JP2018198142A - Secondary battery and production method for the same - Google Patents

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Abstract

To provide a secondary battery and a production method for the secondary battery, which allow contribution to improving input-output characteristics.SOLUTION: A secondary battery 100 includes one active material layer 110, a separator 120, another active material layer 130 and the separator, alternately in a layer direction. The one active material layer is abutted by a conductive terminal 111. The other active material layer has an electric polarity being different from that of the one active material layer, and is abutted by the conductive terminal 131 that connects to a portion in a surface direction P.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、二次電池および二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery.

近年、自動車の航続距離の延長、あるいはモバイル機器の消費電力増大や使用時間の延長等の要求を受けて、電池容量が年々増している。また、それにともない、急速充電化の要望も高まっている。   In recent years, the battery capacity has been increasing year by year in response to requests for extending the cruising distance of automobiles, increasing the power consumption of mobile devices and extending the usage time. Along with this, there is an increasing demand for rapid charging.

電池容量は、電池に含まれる活物質の比率によって決まり、活物質層を厚くすることによって高容量化を図れるが、活物質層の厚膜化とともにイオンの拡散距離も増大し、その結果、電池の入出力特性の悪化を招く。   The battery capacity is determined by the ratio of the active material contained in the battery, and the capacity can be increased by increasing the thickness of the active material layer. However, as the thickness of the active material layer increases, the ion diffusion distance also increases. The input / output characteristics will be degraded.

そのため、電池の入出力特性を向上させるべく、活物質層の厚み方向に形成された微細な三次元の電極構造が検討されており、そのような電極構造として、例えば特許文献１で開示されているような櫛歯状の三次元構造がある。   Therefore, in order to improve the input / output characteristics of the battery, a fine three-dimensional electrode structure formed in the thickness direction of the active material layer has been studied, and such an electrode structure is disclosed in Patent Document 1, for example. There is a comb-like three-dimensional structure.

国際公開第２００８／０７２６３８号International Publication No. 2008/072638

しかしながら、上記従来技術のように活物質層の厚み方向に突出した微細な三次元構造が設けられていると、製造過程で活物質層が厚み方向からプレスされた際、その構造が壊れてしまう恐れがある。   However, if a fine three-dimensional structure protruding in the thickness direction of the active material layer is provided as in the above prior art, the structure is broken when the active material layer is pressed from the thickness direction during the manufacturing process. There is a fear.

製造過程でのプレスは、例えば、部材同士の接着性を向上させて電気抵抗を低減させたり、活物質層内の空孔率を制御したりするために行われ、仮にプレスせず従来の三次元構造の電極を作製しても、それが所定の性能を発揮するのは難しい。   The pressing in the manufacturing process is performed, for example, in order to improve the adhesion between members to reduce electrical resistance, or to control the porosity in the active material layer. Even if an original structure electrode is manufactured, it is difficult for the electrode to exhibit a predetermined performance.

従って、上記従来技術のような三次元構造は、（エネルギー密度や耐久性等の）他の電池性能への跳ね返りなく、入出力特性を向上させるのに十分であるとは言い切れないのが現状であった。   Therefore, the three-dimensional structure as in the above prior art cannot be said to be sufficient to improve input / output characteristics without rebounding to other battery performances (such as energy density and durability). Met.

本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、より入出力特性の向上に寄与し得る二次電池および二次電池の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method of the secondary battery and secondary battery which can contribute to the improvement of an input-output characteristic more.

上記目的を達成するための本発明の二次電池は、一の活物質層と、セパレータと、他の活物質層と、セパレータと、を積層方向に交互に有する。一の活物質層には、導電性の端子が突設されている。他の活物質層は、一の活物質層と異なる電気的極性を有しており、導電性の端子が面方向の一部に接続した状態で突設されている。   In order to achieve the above object, the secondary battery of the present invention has one active material layer, a separator, another active material layer, and a separator alternately in the stacking direction. A conductive terminal protrudes from one active material layer. The other active material layer has an electrical polarity different from that of the one active material layer, and protrudes in a state where the conductive terminal is connected to a part of the surface direction.

上記目的を達成するための本発明の二次電池の製造方法は、一のシート材と、他のシート材とを交互に積層する。一のシート材は、セパレータの面に一の活物質層を有し、一の活物質層に対し、導電性の端子が突設されている。他のシート材は、セパレータの面に他の活物質層を有し、他の活物質層に対し、導電性の端子が面方向の一部に接続した状態で突設されている。一のシート材と、他のシート材とは、セパレータが間に介されるようにして交互に積層される。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a secondary battery according to the present invention includes alternately stacking one sheet material and another sheet material. One sheet material has one active material layer on the surface of the separator, and conductive terminals project from the one active material layer. The other sheet material has another active material layer on the surface of the separator, and is protruded from the other active material layer in a state where the conductive terminal is connected to a part of the surface direction. One sheet material and the other sheet material are laminated alternately with a separator interposed therebetween.

上記構成を有する二次電池および二次電池の製造方法によれば、より入出力特性の向上に寄与し得る。   According to the secondary battery having the above configuration and the method for manufacturing the secondary battery, it can contribute to the improvement of the input / output characteristics.

第１実施形態のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lithium ion secondary battery of 1st Embodiment. 図１の符号２から見た図である。It is the figure seen from the code | symbol 2 of FIG. 第１実施形態のリチウムイオン二次電池の分解図である。It is an exploded view of the lithium ion secondary battery of 1st Embodiment. 実施形態と異なる対比例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the contrast different from embodiment. 第１実施形態のリチウムイオン二次電池の要部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part of the lithium ion secondary battery of 1st Embodiment. 第２実施形態のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lithium ion secondary battery of 2nd Embodiment. 図６の７−７線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the 7-7 line | wire of FIG. 第２実施形態の導電体の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the conductor of 2nd Embodiment. 第２実施形態の導電体の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of the conductor of 2nd Embodiment. 第３実施形態のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lithium ion secondary battery of 3rd Embodiment. 第３実施形態の導電体およびセパレータを示す図である。It is a figure which shows the conductor and separator of 3rd Embodiment. 第３実施形態のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of manufacturing process of the lithium ion secondary battery of 3rd Embodiment. 第３実施形態のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of manufacturing process of the lithium ion secondary battery of 3rd Embodiment. 実施例１のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of Example 1. FIG. 実施例１のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。6 is a diagram illustrating a part of a manufacturing process of the lithium ion secondary battery of Example 1. FIG. 実施例１のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。6 is a diagram illustrating a part of a manufacturing process of the lithium ion secondary battery of Example 1. FIG. 実施例１のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。6 is a diagram illustrating a part of a manufacturing process of the lithium ion secondary battery of Example 1. FIG. 実施例１のリチウムイオン二次電池の作製過程の一部を示す図である。6 is a diagram illustrating a part of a manufacturing process of the lithium ion secondary battery of Example 1. FIG. 実施例２のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of Example 2. FIG. 実施例３のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of Example 3. FIG. 比較例１のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of Comparative Example 1. FIG. 比較例２のリチウムイオン二次電池を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of Comparative Example 2. FIG. 実施例１および比較例１の充放電試験の一の結果を示すグラフである。5 is a graph showing one result of a charge / discharge test of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１および比較例１の充放電試験の他の結果を示すグラフである。7 is a graph showing other results of charge / discharge tests of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１および比較例１の充放電試験のさらに他の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the other result of the charging / discharging test of Example 1 and Comparative Example 1.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated on account of description, and is different from an actual ratio.

