JP2019129145A - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

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Abstract

To provide a nonaqueous electrolyte battery which can be charged repeatedly, which has a good storage characteristic under a high-temperature environment, and which is superior in reliability.SOLUTION: A nonaqueous electrolyte battery according to the present invention comprises: an electrode body in which a negative electrode containing at least one negative electrode active material selected from a group consisting of lithium, a lithium alloy, an element alloyable with lithium, and a compound including the element is superposed on a positive electrode through a separator; and a nonaqueous electrolyte. The separator has a porous film (I) including a thermoplastic resin as a primary component and a porous film (II) including an acerate filler of which the heatproof temperature is 150°C or above as a primary component.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、繰り返しの充放電が可能であるとともに、貯蔵特性と低温放電特性が良好で且つ信頼性に優れた非水電解質電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery capable of repeated charge and discharge and having excellent storage characteristics and low temperature discharge characteristics and excellent reliability.

非水電解質電池は、高容量、高電圧などの特性を生かして、種々の用途に利用されている。特に近年では電気自動車の実用化などに伴い、車載用の非水電解質電池の需要が伸びている。   Nonaqueous electrolyte batteries are utilized in various applications by taking advantage of properties such as high capacity and high voltage. In particular, with the commercialization of electric vehicles in recent years, the demand for non-aqueous electrolyte batteries for vehicles has increased.

非水電解質電池の車載用途としては、電気自動車のモーターの駆動電源への適用が主である一方で、それ以外への適用も進められている。例えば、現在、車両が事故などに遭遇した際に、それを関係各所へ通報するための緊急通報システムの開発が進行中であるが、その電源として、非水電解質電池の適用が検討されている。   As the in-vehicle use of the non-aqueous electrolyte battery, the application is mainly to the drive power source of the motor of the electric vehicle, but the application to other than that is also being promoted. For example, when a vehicle encounters an accident, etc., an emergency call system is currently under development to notify the relevant parties of the accident, but the application of a non-aqueous electrolyte battery is being considered as the power source. .

そのようなシステムは、実際に作動する機会が限られているものの、緊急時に確実に作動することが必要とされる。そのため、電源となる電池には、長期にわたって貯蔵しても、その特性を良好に維持できる信頼性が要求される。そこで、こうした用途には、電子機器の電源として汎用されている非水電解質二次電池よりも貯蔵特性が良好で、数年以上の長期にわたって貯蔵しても、容量低下がほとんどない非水電解質一次電池が利用されている。   Such systems are required to operate reliably in an emergency, although they have limited opportunities to operate in practice. For this reason, a battery serving as a power source is required to have a reliability capable of maintaining its characteristics well even when stored for a long period of time. Therefore, for such applications, non-aqueous electrolyte primary batteries that have better storage characteristics than non-aqueous electrolyte secondary batteries that are widely used as power sources for electronic devices, and that have little capacity loss even when stored for several years or longer Batteries are being used.

前記非水電解質一次電池の負極活物質には、Li(金属リチウム)や、Li−Al(リチウム−アルミニウム)合金などのリチウム合金が用いられているが、非水電解質二次電池においても、負極活物質としてリチウム合金を用いることができるため、リチウムを吸蔵、放出可能な金属とリチウムの吸蔵、放出能力のない異種金属とのクラッド材を用いて負極を構成することにより、電池特性の安定化を実現することも提案されている(特許文献1、2)。さらには、Li、Li合金、Liと合金化可能な元素および前記元素を含む化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の負極活物質を含有した前記負極と、非水電解質としてリン酸化合物を8質量%以下の範囲で含有した非水電解質電池(特許文献3)やLi−Al合金を含有する負極と、正極のバインダとしてイミド系バインダまたはアミド系バインダを含有した非水電解液電池が提案されている(特許文献4)。   As a negative electrode active material of the non-aqueous electrolyte primary battery, a lithium alloy such as Li (metallic lithium) or Li-Al (lithium-aluminum) alloy is used, but in the non-aqueous electrolyte secondary battery as well, the negative electrode Since lithium alloy can be used as the active material, the battery characteristics are stabilized by forming the negative electrode using a clad material of a metal capable of storing and releasing lithium and a different metal having no capacity of storing and releasing lithium. Has also been proposed (Patent Documents 1 and 2). Furthermore, the negative electrode containing at least one negative electrode active material selected from the group consisting of Li, a Li alloy, an element capable of alloying with Li, and a compound containing the element, and a phosphoric acid compound as a non-aqueous electrolyte A non-aqueous electrolyte battery (Patent Document 3) or a negative electrode containing a Li-Al alloy, which is contained in a range of 8% by mass or less, and a non-aqueous electrolyte battery containing an imide-based binder or an amide-based binder as a binder for the positive electrode (Patent Document 4).

