrolyte retention of the binder contained in the first heat-resistant layer on the side of the positive electrode active material layer with low non-aqueous electrolyte permeability, the more the resistance increase can be suppressed. Recognize. And about SP value used as the parameter | index of the retention property of the non-aqueous electrolyte of a binder, SP value (PVDF: 18.5) of the binder contained in a 2nd heat resistant layer WHEREIN: The binder contained in a 1st heat resistant layer It can be seen that a smaller SP value is effective in suppressing an increase in resistance.

また、上記の検討結果を参照すると、第1の耐熱層および第2の耐熱層に含まれるバインダのうち、非水電解液の保持性が高い方のバインダのSP値は、非水電解液のSP値との差が2以内であることが好ましく、非水電解液の保持性が低い方のバインダのSP値は、非水電解液のSP値との差が2.5以上であることが好ましい。   Further, referring to the above examination results, among the binders included in the first heat-resistant layer and the second heat-resistant layer, the SP value of the binder having higher non-aqueous electrolyte retention is that of the non-aqueous electrolyte. The difference between the SP value and the SP value of the non-aqueous electrolyte is preferably 2.5 or more. preferable.

以上のようにして構成されるリチウムイオン二次電池100は、各種用途に利用可能である。好適な用途としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。リチウムイオン二次電池100は、典型的には複数個を直列および/または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。   The lithium ion secondary battery 100 configured as described above can be used for various applications. Suitable applications include driving power sources mounted on vehicles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), and plug-in hybrid vehicles (PHV). The lithium ion secondary battery 100 can also be used in the form of a battery pack typically formed by connecting a plurality of lithium ion secondary batteries 100 in series and / or in parallel.

なお、一例として扁平形状の捲回電極体20を備える角形のリチウムイオン二次電池100について説明した。しかしながら、リチウムイオン二次電池は、積層型電極体を備えるリチウムイオン二次電池として構成することもできる。また、リチウムイオン二次電池は、円筒形リチウムイオン二次電池として構成することもできる。   As an example, the rectangular lithium ion secondary battery 100 including the flat wound electrode body 20 has been described. However, the lithium ion secondary battery can also be configured as a lithium ion secondary battery including a stacked electrode body. The lithium ion secondary battery can also be configured as a cylindrical lithium ion secondary battery.

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、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

20 捲回電極体
30 電池ケース
36 安全弁
42 正極端子
42a 正極集電板
44 負極端子
44a 負極集電板
50 正極シート(正極)
52 正極集電体
52a 正極活物質層非形成部分
54 正極活物質層
60 負極シート(負極)
62 負極集電体
62a 負極活物質層非形成部分
64 負極活物質層
70 セパレータシート
81 第1の耐熱層
82 第2の耐熱層
100 リチウムイオン二次電池
20 wound electrode body 30 battery case 36 safety valve 42 positive electrode terminal 42a positive electrode current collector plate 44 negative electrode terminal 44a negative electrode current collector plate 50 positive electrode sheet (positive electrode)
52 Positive Current Collector 52a Positive Electrode Active Material Layer Non-Forming Portion 54 Positive Electrode Active Material Layer 60 Negative Electrode Sheet (Negative Electrode)
62 Negative electrode current collector 62a Negative electrode active material layer non-formed portion 64 Negative electrode active material layer 70 Separator sheet 81 First heat resistant layer 82 Second heat resistant layer 100 Lithium ion secondary battery

Claims (1)

正極、負極、および該正負極間に介在するセパレータを有する電極体と、
非水電解液と、
を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記正極は、正極集電体と、該正極集電体上に形成された正極活物質層とを備えており、
前記負極は、負極集電体と、該負極集電体上に形成された負極活物質層とを備えており、
前記電極体は、前記正極活物質層と前記セパレータとの間に第1の耐熱層と、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に第2の耐熱層とを有し、
前記第1の耐熱層および前記第2の耐熱層はそれぞれ、無機フィラーとバインダとを含有しており、
以下の構成(A)または(B)を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
(A)前記正極活物質層の前記非水電解液の透過性が、前記負極活物質層の前記非水電解液の透過性よりも高く、かつ前記第1の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性が、前記第2の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性よりも高い。
(B)前記正極活物質層の前記非水電解液の透過性が、前記負極活物質層の前記非水電解液の透過性よりも低く、かつ前記第1の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性が、前記第2の耐熱層に含まれるバインダの前記非水電解液の保持性よりも低い。
An electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive and negative electrodes;
A non-aqueous electrolyte,
A lithium ion secondary battery comprising:
The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector,
The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector,
The electrode body has a first heat-resistant layer between the positive electrode active material layer and the separator, and a second heat-resistant layer between the negative electrode active material layer and the separator,
Each of the first heat-resistant layer and the second heat-resistant layer contains an inorganic filler and a binder,
A lithium ion secondary battery comprising the following configuration (A) or (B).
(A) The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer is higher than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer, and the binder contained in the first heat-resistant layer The non-aqueous electrolyte retainability is higher than the non-aqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer.
(B) The permeability of the non-aqueous electrolyte of the positive electrode active material layer is lower than the permeability of the non-aqueous electrolyte of the negative electrode active material layer, and the binder contained in the first heat-resistant layer The non-aqueous electrolyte retainability is lower than the non-aqueous electrolyte retainability of the binder contained in the second heat-resistant layer.
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