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００は、負極活物質層１１０（一の活物質層）と、セパレータ１２０と、正極活物質層１３０（他の活物質層）と、セパレータ１２０と、を積層方向Ｓに交互に有する。また、リチウムイオン二次電池１００は、負極タブ１１１（端子）、正極タブ１３１（端子）、およびラミネートフィルム１４０を有する。 <First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 100 of the first embodiment includes a negative electrode active material layer 110 (one active material layer), a separator 120, and a positive electrode active material layer 130 (another active material layer). And separators 120 alternately in the stacking direction S. The lithium ion secondary battery 100 includes a negative electrode tab 111 (terminal), a positive electrode tab 131 (terminal), and a laminate film 140.

負極活物質層１１０は、負極活物質粒子を含むとともに、例えば金属やカーボン等の導電助剤、および、例えばビニル樹脂やウレタン樹脂等のポリマーを含んでいる。   The negative electrode active material layer 110 includes negative electrode active material particles, and also includes a conductive auxiliary agent such as metal and carbon, and a polymer such as vinyl resin and urethane resin.

負極活物質層１１０に含まれる負極活物質粒子の構成材料は、例えば、黒鉛、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体、コークス類、カーボン繊維、導電性高分子、スズ、シリコン、金属合金、リチウムと遷移金属との複合酸化物等である。負極活物質粒子の表面の少なくとも一部は、導電助剤およびポリマーによって覆われている。   The constituent material of the negative electrode active material particles contained in the negative electrode active material layer 110 is, for example, graphite, amorphous carbon, polymer compound fired body, coke, carbon fiber, conductive polymer, tin, silicon, metal alloy, lithium, and the like. And complex oxides with transition metals. At least a part of the surface of the negative electrode active material particles is covered with a conductive additive and a polymer.

負極タブ１１１は、負極活物質層１１０に対して面方向Ｐにおける一部に接続した状態で突設されており、導電性を有する。負極タブ１１１の構成材料は、例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属であるが、これに限定されず、導電性高分子であってもよいし、導電性フィラーと樹脂とを含む材料であってもよい。   The negative electrode tab 111 protrudes in a state of being connected to a part in the plane direction P with respect to the negative electrode active material layer 110 and has conductivity. The constituent material of the negative electrode tab 111 is, for example, a metal such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, or copper, but is not limited thereto, and may be a conductive polymer, a conductive filler, It may be a material containing resin.

負極タブ１１１は、複数の負極活物質層１１０のそれぞれに設けられており、複数の負極タブ１１１同士は、端部で互いに接合されて電気的に接続している。   The negative electrode tab 111 is provided in each of the plurality of negative electrode active material layers 110, and the plurality of negative electrode tabs 111 are joined to each other at an end portion and are electrically connected.

セパレータ１２０は、例えばポリマーまたは不織布からなる多孔性の絶縁体であり、電解液の浸透によって、イオンの透過性および電気伝導性を呈する。   The separator 120 is a porous insulator made of, for example, a polymer or a non-woven fabric, and exhibits ion permeability and electrical conductivity by permeation of the electrolytic solution.

正極活物質層１３０は、正極活物質粒子を含むとともに、負極活物質層１１０に含まれるのと同様の導電助剤およびポリマーを含んでいる。   The positive electrode active material layer 130 includes positive electrode active material particles, and also includes the same conductive additive and polymer as those included in the negative electrode active material layer 110.

正極活物質粒子の構成材料は、例えば、リチウムと遷移金属との複合酸化物である。リチウムと遷移金属との複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２およびＬｉＭｎ２Ｏ４等やこれらの混合物である。正極活物質粒子の表面の少なくとも一部は、導電助剤およびポリマーによって覆われている。 The constituent material of the positive electrode active material particles is, for example, a composite oxide of lithium and a transition metal. The composite oxide of lithium and transition metal is, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2, LiMn 2 O 4, or a mixture thereof. At least a part of the surface of the positive electrode active material particles is covered with a conductive additive and a polymer.

正極タブ１３１は、正極活物質層１３０に対して面方向Ｐにおける一部に接続した状態で突設されており、導電性を有する。正極タブ１３１の構成材料自体は、負極タブ１１１の構成材料と同様である。   The positive electrode tab 131 projects from the positive electrode active material layer 130 in a state of being connected to a part in the plane direction P, and has conductivity. The constituent material itself of the positive electrode tab 131 is the same as the constituent material of the negative electrode tab 111.

正極タブ１３１は、本実施形態では負極タブ１１１と同じ方向に突き出しているが、それとは反対方向に突き出していてもよい。   The positive electrode tab 131 protrudes in the same direction as the negative electrode tab 111 in the present embodiment, but may protrude in the opposite direction.

正極タブ１３１は、複数の正極活物質層１３０のそれぞれに設けられており、複数の正極タブ１３１同士は、端部で互いに接合されて電気的に接続している。   The positive electrode tab 131 is provided in each of the plurality of positive electrode active material layers 130, and the plurality of positive electrode tabs 131 are joined to each other at an end portion to be electrically connected.

負極活物質層１１０、および正極活物質層１３０に含まれる導電助剤の添加量は、特に限定されないが、好ましくは５ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。また、導電助剤の構成材料も特に限定されないが、好ましくは、繊維状のカーボン、またはカーボンナノチューブである。   Although the addition amount of the conductive support agent contained in the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130 is not particularly limited, it is preferably 5 wt% to 10 wt%. The constituent material of the conductive additive is not particularly limited, but is preferably fibrous carbon or carbon nanotube.

導電助剤の添加量が５ｗｔ％以上であれば、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０の広い範囲で面方向Ｐにおける電子伝導性が確保され、良好な長期耐久性が得られる。導電助剤の添加量が１０ｗｔ％以下であれば、エネルギー密度の低下を抑制できる。   When the addition amount of the conductive assistant is 5 wt% or more, the electron conductivity in the plane direction P is secured in a wide range of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, and good long-term durability is obtained. If the addition amount of the conductive assistant is 10 wt% or less, a decrease in energy density can be suppressed.

また、導電助剤の構成材料が、繊維状のカーボン、またはカーボンナノチューブであれば、面方向Ｐにおいて比較的長距離の電子伝導性が得られ、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０において電子が長距離移動し易くなる。   In addition, when the constituent material of the conductive auxiliary agent is fibrous carbon or carbon nanotube, a relatively long-range electron conductivity is obtained in the plane direction P. In the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, Electrons easily move for a long distance.

ラミネートフィルム１４０は、以上の構成要素を覆う外装材であり、それらの構成要素とともに電解液を封入している。   The laminate film 140 is an exterior material that covers the above-described components, and encloses an electrolytic solution together with these components.

電解液は、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびエチレンカーボネート（ＥＣ）からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ６）を含んでいる。有機溶媒は、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、その他の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等の有機酸陰イオン塩を適用することが可能である。 The electrolytic solution contains, for example, an organic solvent composed of propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC), and a lithium salt (LiPF 6 ) as a supporting salt. As the organic solvent, other cyclic carbonates, chain carbonates such as dimethyl carbonate, and ethers such as tetrahydrofuran can be applied. As the lithium salt, other inorganic acid anion salts and organic acid anion salts such as LiCF 3 SO 3 can be applied.

ラミネートフィルム１４０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、アルミニウム、ナイロンがこの順で積層された構成を有するが、この構成に限定されない。   The laminate film 140 has a configuration in which, for example, polypropylene (PP), aluminum, and nylon are laminated in this order, but is not limited to this configuration.

ラミネートフィルム１４０の縁１４１では、液密な状態が保たれたまま、負極タブ１１１の端部、および正極タブ１３１の端部が引き出されている。   At the edge 141 of the laminate film 140, the end of the negative electrode tab 111 and the end of the positive electrode tab 131 are drawn out while maintaining a liquid-tight state.