一方、電池が高温下に曝されたときにセパレータが収縮することによる内部短絡を抑制するために、耐熱性の高いセパレータが種々提案されており、例えば特許文献5においては、針状フィラーをポリオレフィン膜に積層したセパレータが提案されている。このセパレータによればハイレートでの充放電特性が改善される。   On the other hand, in order to suppress an internal short circuit due to the shrinkage of the separator when the battery is exposed to a high temperature, various separators having high heat resistance have been proposed. A separator laminated on a membrane has been proposed. According to this separator, the charge and discharge characteristics at a high rate are improved.

特開平8−293302号公報JP-A-8-293302 国際公開WO2016/039323号公報International Publication WO2016 / 039323 国際公開WO2017/002981号公報International Publication No. WO2017 / 002981 特開2017−73334号公報JP 2017-73334 A 特開2012−3938号公報JP 2012-3938 A

一般には、前記のようなシステムを車両に搭載する場合、電池が高温環境下に曝される可能性が高く、電池に優れた耐熱性が要求されることになるが、一方、車両が寒冷地で使用されることもあり、高温環境下に長時間置かれた後においても特性劣化が少なく、低温環境下で良好な負荷特性を発揮できる電池が必要とされる。   Generally, when such a system is installed in a vehicle, the battery is likely to be exposed to a high temperature environment, and the battery is required to have excellent heat resistance. There is also a need for a battery that is less likely to deteriorate in characteristics even after being placed in a high temperature environment for a long time, and can exhibit good load characteristics in a low temperature environment.

また、車載用の電池には、高温環境下で長期にわたって貯蔵されても十分な出力特性を維持でき、かつこうした貯蔵を経た後に低温環境下に置かれても、良好に放電し得るような貯蔵特性を確保することへの要請が強く、電池構成の更なる改良が望まれている。   In addition, in-vehicle batteries can maintain sufficient output characteristics even when stored for a long time in a high-temperature environment, and can be discharged well even after being stored in a low-temperature environment after such storage. There is a strong demand for ensuring the characteristics, and further improvement of the battery configuration is desired.

前述のように車両緊急通報システムにおいては、非水電解質一次電池が電源として用いられている一方で、メンテナンスの容易さなどの理由から数十回程度の充放電が可能な二次電池の適用要請がある。     As described above, in a vehicle emergency notification system, while a non-aqueous electrolyte primary battery is used as a power source, an application request for a secondary battery that can be charged and discharged several tens of times for reasons such as ease of maintenance There is.

さらに、緊急通報システムなどにおいては、車両が事故などに遭遇して強い衝撃を受けた場合でも確実に作動できるように、高い信頼性を確保することへの要請もあり、電池構成の更なる改良が望まれている。 Furthermore, in emergency call systems, there is also a request to ensure high reliability so that even when a vehicle encounters an accident and receives a strong impact, the battery configuration is further improved. Is desired.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返しの充放電が可能であり、かつ高温環境下での貯蔵特性および低温放電特性が良好で且つ信頼性に優れた非水電解質電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to be a non-rechargeable battery capable of repeated charge and discharge and having excellent storage characteristics under a high temperature environment and low temperature discharge characteristics and excellent in reliability. The object is to provide a water electrolyte battery.

前記目的を達成し得た本発明の非水電解質電池は、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金化可能な元素および前記元素を含む化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の負極活物質を含有した負極と、正極とがセパレータを介して重ねられた電極体と、非水電解質とを有する非水電解質電池であって、前記セパレータは、熱可塑性樹脂を主体とする多孔質膜(I)と、耐熱温度が150℃以上の針状フィラーを主体として含む多孔質層(II)とを有していることを特徴とするものである。 The non-aqueous electrolyte battery of the present invention that has achieved the above object includes at least one negative electrode active material selected from the group consisting of lithium, a lithium alloy, an element that can be alloyed with lithium, and a compound containing the element. A non-aqueous electrolyte battery comprising a negative electrode, an electrode body in which a positive electrode is stacked via a separator, and a non-aqueous electrolyte, wherein the separator includes a porous membrane (I) mainly composed of a thermoplastic resin. And a porous layer (II) mainly comprising a needle-like filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher.

本発明によれば、繰り返しの充放電が可能で、高温環境下での貯蔵特性が良好であり、且つ信頼性に優れた非水電解質電池を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery capable of repeated charge and discharge, having excellent storage characteristics under a high temperature environment, and having excellent reliability.

本発明の非水電解質電池に使用される負極(負極前駆体)の一例を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically an example of the negative electrode (negative electrode precursor) used for the non-aqueous electrolyte battery of this invention. 本発明の非水電解質電池の一例を模式的に表す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view which represents typically an example of the non-aqueous electrolyte battery of this invention. 図2の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2.

以下、本発明の非水電解質電池について、詳細に説明する。 Hereinafter, the nonaqueous electrolyte battery of the present invention will be described in detail.

<負極>
非水電解質電池の負極には、Li(金属Li)、Li合金、Liと合金化可能な元素および前記元素を含む化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の負極活物質を含有するものが使用される。
<Negative electrode>
The negative electrode of the nonaqueous electrolyte battery contains at least one negative electrode active material selected from the group consisting of Li (metal Li), Li alloy, an element that can be alloyed with Li, and a compound containing the element. used.

(Liを負極活物質とする負極)
負極活物質をLiとする場合には、例えば、Li箔をそのまま負極としてもよく、また、集電体の片面もしくは両面にLi箔を貼り付けた構造の負極としてもよい。
(Anode using Li as an anode active material)
When the negative electrode active material is Li, for example, the Li foil may be used as it is, or may be a negative electrode having a structure in which the Li foil is attached to one side or both sides of the current collector.

集電体を使用する場合、その集電体には、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、鉄(Fe)、ステンレス鋼などを素材とするものが挙げられ、その形態としては、平織り金網、エキスパンドメタル、ラス網、パンチングメタル、金属発泡体、箔(板)などが例示できる。集電体の厚みは、例えば、10〜50μmであることが好ましく、40μm以下であることがより好ましい。   In the case of using a current collector, the current collector may be made of copper (Cu), nickel (Ni), titanium (Ti), iron (Fe), stainless steel, etc. Examples thereof include plain weave wire mesh, expanded metal, lath mesh, punching metal, metal foam, foil (plate) and the like. The thickness of the current collector is, for example, preferably 10 to 50 μm, and more preferably 40 μm or less.

(Li合金を負極活物質とする負極)
負極活物資として使用可能なLi合金としては、Li−Al合金が挙げられる。
(Anode using Li alloy as anode active material)
Examples of Li alloys that can be used as negative electrode active materials include Li-Al alloys.