図２に示すように、負極タブ１１１、および正極タブ１３１は、同じ縁１４１における互いに離間した箇所から引き出されているが、これに限定されない。   As shown in FIG. 2, the negative electrode tab 111 and the positive electrode tab 131 are drawn out from the spaced apart locations on the same edge 141, but are not limited thereto.

例えば、負極タブ１１１および正極タブ１３１のうちの一方が、縁１４１から引き出され、それらのうちの他方は、縁１４１と対向する縁１４２から引き出されるようにしてもよい。この場合、縁１４１におけるタブの引き出し箇所、および縁１４２におけるタブの引き出し箇所のそれぞれは特に限定されず、また、縁１４１、縁１４２のそれぞれの一部ではなく、縁１４１、縁１４２のそれぞれの全体に亘って幅広のタブを引き出すようにしてもよい。   For example, one of the negative electrode tab 111 and the positive electrode tab 131 may be drawn from the edge 141, and the other of them may be drawn from the edge 142 that faces the edge 141. In this case, each of the tab drawing position on the edge 141 and the tab drawing position on the edge 142 is not particularly limited, and each of the edge 141 and the edge 142 is not a part of each of the edges 141 and 142. You may make it pull out a wide tab over the whole.

次に、リチウムイオン二次電池１００の製造方法を述べる。   Next, a method for manufacturing the lithium ion secondary battery 100 will be described.

図３に示すように、本実施形態の製造方法では、互いに異なる構成を有するシート材１５０（一のシート材）およびシート材１６０（他のシート材）のそれぞれが作製され、それらが交互に積層される。それらの積層体は、積層方向Ｓにおいてプレスされた後、ラミネートフィルム１４０によって覆われ、電解液とともに封止される。   As shown in FIG. 3, in the manufacturing method of the present embodiment, a sheet material 150 (one sheet material) and a sheet material 160 (other sheet material) having different configurations are produced, and they are alternately laminated. Is done. These laminates are pressed in the stacking direction S, covered with a laminate film 140, and sealed together with the electrolytic solution.

シート材１５０は、セパレータ１２０の面に配置された負極活物質層１１０に対し、負極タブ１１１が面方向Ｐにおける一部に接続した状態で突設された構成を有する。   The sheet material 150 has a configuration in which the negative electrode tab 111 protrudes from the negative electrode active material layer 110 disposed on the surface of the separator 120 in a state where the negative electrode tab 111 is connected to a part in the plane direction P.

シート材１５０は、例えば、セパレータ１２０の面に負極タブ１１１を配置し、それらの上に負極活物質層１１０を形成して作製される。負極活物質層１１０は、負極活物質粒子等を含む負極スラリーの塗工およびその乾燥によって形成される。ここで用いられる負極スラリーは、負極活物質粒子の他に、例えば、導電助剤、およびポリマー等を含み、それらと溶媒とを混合して作製される。   The sheet material 150 is produced, for example, by disposing the negative electrode tab 111 on the surface of the separator 120 and forming the negative electrode active material layer 110 thereon. The negative electrode active material layer 110 is formed by coating a negative electrode slurry containing negative electrode active material particles and the like and drying the slurry. The negative electrode slurry used here contains, for example, a conductive auxiliary agent and a polymer in addition to the negative electrode active material particles, and is prepared by mixing them with a solvent.

シート材１６０は、セパレータ１２０の面に配置された正極活物質層１３０に対し、正極タブ１３１が面方向Ｐにおける一部に接続した状態で突設された構成を有する。   The sheet material 160 has a configuration in which the positive electrode tab 131 protrudes from the positive electrode active material layer 130 disposed on the surface of the separator 120 in a state where the positive electrode tab 131 is connected to a part in the surface direction P.

シート材１６０は、例えば、セパレータ１２０の面に正極タブ１３１を配置し、それらの上に正極活物質層１３０を形成して作製される。正極活物質層１３０は、正極活物質粒子等を含む正極スラリーの塗工およびその乾燥によって形成される。ここで用いられる正極スラリーは、正極活物質粒子の他に、例えば、導電助剤、およびポリマー等を含み、それらと溶媒とを混合して作製される。   The sheet material 160 is produced, for example, by disposing the positive electrode tab 131 on the surface of the separator 120 and forming the positive electrode active material layer 130 thereon. The positive electrode active material layer 130 is formed by applying a positive electrode slurry containing positive electrode active material particles and the like and drying the slurry. The positive electrode slurry used here includes, for example, a conductive auxiliary agent and a polymer in addition to the positive electrode active material particles, and is prepared by mixing them with a solvent.

シート材１５０と、シート材１６０とは、セパレータ１２０が間に介されるようにして交互に積層される。それらの積層数は、特に限定されない。   The sheet material 150 and the sheet material 160 are alternately stacked with the separator 120 interposed therebetween. The number of those layers is not particularly limited.

次に、本実施形態の作用効果を対比例と比較して述べる。   Next, the operational effects of the present embodiment will be described in comparison with the proportionality.

図４に示す対比例では、本実施形態と異なり、例えば金属箔等の導電性の集電片１０１、１０３のそれぞれが、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれに対し、面方向Ｐの一部ではなく、面方向Ｐの全体に広がった状態で突設されている。   In the comparison shown in FIG. 4, unlike the present embodiment, each of the conductive current collecting pieces 101, 103 such as a metal foil is in the plane direction with respect to each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130. Instead of part of P, it protrudes in a state of spreading in the entire surface direction P.

このため、イオン１の拡散は、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれにおいて、セパレータ１２０側の片面だけから可能になる。従って、対比例では、イオン１の最大拡散距離Ｄ１は、負極活物質層１１０、セパレータ１２０、および正極活物質層１３０の厚みの合計である。   Therefore, the diffusion of ions 1 can be performed only from one surface on the separator 120 side in each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130. Accordingly, in contrast, the maximum diffusion distance D1 of ions 1 is the total thickness of the negative electrode active material layer 110, the separator 120, and the positive electrode active material layer 130.

一方、図５に示すように、本実施形態では、負極タブ１１１および正極タブ１３１のそれぞれは、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれに対し、面方向Ｐにおける一部に接続した状態で突設されている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, in this embodiment, each of the negative electrode tab 111 and the positive electrode tab 131 is connected to a part in the plane direction P with respect to each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130. Projected in a state.

このため、イオン１の拡散は、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれで両面側から可能である。   Therefore, the diffusion of ions 1 can be performed from both sides of each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130.

従って、本実施形態では、イオン１の最大拡散距離Ｄ２は、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれの厚みの半分と、セパレータ１２０の厚みとの合計であり、対比例よりも短い（Ｄ１＞Ｄ２）。   Therefore, in this embodiment, the maximum diffusion distance D2 of ions 1 is the sum of the thickness of each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130 and the thickness of the separator 120, and is shorter than the proportionality. (D1> D2).

このように、本実施形態によれば、イオン１の拡散距離が短縮化されるため、充電性能および放電性能の両者が改善され、入出力特性を向上させることができる。   Thus, according to this embodiment, since the diffusion distance of the ions 1 is shortened, both charging performance and discharging performance are improved, and input / output characteristics can be improved.

また、本実施形態によれば、従来のように負極活物質層１１０や正極活物質層１３０の厚み方向に例えば微細な凹凸状の３次元構造を設けなくても済むため、製造過程で積層方向Ｓにおけるプレスをすることが可能である。   In addition, according to the present embodiment, it is not necessary to provide, for example, a fine uneven three-dimensional structure in the thickness direction of the negative electrode active material layer 110 or the positive electrode active material layer 130 as in the prior art. It is possible to press in S.

従って、本実施形態は、実用性に優れ、より入出力特性の向上に寄与することができる。   Therefore, this embodiment is excellent in practicality and can contribute to the improvement of input / output characteristics.