負極活物質をLi−Al合金とする場合には、例えば、表面にLi−Al合金が形成されたAl箔(Al合金箔を含む。以下同じ。)を負極として使用できる。また、Al箔などで構成されるAl層(Alを含む層)の表面にLi−Al合金を形成するためのLi層(Liを含む層)を圧着するなどして積層した積層体を使用し、この積層体を電池内で非水電解質と接触させることで、前記Al層の表面にLi−Al合金を形成させて負極とすることもできる(非水電解質電池内でLi−Al合金を有する負極を形成する第1の方法)。このような負極の場合、Al層の片面のみにLi層を有する積層体を用いてもよく、Al層の両面にLi層を有する積層体を用いてもよい。前記積層体は、例えば、Al箔と金属Li箔(Li合金箔を含む。以下同じ。)とを圧着することで形成することができる。   In the case where the negative electrode active material is a Li-Al alloy, for example, an Al foil (including an Al alloy foil, hereinafter the same) in which a Li-Al alloy is formed on the surface can be used as a negative electrode. In addition, a laminate in which a Li layer (a layer containing Li) for forming a Li-Al alloy is bonded to the surface of an Al layer (a layer containing Al) composed of an Al foil or the like is used. By bringing this laminate into contact with the non-aqueous electrolyte in the battery, it is possible to form a Li-Al alloy on the surface of the Al layer to form a negative electrode (having a Li-Al alloy in the non-aqueous electrolyte battery) First method for forming a negative electrode). In the case of such a negative electrode, a laminate having a Li layer on only one side of the Al layer may be used, or a laminate having a Li layer on both sides of the Al layer may be used. The laminate can be formed, for example, by pressure bonding an Al foil and a metal Li foil (including a Li alloy foil; the same shall apply hereinafter).

更に、負極には、Al箔などで構成されるAl層を有する負極前駆体を使用し、この負極前駆体を用いて組み立てた電池を充電することで、Al層の表面にLi−Al合金を形成させて負極とすることもできる(非水電解質電池内でLi−Al合金を有する負極を形成する第2の方法)。すなわち、負極前駆体に係るAl層の少なくとも表面側のAlを、電池の充電によって非水電解質中のLiイオンと電気化学的に反応させることにより、少なくとも表面側にLi−Al合金が形成された負極とすることも可能である。このような負極は、例えばリチウムイオン二次電池の正極活物質として使用されるLiを含有する金属酸化物を正極とし、充電時に正極から溶出したLiイオンを前記負極のAl層の表面に析出させることで作製できる。   Furthermore, for the negative electrode, a negative electrode precursor having an Al layer composed of Al foil or the like is used, and by charging a battery assembled using this negative electrode precursor, a Li-Al alloy is formed on the surface of the Al layer. It can also be formed into a negative electrode (a second method of forming a negative electrode having a Li-Al alloy in a non-aqueous electrolyte battery). That is, a Li—Al alloy was formed at least on the surface side by electrochemically reacting Al on at least the surface side of the Al layer according to the negative electrode precursor with Li ions in the non-aqueous electrolyte by charging the battery. It can also be a negative electrode. Such a negative electrode uses, for example, a metal oxide containing Li used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery as a positive electrode, and deposits Li ions eluted from the positive electrode on the surface of the Al layer of the negative electrode during charging. Can be produced.

Li−Al合金を負極活物質とする負極にも集電体を使用することもできる。あらかじめ表面にLi−Al合金が形成されたAl箔を負極に使用する場合には、Al箔の、Li−Al合金が形成されていない側の表面に集電体となる金属箔や金属網などを圧着すればよい。   A collector can also be used for the negative electrode which uses Li-Al alloy as a negative electrode active material. In the case of using an Al foil having a Li-Al alloy formed on the surface in advance for the negative electrode, a metal foil, a metal mesh or the like serving as a current collector on the surface of the Al foil on which the Li-Al alloy is not formed May be crimped.