また、一般的なリチウムイオン二次電池は、例えば鉛蓄電池やニッケル水素電池等の水系電解液を用いる二次電池に比べてイオン伝導度が比較的低いため、本実施形態のようにイオン１の拡散距離を短縮化すれば、その分、大きな効果を得ることができる。   In addition, since a general lithium ion secondary battery has a relatively low ion conductivity compared to a secondary battery using an aqueous electrolyte such as a lead storage battery or a nickel metal hydride battery, the ion ion 1 as in this embodiment is used. If the diffusion distance is shortened, a great effect can be obtained accordingly.

＜第２実施形態＞
図６に示すように、第２実施形態のリチウムイオン二次電池２００は、導電体２７０を有する点で第１実施形態と異なる。他の構成については、本実施形態は第１実施形態と略同様であるため、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、製造方法についても、本実施形態は、第１実施形態のシート材１５０、１６０に導電体２７０が備えられる点で異なるだけであるため、ここでの重複する説明を省略する。 Second Embodiment
As shown in FIG. 6, the lithium ion secondary battery 200 of the second embodiment differs from the first embodiment in that it has a conductor 270. About another structure, since this embodiment is as substantially the same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted. Also, the present embodiment is different only in that the present embodiment is provided with the conductor 270 in the sheet materials 150 and 160 of the first embodiment, and therefore, the duplicate description here is omitted.

導電体２７０は、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれの面方向Ｐにおける一部に、埋め込まれるようにして配設されている。   The conductor 270 is disposed so as to be embedded in a part of each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130 in the surface direction P.

本実施形態では、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０の両方に導電体２７０が設けられているが、それらのうちの一方に導電体２７０が設けられている形態を本発明は含む。また、導電体２７０は、本実施形態のように負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれの内部に埋め込まれるようにして配設されるのではなく、それらの面に対して配設され、それらとセパレータ１２０との間に位置するようにしてもよい。   In this embodiment, the conductor 270 is provided in both the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, but the present invention includes a mode in which the conductor 270 is provided in one of them. Further, the conductor 270 is not disposed so as to be embedded in each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130 as in the present embodiment, but is disposed on those surfaces. However, they may be positioned between them and the separator 120.

導電体２７０は、負極タブ１１１および正極タブ１３１のそれぞれと電気的に接続しており、それらと同様、導電性を有する構成材料によって形成され得る。   The conductor 270 is electrically connected to each of the negative electrode tab 111 and the positive electrode tab 131, and can be formed of a constituent material having conductivity in the same manner as those.

図７に示すように、導電体２７０は、枠形状（骨格形状）を有する。   As shown in FIG. 7, the conductor 270 has a frame shape (skeleton shape).

導電体２７０は、負極活物質層１１０や正極活物質層１３０の面に沿う方向（面方向Ｐ）において、その一部に配設されており、負極活物質層１１０や正極活物質層１３０の面全体を覆わないため、それらの面に直交する厚み方向Ｓへのイオン１の移動（図５参照）が可能である。   The conductor 270 is disposed in a part of the negative electrode active material layer 110 or the positive electrode active material layer 130 in the direction (plane direction P) along the surface of the negative electrode active material layer 110 or the positive electrode active material layer 130. Since the entire surface is not covered, movement of the ions 1 in the thickness direction S perpendicular to these surfaces (see FIG. 5) is possible.

導電体２７０は、枠形状の４辺をなす線材２７１によって構成されているが、これに限定されない。導電体２７０は、負極活物質層１１０や正極活物質層１３０の面方向Ｐに伸びる線材によって構成されていれば、他の形状を有してもよい。   The conductor 270 is configured by the wire material 271 having four sides of the frame shape, but is not limited thereto. The conductor 270 may have other shapes as long as it is made of a wire extending in the surface direction P of the negative electrode active material layer 110 or the positive electrode active material layer 130.

例えば図８に示すように、導電体２７０は、格子状の骨格形状を有してもよく、あるいは図９に示すように、櫛歯状の骨格形状を有してもよい。また、導電体２７０を構成する線材の形状も、直線に限定されず、曲線であってもよい。導電体２７０の寸法や形状は、例えば、エネルギー密度や特に活物質層の電子抵抗によるＩＲドロップを考慮して設計される。   For example, as shown in FIG. 8, the conductor 270 may have a lattice-like skeleton shape, or may have a comb-like skeleton shape as shown in FIG. Further, the shape of the wire constituting the conductor 270 is not limited to a straight line, and may be a curve. The dimensions and shape of the conductor 270 are designed in consideration of, for example, IR drop due to energy density and particularly electronic resistance of the active material layer.

本実施形態では、導電体２７０が負極活物質層１１０および正極活物質層１３０に配設されているが、導電体２７０は、それらの面方向Ｐの一部に配設されており、厚み方向Ｓへのイオン１の移動を遮断しないため、第１実施形態と同様の効果が得られる。   In this embodiment, the conductor 270 is disposed on the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130. However, the conductor 270 is disposed on a part of the surface direction P, and the thickness direction Since the movement of the ions 1 to S is not blocked, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、導電体２７０が、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のうちの少なくとも一方に配設されることによって、面方向Ｐにおける導電通路として機能するため、より集電性能を高められるという効果が得られる。   Further, since the conductor 270 is disposed on at least one of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, the conductor 270 functions as a conductive path in the plane direction P, and thus the current collecting performance can be further improved. An effect is obtained.

特に、本実施形態では、導電体２７０が枠形状（骨格形状）を有することによって、集電性能を効果的に高めることができる。   In particular, in the present embodiment, the current collecting performance can be effectively enhanced by the conductor 270 having a frame shape (skeleton shape).

＜第３実施形態＞
図１０に示すように、第３実施形態のリチウムイオン二次電池３００は、導電体３７０を有する点で第１実施形態と異なる。他の構成については、本実施形態は第１実施形態と略同様であるため、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 <Third Embodiment>
As shown in FIG. 10, the lithium ion secondary battery 300 of the third embodiment is different from the first embodiment in that it has a conductor 370. About another structure, since this embodiment is as substantially the same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

導電体３７０は、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０のそれぞれの面に配設されており、イオン１が通過可能な複数の孔が形成されている。   The conductor 370 is disposed on each surface of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, and a plurality of holes through which ions 1 can pass are formed.

本実施形態では、負極活物質層１１０および正極活物質層１３０の両方に導電体３７０が設けられているが、それらのうちの一方に導電体３７０が設けられている形態を本発明は含む。   In this embodiment, the conductor 370 is provided in both the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130, but the present invention includes a mode in which the conductor 370 is provided in one of them.

導電体３７０は、負極タブ１１１および正極タブ１３１のそれぞれと電気的に接続しており、それらと同様、導電性を有する構成材料によって形成され得る。   The conductor 370 is electrically connected to each of the negative electrode tab 111 and the positive electrode tab 131, and can be formed of a constituent material having conductivity in the same manner as those.

図１１に示すように、導電体３７０は、セパレータ１２０の面に形成されたパターンコーティングであり、網目形状を有する。網目の寸法や形状、パターンピッチ等は、イオン１が通過可能であれば特に限定されないが、例えばエネルギー密度やＩＲドロップ等を考慮して設計される。   As shown in FIG. 11, the conductor 370 is a pattern coating formed on the surface of the separator 120 and has a mesh shape. The size, shape, pattern pitch, and the like of the mesh are not particularly limited as long as the ions 1 can pass through, but are designed in consideration of, for example, energy density and IR drop.

また、導電体３７０の形態も、網目形状のパターンに限定されず、他のパターンであってもよい。他のパターンとして、例えば、セパレータ１２０の面の長辺に沿った複数の横線、セパレータ１２０の面の短辺に沿った複数の縦線、セパレータ１２０の面の対角線に沿った複数の斜線、波形、煉瓦状、格子状、菱形、鱗状、または市松模様等が挙げられるが、特に限定されない。   Further, the form of the conductor 370 is not limited to the mesh pattern, and may be another pattern. As other patterns, for example, a plurality of horizontal lines along the long side of the surface of the separator 120, a plurality of vertical lines along the short side of the surface of the separator 120, a plurality of diagonal lines along the diagonal of the surface of the separator 120, and a waveform , Brick shape, lattice shape, rhombus, scale shape, checkered pattern and the like, but not particularly limited.

それらのパターンを形成している線と線との間隔は、特に限定されないが、電子の導電性を確保するため、好ましくは２ｍｍ程度である。   The distance between the lines forming these patterns is not particularly limited, but is preferably about 2 mm in order to ensure the conductivity of electrons.

図１２に示すように、導電体３７０の形成されたセパレータ１２０に対し、負極タブ１１１が配置され、それらの上に負極活物質層１１０が形成されることによって、本実施形態の一のシート材３５０が形成される。負極タブ１１１は、端部で導電体３７０と接して電気的に接続している。負極活物質層１１０は、負極活物質粒子等を含む負極スラリー１１２の塗工およびその乾燥によって形成される。   As shown in FIG. 12, the negative electrode tab 111 is disposed on the separator 120 on which the conductor 370 is formed, and the negative electrode active material layer 110 is formed thereon, whereby one sheet material of the present embodiment. 350 is formed. The negative electrode tab 111 is in contact with and electrically connected to the conductor 370 at the end. The negative electrode active material layer 110 is formed by applying a negative electrode slurry 112 containing negative electrode active material particles and the like and drying the slurry.

一方、図１３に示すように、導電体３７０の形成されたセパレータ１２０に対し、正極タブ１３１が配置され、それらの上に正極活物質層１３０が形成されることによって、本実施形態の他のシート材３６０が形成される。正極活物質層１３０は、正極活物質粒子等を含む正極スラリー１３２の塗工およびその乾燥によって形成される。   On the other hand, as shown in FIG. 13, the positive electrode tab 131 is disposed on the separator 120 on which the conductor 370 is formed, and the positive electrode active material layer 130 is formed on the positive electrode tab 131. A sheet material 360 is formed. The positive electrode active material layer 130 is formed by applying a positive electrode slurry 132 containing positive electrode active material particles and the like and drying the slurry.

シート材３５０とシート材３６０とを交互に積層し、それらをラミネートフィルム１４０によって電解液とともに封止することによって、リチウムイオン二次電池３００は作製されるが、それらの工程は第１実施形態と同様であるため、ここでの重複する説明は省略する。   The sheet material 350 and the sheet material 360 are alternately laminated, and they are sealed together with the electrolyte solution by the laminate film 140, whereby the lithium ion secondary battery 300 is manufactured, but those steps are the same as those in the first embodiment. Since it is the same, the overlapping description here is omitted.

本実施形態では、導電体３７０が負極活物質層１１０および正極活物質層１３０に配設されているが、導電体３７０は、それらの面に配設されているとともに、イオン１が通過可能な複数の孔が形成されており、これらの構成によって、厚み方向へのイオン１の移動（図５参照）が特に遮られ難くなっている。   In this embodiment, the conductor 370 is disposed on the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 130. However, the conductor 370 is disposed on these surfaces and allows ions 1 to pass therethrough. A plurality of holes are formed, and the movement of the ions 1 in the thickness direction (see FIG. 5) is particularly difficult to be blocked by these configurations.

これは、単に活物質層との密着性向上や界面抵抗低減等を目的とした従来公知の集電箔とは異なる本実施形態の特徴であり、これによって、第１実施形態と同様の特有の効果を得ることできる。   This is a feature of the present embodiment that is different from the conventionally known current collector foil for the purpose of simply improving the adhesion with the active material layer and reducing the interface resistance, and thus has the same characteristics as the first embodiment. An effect can be obtained.

また本実施形態では、導電体３７０が、面方向Ｐにおける導電通路として機能するため、より集電性能を高められるという効果が得られる。また、導電体３７０がパターンコーティングであり、印刷や蒸着、あるいは３Ｄプリンター等の既存のプロセス技術を適用できるため、比較的簡単に形成できる。   Moreover, in this embodiment, since the conductor 370 functions as a conductive path in the plane direction P, an effect that the current collecting performance can be further improved is obtained. Further, the conductor 370 is a pattern coating, and can be formed relatively easily because an existing process technology such as printing, vapor deposition, or 3D printer can be applied.

＜実施例１＞
図１４に示すように、本発明者らは、上記実施形態の構成に基づき、実施例１のリチウムイオン二次電池１００Ａを作製した。 <Example 1>
As shown in FIG. 14, the present inventors produced a lithium ion secondary battery 100A of Example 1 based on the configuration of the above embodiment.

本来であれば、上記実施形態と同様に正負の活物質層が多層に積層された構成の実施例で効果を検証するのが望ましいが、活物質層の厚み方向両側へのイオン拡散の効果を確認できればよいので、実施例では１つの活物質層に焦点を当て、そこで前述のようなイオン拡散が生じるようにした。   Originally, it is desirable to verify the effect in an example in which positive and negative active material layers are laminated in a multilayer manner as in the above embodiment, but the effect of ion diffusion on both sides in the thickness direction of the active material layer is desirable. Since it is only necessary to be able to confirm, in the embodiment, one active material layer was focused on, and the ion diffusion as described above was generated there.

実施例１のリチウムイオン二次電池１００Ａは、負極活物質層１１０Ａと、セパレータ１２０Ａと、正極活物質層１３０Ａと、セパレータ１２０Ａと、負極活物質層１１０Ａとを積層方向に交互に有する。また、リチウムイオン二次電池１００Ａは、負極タブ１１１Ａ、正極タブ１３１Ａ、ラミネートフィルム１４０Ａ、および導電体１７０Ａを有する。   The lithium ion secondary battery 100A of Example 1 has negative electrode active material layers 110A, separators 120A, positive electrode active material layers 130A, separators 120A, and negative electrode active material layers 110A alternately in the stacking direction. The lithium ion secondary battery 100A includes a negative electrode tab 111A, a positive electrode tab 131A, a laminate film 140A, and a conductor 170A.

負極活物質層１１０Ａは、グラファイトを含む。セパレータ１２０Ａは、Ｃｅｌｇａｒｄ（登録商標）＃２４００である。正極活物質層１３０Ａは、ＬｉＣｏＯ２（ＬＣＯ）を含む。負極タブ１１１Ａは、銅箔である。導電体１７０Ａは、正極タブ１３１Ａと一体になっており、アルミエキスパンドメタルによって構成されている。電解液は、１ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ：ＤＥＣ（ジエチルカーボネート）（１：１体積比）である。 The negative electrode active material layer 110A includes graphite. The separator 120A is Celgard (registered trademark) # 2400. The positive electrode active material layer 130A includes LiCoO 2 (LCO). The negative electrode tab 111A is a copper foil. The conductor 170A is integrated with the positive electrode tab 131A and is made of aluminum expanded metal. The electrolyte is EC: DEC (diethyl carbonate) (1: 1 volume ratio) containing 1 M LiPF 6 .

次にリチウムイオン二次電池１００Ａの作製について述べる。   Next, preparation of the lithium ion secondary battery 100A will be described.

まず、正極活物質層１３０Ａの作製について述べる。   First, preparation of the positive electrode active material layer 130A will be described.

本発明者らは、正極活物質（ＬＣＯ：９０％、導電助剤：５％、クレハ製ＫＦポリマー＃７２００：５％）を秤量しよく撹拌した後、それが程よい粘性を示すまでＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加しながら撹拌し固形分比を調製した。   The present inventors weighed a positive electrode active material (LCO: 90%, conductive auxiliary agent: 5%, Kureha KF polymer # 7200: 5%) and stirred well, and then N-methyl until it showed a moderate viscosity. Stirring while adding -2-pyrrolidone (NMP), the solid content ratio was adjusted.