また、電池内でLi−Al合金を形成して負極とする場合、Li層を有する積層体を使用するときには、例えば、負極集電体の片面にAl層を有し、かつAl層の負極集電体とは反対側の面にLi層を有する積層体を用いてもよく、負極集電体の両面にAl層を有し、かつ各Al層の負極集電体とは反対側の面にLi層を有する積層体を用いてもよい。更に、負極前駆体を用いて組み立てた電池を充電することでLi−Al合金を形成して負極とする場合では、例えば、負極集電体の片面にAl層を有する積層体を負極前駆体として用いてもよく、負極集電体の両面にAl層を有する積層体を負極前駆体として用いてもよい。負極集電体とAl層(Al箔)とは、圧着などにより積層すればよく、銅やニッケルなどで構成された負極集電体(金属箔)とAl層(Al箔)とのクラッド材などの、Li−Al合金を形成するためのAl金属層と集電体として作用する金属基材層との接合体(積層金属箔など)を用いることもできる。   Moreover, when forming a Li-Al alloy in a battery and using it as a negative electrode, when using the laminated body which has Li layer, it has an Al layer on one side of a negative electrode collector, and the negative electrode collection of Al layer, for example A laminate having an Li layer on the surface opposite to the current collector may be used, and an Al layer is provided on both surfaces of the negative electrode current collector, and the surface of each Al layer opposite to the negative electrode current collector is used. You may use the laminated body which has Li layer. Furthermore, in the case of forming a Li—Al alloy by charging a battery assembled using a negative electrode precursor, for example, a laminate having an Al layer on one side of the negative electrode current collector is used as the negative electrode precursor. You may use and you may use the laminated body which has Al layer on both surfaces of a negative electrode collector as a negative electrode precursor. The negative electrode current collector and the Al layer (Al foil) may be laminated by pressure bonding or the like, and a clad material of the negative electrode current collector (metal foil) and Al layer (Al foil) made of copper, nickel, etc. It is also possible to use a joined body (such as a laminated metal foil) of an Al metal layer for forming a Li—Al alloy and a metal base material layer acting as a current collector.

負極を形成するための前記積層体および前記負極前駆体に係るAl層の厚み(ただし、集電体を使用する場合であって、その集電体の両面にAl層を設ける場合は、片面あたりの厚み)は、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることが更に好ましく、また、150μm以下であることが好ましく、70μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることが更に好ましい。   The thickness of the laminate for forming the negative electrode and the thickness of the Al layer according to the negative electrode precursor (However, in the case of using a current collector and providing the Al layer on both sides of the current collector, Is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, still more preferably 30 μm or more, and preferably 150 μm or less, more preferably 70 μm or less, More preferably, it is 50 μm or less.

負極を形成するための前記積層体に係るLi層の厚み(ただし、集電体を使用する場合であって、その集電体の両面にAl層を設け、各Al層の表面にLi層を設ける場合や、集電体を使用せずにAl層の両面にLi層を設ける場合には、片面あたりの厚み)は、20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、また、80μm以下であることが好ましく、70μm以下であることがより好ましい。   The thickness of the Li layer related to the laminate for forming the negative electrode (however, when a current collector is used, an Al layer is provided on both surfaces of the current collector, and the Li layer is provided on the surface of each Al layer) When providing, or when providing a Li layer on both sides of an Al layer without using a current collector, the thickness per side is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and And 80 μm or less, and more preferably 70 μm or less.

Li合金を負極活物質とする負極における集電体には、Liを負極活物質とする負極に使用可能な集電体として先に例示したものと同じものを用いることができる。   As the current collector in the negative electrode using the Li alloy as the negative electrode active material, the same ones as those exemplified above as the current collector usable for the negative electrode using Li as the negative electrode active material can be used.