図１５に示すように、本発明者らは、調整した正極スラリー１３２Ａを所定の厚みとなるようセパレータ１２０Ａに塗工し、真空加熱乾燥によってＮＭＰを除去した。乾燥後の正極活物質層１３０Ａの膜厚は、２５μｍであった。   As shown in FIG. 15, the present inventors applied the prepared positive electrode slurry 132A to the separator 120A so as to have a predetermined thickness, and removed NMP by vacuum heat drying. The film thickness of the positive electrode active material layer 130A after drying was 25 μm.

図１６に示すように、本発明者らは、正極タブ１３１Ａと一体となった導電体１７０Ａを、正極活物質層１３０Ａの上にセットした。導電体１７０Ａを構成するアルミエキスパンドメタルの網目の短径ＳＷは１．０ｍｍ、長径ＬＷは２．０ｍｍ、刻幅は１００μｍ、板厚は３０μｍである。   As shown in FIG. 16, the inventors set the conductor 170A integrated with the positive electrode tab 131A on the positive electrode active material layer 130A. The short diameter SW of the mesh of the aluminum expanded metal constituting the conductor 170A is 1.0 mm, the long diameter LW is 2.0 mm, the cut width is 100 μm, and the plate thickness is 30 μm.

図１７に示すように、本発明者らは、さらに正極スラリー１３２Ａを所定の厚みになるように塗工し、真空加熱乾燥によってＮＭＰを除去した。乾燥後の作製されたシート材１６０Ａにおいて、正極活物質層１３０Ａの厚みは、７２μｍであった。   As shown in FIG. 17, the present inventors further applied the positive electrode slurry 132A to a predetermined thickness and removed NMP by vacuum heating and drying. In the manufactured sheet material 160A after drying, the thickness of the positive electrode active material layer 130A was 72 μm.

負極活物質層１１０Ａの作製について述べる。   Preparation of the negative electrode active material layer 110A will be described.

本発明者らは、負極活物質（グラファイト：９０％、導電助剤：５％、クレハ製ＫＦポリマー＃７２００：５％）を秤量しよく撹拌した後、それが程よい粘性を示すまでＮＭＰを添加しながら撹拌し固形分比を調製した。   The inventors weighed and stirred the negative electrode active material (graphite: 90%, conductive aid: 5%, Kureha KF polymer # 7200: 5%), and then added NMP until it showed moderate viscosity While stirring, the solid content ratio was adjusted.

本発明者らは、調整した負極スラリーを、負極タブ１１１Ａと一体になった銅箔に対し、負極容量／正極容量のバランスが１．２〜１．３の範囲に入るように塗工し、真空加熱乾燥によってＮＭＰを除去した。乾燥後の作製された負極活物質層１１０Ａの厚みは、２８μｍであった。   The present inventors applied the prepared negative electrode slurry to the copper foil integrated with the negative electrode tab 111A so that the negative electrode capacity / positive electrode capacity balance falls within the range of 1.2 to 1.3, NMP was removed by vacuum heat drying. The thickness of the prepared negative electrode active material layer 110A after drying was 28 μm.

その後の工程について述べる。   The subsequent steps will be described.

図１８に示すように、本発明者らは、負極タブ１１１Ａと一体となった銅箔を下側にして負極活物質層１１０Ａを配置し、その上に、シート材１６０Ａ、およびセパレータ１２０Ａを配置し、さらにその上に、負極タブ１１１Ａと一体となった銅箔を上側にして負極活物質層１１０Ａを配置した。   As shown in FIG. 18, the present inventors arranged the negative electrode active material layer 110A with the copper foil integrated with the negative electrode tab 111A on the lower side, and arranged the sheet material 160A and the separator 120A thereon. Further, the negative electrode active material layer 110A was disposed thereon with the copper foil integrated with the negative electrode tab 111A on the upper side.

その後、本発明者らは、それら積層した部材をロールプレスによって密着させた。得られた積層体を、三方封止されたラミネートフィルム１４０Ａに挿入した後、本発明者らは、電解液を注入した。注液後、本発明者らは、開口部から負極タブ１１１Ａおよび正極タブ１３１Ａを出した状態で封止し、図１４に示すリチウムイオン二次電池１００Ａを得た。   Thereafter, the present inventors brought these laminated members into close contact by a roll press. After the obtained laminate was inserted into a three-side sealed laminate film 140A, the inventors injected an electrolytic solution. After the injection, the present inventors sealed the negative electrode tab 111A and the positive electrode tab 131A from the opening to obtain a lithium ion secondary battery 100A shown in FIG.

＜実施例２＞
図１９に示すように、実施例２のリチウムイオン二次電池１００Ｂは、実施例１よりも膜厚の薄い負極活物質層１１０Ｂおよび正極活物質層１３０Ｂを有する点で、実施例１と異なる。他の構成については、実施例２は、実施例１と同様である。 <Example 2>
As shown in FIG. 19, the lithium ion secondary battery 100B of Example 2 is different from Example 1 in that it includes a negative electrode active material layer 110B and a positive electrode active material layer 130B that are thinner than Example 1. For other configurations, the second embodiment is the same as the first embodiment.

負極活物質層１１０Ｂの膜厚は１７μｍであり、正極活物質層１３０Ｂの膜厚は５０μｍである。   The film thickness of the negative electrode active material layer 110B is 17 μm, and the film thickness of the positive electrode active material layer 130B is 50 μm.

本発明者らは、実施例１と同様の製法によって、負極容量／正極容量のバランスが１．２〜１．３の範囲に入るよう考慮しながら、上記膜厚となるようリチウムイオン二次電池１００Ｂを作製した。   The inventors of the present invention conducted a lithium ion secondary battery so as to achieve the above-mentioned film thickness while considering that the negative electrode capacity / positive electrode capacity balance falls within the range of 1.2 to 1.3 by the same production method as in Example 1. 100B was produced.

＜実施例３＞
図２０に示すように、実施例３では、実施例１と正負の活物質層を入れ替えた構造とした。 <Example 3>
As shown in FIG. 20, in Example 3, it was set as the structure which replaced Example 1 and the positive / negative active material layer.

実施例３のリチウムイオン二次電池１００Ｃは、正極活物質層１３０Ｃと、セパレータ１２０Ａと、負極活物質層１１０Ｃと、セパレータ１２０Ａと、正極活物質層１３０Ｃとを積層方向に交互に有する。また、リチウムイオン二次電池１００Ｃは、負極タブ１１１Ｃ、正極タブ１３１Ｃ、ラミネートフィルム１４０Ａ、および導電体１７０Ｃを有する。   The lithium ion secondary battery 100C of Example 3 has positive electrode active material layers 130C, separators 120A, negative electrode active material layers 110C, separators 120A, and positive electrode active material layers 130C alternately in the stacking direction. The lithium ion secondary battery 100C includes a negative electrode tab 111C, a positive electrode tab 131C, a laminate film 140A, and a conductor 170C.

それらの構成材料自体は、実施例１、２と略同様とし、次の通りである。正極活物質層１３０Ｃは、ＬｉＣｏＯ２（ＬＣＯ）を含む。負極活物質層１１０Ｃは、グラファイトを含む。セパレータ１２０Ａは、Ｃｅｌｇａｒｄ（登録商標）＃２４００である。正極タブ１３１Ｃは、アルミ箔である。導電体１７０Ｃは、負極タブ１１１Ｃと一体になっており、銅エキスパンドメタル（短径ＳＷは１．０ｍｍ、長径ＬＷは２．０ｍｍ、刻幅は１００μｍ、板厚は３０μｍ）によって構成されている。電解液は、１ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ：ＤＥＣ（１：１体積比）である。 The constituent materials themselves are substantially the same as those in Examples 1 and 2, and are as follows. The positive electrode active material layer 130C includes LiCoO 2 (LCO). The negative electrode active material layer 110C includes graphite. The separator 120A is Celgard (registered trademark) # 2400. The positive electrode tab 131C is an aluminum foil. The conductor 170C is integrated with the negative electrode tab 111C, and is constituted by a copper expanded metal (the short diameter SW is 1.0 mm, the long diameter LW is 2.0 mm, the cut width is 100 μm, and the plate thickness is 30 μm). Electrolytic solution, EC including LiPF 6 of 1M: a: (1 volume ratio 1) DEC.

実施例３では、負極活物質層１１０Ｃの厚みを６０μｍとし、正極活物質層１３０Ｃの厚みを３３μｍとした。製法については、実施例３は、実施例１の方法に準じた。   In Example 3, the thickness of the negative electrode active material layer 110C was 60 μm, and the thickness of the positive electrode active material layer 130C was 33 μm. About the manufacturing method, Example 3 followed the method of Example 1.

＜比較例１＞
図２１に示すように、本発明者らは、比較例１のリチウムイオン二次電池１０００Ａを、実施例１との比較のために作製した。 <Comparative Example 1>
As shown in FIG. 21, the present inventors produced a lithium ion secondary battery 1000A of Comparative Example 1 for comparison with Example 1.

リチウムイオン二次電池１０００Ａは、負極活物質層１０１０Ａ、セパレータ１２０Ａ、および正極活物質層１０３０Ａ、ならびに、負極タブ１０１１Ａ、正極タブ１０３１Ａ、およびラミネートフィルム１４０Ａを有する。   The lithium ion secondary battery 1000A includes a negative electrode active material layer 1010A, a separator 120A, a positive electrode active material layer 1030A, a negative electrode tab 1011A, a positive electrode tab 1031A, and a laminate film 140A.

負極活物質層１０１０Ａは、実施例１の負極活物質層１１０Ａと同じ材料によって構成されているが、それとは異なる厚みを有する。負極活物質層１０１０Ａの厚みは、５５μｍである。   The negative electrode active material layer 1010A is made of the same material as the negative electrode active material layer 110A of Example 1, but has a different thickness. The thickness of the negative electrode active material layer 1010A is 55 μm.

負極活物質層１０１０Ａは、負極タブ１０１１Ａと一体の銅箔（１０μｍ）上に、実施例１で調整した負極スラリーを所定の厚さで塗工し、その後、真空加熱乾燥によってＮＭＰを除去して作製される。   The negative electrode active material layer 1010A was prepared by coating the negative electrode slurry prepared in Example 1 with a predetermined thickness on a copper foil (10 μm) integral with the negative electrode tab 1011A, and then removing NMP by vacuum heating and drying. Produced.

正極活物質層１０３０Ａは、実施例１の正極活物質層１３０Ａと同じ材料によって構成されているが、それとは異なる厚みを有する。正極活物質層１０３０Ａの厚みは、６６μｍである。   The positive electrode active material layer 1030A is made of the same material as the positive electrode active material layer 130A of Example 1, but has a different thickness. The thickness of the positive electrode active material layer 1030A is 66 μm.

正極活物質層１０３０Ａは、正極タブ１０３１Ａと一体のアルミ箔（２２μｍ）上に、実施例１で調整した正極スラリーを所定の厚さで塗工し、その後、真空加熱乾燥によってＮＭＰを除去して作製される。   The positive electrode active material layer 1030A was prepared by applying the positive electrode slurry prepared in Example 1 to a predetermined thickness on an aluminum foil (22 μm) integrated with the positive electrode tab 1031A, and then removing NMP by vacuum heating and drying. Produced.

セパレータ１２０Ａは、実施例１と同じである。これを、上述のようにして作製した負極活物質層１０１０Ａおよび正極活物質層１０３０Ａによって挟み、ロールプレスによってそれらを密着させる。   The separator 120A is the same as that in the first embodiment. This is sandwiched between the negative electrode active material layer 1010A and the positive electrode active material layer 1030A produced as described above, and is brought into close contact by a roll press.

その後、それらを電解液とともにラミネートフィルム１４０Ａによって封止してリチウムイオン二次電池１０００Ａを作製した。電解液は、実施例１と同じである。   Thereafter, they were sealed together with an electrolyte solution by a laminate film 140A to produce a lithium ion secondary battery 1000A. The electrolytic solution is the same as in Example 1.

＜比較例２＞
図２２に示すように、本発明者らは、比較例２のリチウムイオン二次電池１０００Ｂを、実施例１よりも活物質層の薄い実施例２との比較のために作製した。 <Comparative Example 2>
As shown in FIG. 22, the present inventors produced a lithium ion secondary battery 1000B of Comparative Example 2 for comparison with Example 2 in which the active material layer is thinner than Example 1.

比較例２のリチウムイオン二次電池１０００Ｂは、比較例１よりも膜厚の薄い負極活物質層１０１０Ｂおよび正極活物質層１０３０Ｂを有する点で、比較例１と異なる。他の構成については、比較例２は、比較例１と同様である。   The lithium ion secondary battery 1000B of Comparative Example 2 is different from Comparative Example 1 in that it has a negative electrode active material layer 1010B and a positive electrode active material layer 1030B that are thinner than Comparative Example 1. About other composition, comparative example 2 is the same as comparative example 1.

負極活物質層１０１０Ｂの膜厚は３４μｍであり、正極活物質層１０３０Ｂの膜厚は４４μｍである。   The film thickness of the negative electrode active material layer 1010B is 34 μm, and the film thickness of the positive electrode active material layer 1030B is 44 μm.

本発明者らは、比較例１と同様の製法によって、負極容量／正極容量のバランスが１．２〜１．３の範囲に入るよう考慮しながら、上記膜厚となるようリチウムイオン二次電池１０００Ｂを作製した。   The inventors of the present invention conducted a lithium ion secondary battery so as to achieve the above film thickness while considering that the negative electrode capacity / positive electrode capacity balance falls within the range of 1.2 to 1.3 by the same production method as in Comparative Example 1. 1000B was produced.

＜充放電試験＞
本発明者らは、実施例１〜３、および比較例１、２のそれぞれについて、充放電試験を行った。充放電試験は、初期充電および初期放電の後に行った。 <Charge / discharge test>
The inventors performed a charge / discharge test for each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. The charge / discharge test was performed after initial charge and initial discharge.

初期充電は、定電流−定電圧モード（ＣＣ−ＣＶ）で行い、印加電流：０．１Ｃ、ＣＶ電圧：４．２Ｖ、ＣＶ終了条件：０．０５Ｃ、温度：３０℃とした。   Initial charging was performed in a constant current-constant voltage mode (CC-CV), and applied current: 0.1 C, CV voltage: 4.2 V, CV end condition: 0.05 C, and temperature: 30 ° C.

初期放電は、定電流モード（ＣＣ）で行い、放電電流：０．１Ｃ、Ｃｕｔ−ｏｆｆ電圧：２．７Ｖ、休止時間：１０分、温度：３０℃とした。   Initial discharge was performed in a constant current mode (CC), and discharge current: 0.1 C, cut-off voltage: 2.7 V, rest time: 10 minutes, temperature: 30 ° C.