なお、Li−Al合金を形成するためのAl金属層(Al箔など)と、集電体として作用するLiと合金化しない金属基材層(Cu箔など)とをあらかじめ接合して用い、更に、そのAl金属層の表面にLi層(Li箔など)を積層させ、前記Li層のLiと前記Al金属層のAlとを反応させる方法、あるいは、前記Al金属層と前記金属基材層との接合体をそのまま電池の組み立てに用い、組み立て後の充電によって、前記Al金属層のAlを非水電解質中のLiイオンと電気化学的に反応させる方法などにより、前記Al金属層の少なくとも表面側をLi−Al合金とし、前記金属基材層の表面にLi−Al合金を含むAl活性層が接合された負極とすることで、例えば、集電体となる金属箔などとAl箔とを単に重ねて形成した負極を使用した場合に比べて、非水電解質電池の貯蔵時の内部抵抗の増大をより抑えることができる。   In addition, an Al metal layer (Al foil or the like) for forming a Li-Al alloy and a metal base layer (Cu foil or the like) which is not alloyed with Li acting as a current collector are used in advance A method of laminating a Li layer (Li foil or the like) on the surface of the Al metal layer and reacting Li of the Li layer with Al of the Al metal layer, or the Al metal layer and the metal substrate layer The assembly of the invention is used as it is for assembly of a battery, and at least the surface side of the Al metal layer is electrochemically reacted with Li ions in the non-aqueous electrolyte by charging after assembly. Is a Li-Al alloy, and an Al active layer including the Li-Al alloy is joined to the surface of the metal base layer, for example, a metal foil serving as a current collector and an Al foil are simply used. Stacked negative electrode It can be compared with using, more suppressed increase in internal resistance during storage of the nonaqueous electrolyte battery.

前記Al金属層と前記金属基材層との接合体を用いて、前記第1の方法で負極を形成する場合、Liと合金化しない金属基材層(以下、単に「基材層」という)とAl金属層(以下、単に「Al層」という)とを接合して形成した積層金属箔の、Al層の表面に、Li箔を貼り合わせるなどの方法によってLi層が形成された積層体を使用する。   When a negative electrode is formed by the first method using a joined body of the Al metal layer and the metal base layer, a metal base layer that is not alloyed with Li (hereinafter simply referred to as “base layer”) A laminate in which a Li layer is formed by, for example, bonding a Li foil to the surface of an Al layer of a laminated metal foil formed by joining an aluminum metal layer (hereinafter simply referred to as "Al layer") use.

前記基材層は、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、鉄(Fe)などの金属、またはそれら元素と他の元素との合金(ただし、ステンレス鋼などの、Liと反応しない合金)により構成することができる。具体的には、前記金属または合金の箔や蒸着膜、めっき膜などにより構成される。   The base material layer is a metal such as copper (Cu), nickel (Ni), titanium (Ti), iron (Fe), or an alloy of these elements and other elements (however, it reacts with Li such as stainless steel) Alloy). Specifically, it is formed of a foil of the above metal or alloy, a vapor deposition film, a plating film or the like.

前記Al層は、純Al、または、強度の向上などを目的とする添加元素を有するAl合金により構成することができ、具体的には、それらの箔や蒸着膜、めっき膜などにより構成される。   The Al layer can be composed of pure Al or an Al alloy having an additive element for the purpose of improving strength, specifically, a foil, vapor deposition film, plating film, or the like thereof. .

前記Li層の形成には、前記Al層の表面にLi箔を貼り合わせる方法や、蒸着膜を形成する方法などを用いることができる。   For the formation of the Li layer, a method of attaching a Li foil to the surface of the Al layer, a method of forming a vapor deposition film, or the like can be used.

図1に、本発明の非水電解質電池に使用される負極を形成するための積層体(負極前駆体)の一例を模式的に表す断面図を示している。図1の負極前駆体100は、基材層101aの両面にAl層101b、101bを接合して構成した積層金属箔101の、Al層101b、101bの表面に、Li箔102、102が貼り合わされて形成された積層体である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminate (negative electrode precursor) for forming a negative electrode used in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention. In the negative electrode precursor 100 of FIG. 1, Li foils 102 and 102 are bonded to the surfaces of Al layers 101b and 101b of a laminated metal foil 101 formed by bonding Al layers 101b and 101b to both surfaces of a base material layer 101a. It is the laminated body formed in this way.