充放電試験における充電は、定電流−定電圧モード（ＣＣ−ＣＶ）で行い、印加電流：０．１Ｃ、ＣＶ電圧：４．２Ｖ、ＣＶ終了条件：０．０５Ｃ、温度：３０℃とした。   Charging in the charge / discharge test was performed in a constant current-constant voltage mode (CC-CV), and applied current: 0.1 C, CV voltage: 4.2 V, CV termination condition: 0.05 C, and temperature: 30 ° C.

充放電試験における放電は、定電流モード（ＣＣ）で行い、Ｃｕｔ−ｏｆｆ電圧：３．２Ｖ、温度：３０℃とした。また、充放電試験での放電は、１Ｃ、５Ｃ、１０Ｃのそれぞれの放電電流で行った。   Discharge in the charge / discharge test was performed in a constant current mode (CC), with a cut-off voltage of 3.2 V and a temperature of 30 ° C. Moreover, the discharge in a charge / discharge test was performed with each discharge current of 1C, 5C, and 10C.

図２３〜２５に、実施例１および比較例１の充放電試験で得られた放電容量比の比較を示す。放電容量比は、０．１Ｃで放電したときの３．２Ｖにおける容量を１．０に規格化した値である。   23 to 25 show a comparison of the discharge capacity ratios obtained in the charge / discharge tests of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. The discharge capacity ratio is a value obtained by standardizing the capacity at 3.2 V to 1.0 when discharged at 0.1 C.

各Ｃレートにおいて、実施例１の放電容量比が、比較例１の放電容量比よりも大きくなっていることが分かる。Ｃレートが大きくなるほど、実施例１と比較例１との差は大きくなっており、実施例は良好な放電特性を示すことが明らかとなった。   It can be seen that at each C rate, the discharge capacity ratio of Example 1 is greater than the discharge capacity ratio of Comparative Example 1. As the C rate increases, the difference between Example 1 and Comparative Example 1 increases, and it has become clear that the Example exhibits good discharge characteristics.

下の表１に、実施例１〜３および比較例１、２について、それらの特徴的構成、および放電容量比の結果をまとめて示す。   Table 1 below summarizes the results of the characteristic configurations and discharge capacity ratios of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

実施例２および比較例２では、実施例１および比較例１に比べて薄膜化したため、低レートの１Ｃでは放電性能改善効果は低減したが、５Ｃ、１０Ｃでは依然として放電容量比に大きな差があり、改善効果が大きいことが確認できた。   In Example 2 and Comparative Example 2, since the film thickness was reduced as compared with Example 1 and Comparative Example 1, the discharge performance improvement effect was reduced at 1C at a low rate, but there was still a large difference in the discharge capacity ratio at 5C and 10C. It was confirmed that the improvement effect was great.

また、実施例３では、実施例１と正負の活物質層が入れ替えられた構成を有するが、実施例１と同等か、実施例１を若干上回る放電容量比が得られており、正負の活物質層を入れ替えても同様の効果が得られることが確認できた。また、実施例では、１つの活物質層に焦点を当てて効果を検証したが、実施形態のように多層の積層構造であっても同様の効果を期待できる。   Further, in Example 3, the positive and negative active material layers are replaced with those in Example 1, but the discharge capacity ratio is the same as that in Example 1 or slightly higher than that in Example 1, and the positive and negative active material layers are obtained. It was confirmed that the same effect can be obtained even if the material layers are replaced. Further, in the example, the effect was verified by focusing on one active material layer, but the same effect can be expected even in a multi-layered structure as in the embodiment.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変できる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.

例えば、本発明の二次電池は、リチウムイオン二次電池に限定されず、他の二次電池であってもよい。   For example, the secondary battery of the present invention is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be another secondary battery.

また、実施例ではアルミラミネートフィルム型電池で実施したが、本発明の考え方は、コイン型セル、角型セル、円筒型セル等においても適用することが可能である。   Moreover, although the aluminum laminated film type battery was used in the examples, the concept of the present invention can be applied to a coin type cell, a square type cell, a cylindrical type cell, and the like.

また、第２実施形態の導電体２７０の枠の内側に、第３実施形態の導電体３７０のような網目構造を設けてもよい。   Moreover, you may provide mesh structure like the conductor 370 of 3rd Embodiment inside the frame of the conductor 270 of 2nd Embodiment.

また、本発明は、上記第３実施形態の導電体３７０以外にも、イオンが通過可能な複数の孔が形成された金属不織布等からなる導電体を含んでいる。   In addition to the conductor 370 of the third embodiment, the present invention includes a conductor made of a metal nonwoven fabric or the like in which a plurality of holes through which ions can pass is formed.

１００、２００、３００ リチウムイオン二次電池（二次電池）、
１１０ 負極活物質層（一の活物質層）、
１１１ 負極タブ（端子）、
１２０ セパレータ、
１３０ 正極活物質層（他の活物質層）、
１３１ 正極タブ（端子）、
１４０ ラミネートフィルム、
１５０ 一のシート材、
１６０ 他のシート材、
２７０ 導電体、
２７１ 線材、
３７０ 導電体、
Ｓ 積層方向、
Ｐ 面方向。 100, 200, 300 Lithium ion secondary battery (secondary battery),
110 negative electrode active material layer (one active material layer),
111 negative electrode tab (terminal),
120 separator,
130 positive electrode active material layer (other active material layer),
131 positive electrode tab (terminal),
140 Laminate film,
150 one sheet material,
160 Other sheet materials,
270 conductor,
271 wire,
370 conductor,
S stacking direction,
P-plane direction.

Claims (7)

導電性の端子が突設された一の活物質層と、
セパレータと、
前記一の活物質層と異なる電気的極性を有し、導電性の端子が面方向の一部に接続した状態で突設された他の活物質層と、
セパレータと、を積層方向に交互に有する、二次電池。 One active material layer with conductive terminals protruding;
A separator;
Another active material layer having an electrical polarity different from that of the one active material layer and protruding in a state where the conductive terminal is connected to a part of the surface direction;
A secondary battery having separators alternately in the stacking direction. 前記一の活物質層および前記他の活物質層のうちの少なくとも一方における面方向の一部には、前記端子と一体の導電体が配設されている、請求項１に記載の二次電池。   2. The secondary battery according to claim 1, wherein a conductor integral with the terminal is disposed on a part of at least one of the one active material layer and the other active material layer in a surface direction. . 前記導電体は、面方向に伸びる線材から構成された骨格形状を有する、請求項２に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 2, wherein the conductor has a skeleton shape formed of a wire extending in a plane direction. 前記導電体は、前記一の活物質層および前記他の活物質層のうちの少なくとも一方における面に配設されており、イオンが通過可能な複数の孔が形成されている、請求項２または請求項３に記載の二次電池。   The conductor is disposed on a surface of at least one of the one active material layer and the other active material layer, and a plurality of holes through which ions can pass are formed. The secondary battery according to claim 3. 前記導電体は、前記セパレータの面に形成されたパターンコーティングである、請求項２〜請求項４のうちのいずれか１つに記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 2, wherein the conductor is a pattern coating formed on a surface of the separator. リチウムイオン二次電池である、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１つに記載の二次電池。   The secondary battery according to any one of claims 1 to 5, which is a lithium ion secondary battery. セパレータの面に一の活物質層を有し、当該一の活物質層に対し、導電性の端子が突設されている一のシート材と、
セパレータの面に他の活物質層を有し、当該他の活物質層に対し、導電性の端子が面方向の一部に接続した状態で突設されている他のシート材と、を、
前記セパレータが間に介されるようにして交互に積層する、二次電池の製造方法。 One sheet material having one active material layer on the surface of the separator, and conductive terminals projecting from the one active material layer,
Another sheet material that has another active material layer on the surface of the separator, and is protruded in a state where the conductive terminal is connected to a part of the surface direction with respect to the other active material layer,
A method for manufacturing a secondary battery, wherein the separators are alternately stacked with a separator interposed therebetween.
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