前記の負極前駆体を用いて負極を形成する非水電解質電池では、非水電解質の共存下でLi箔のLiとAl層のAlとが反応して、Al層のLi箔が貼り合わされた側(セパレータ側)の表面にLi−Al合金が形成され、Al活性層に変化する。すなわち、前記負極のAl活性層の少なくとも表面側(Li箔側)には、非水電解質電池内で形成されたLi−Al合金が存在する。   In the non-aqueous electrolyte battery in which the negative electrode is formed using the negative electrode precursor, the Li foil Li and the Al layer Al react with each other in the presence of the non-aqueous electrolyte, and the Al layer Li foil is bonded to the side. A Li-Al alloy is formed on the surface of the (separator side) and changes to an Al active layer. That is, the Li—Al alloy formed in the nonaqueous electrolyte battery is present at least on the surface side (Li foil side) of the Al active layer of the negative electrode.

基材層とAl層とを接合して形成した積層金属箔においては、基材層の片面にAl層を接合してもよく、また、図1に示すように基材層の両面にAl層を接合していてもよい。そして、基材層とAl層とを接合して形成した積層金属箔と、Li箔とが貼り合わされて形成された積層体においては、基材層の片面にAl層が接合している場合には、そのAl層の表面(基材層と接合していない面)にLi箔を貼り合わせればよく、図1に示すように基材層の両面にAl層が接合している場合には、両方のAl層の表面(基材層と接合していない面)にLi箔を貼り合わせればよい。   In the laminated metal foil formed by joining the base material layer and the Al layer, the Al layer may be joined to one side of the base material layer, and as shown in FIG. May be joined. Then, in the laminate formed by bonding the laminated metal foil formed by bonding the base material layer and the Al layer with the Li foil, when the Al layer is bonded to one side of the base material layer The Li layer may be bonded to the surface of the Al layer (the surface not bonded to the base layer), and as shown in FIG. 1, when the Al layer is bonded to both sides of the base layer, The Li foil may be attached to the surface of the both Al layers (the surface not bonded to the base layer).

なお、基材層の両面にAl層を接合し、かつ両方のAl層の表面側でLi−Al合金の形成を行った場合には、基材層の片面にAl層を接合し、そのAl層の表面側でLi−Al合金の形成を行う場合に比べて、負極の変形(湾曲など)や、それに伴う電池の特性劣化を更に抑制することが可能となる。   In addition, when an Al layer is bonded to both surfaces of a base material layer and a Li-Al alloy is formed on the surface side of both Al layers, the Al layer is bonded to one surface of the base material layer, and the Al layer As compared with the case of forming a Li-Al alloy on the surface side of the layer, it is possible to further suppress the deformation (such as bending) of the negative electrode and the characteristic deterioration of the battery associated therewith.

以下では、基材層がNi(Ni箔)である場合を例示して説明するが、基材層がNi以外の材料である場合も同様である。   Hereinafter, the case where the base material layer is Ni (Ni foil) will be described as an example, but the same applies to the case where the base material layer is a material other than Ni.

Ni層とAl層とを接合して形成した積層金属箔としては、Ni箔とAl箔とのクラッド材、Ni箔上にAlを蒸着してAl層を形成した積層膜などが挙げられる。   Examples of the laminated metal foil formed by joining a Ni layer and an Al layer include a clad material of Ni foil and Al foil, and a laminated film in which Al is vapor-deposited on Ni foil to form an Al layer.

Ni層とAl層とを接合して形成した積層金属箔に係るNi層としては、Ni(および不可避不純物)からなる層や、合金成分としてジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、リン(P)などを合計で20質量%以下の量で含み、残部がNiおよび不可避不純物であるNi合金からなる層などが挙げられる。   As a Ni layer according to a laminated metal foil formed by joining a Ni layer and an Al layer, a layer composed of Ni (and unavoidable impurities), zirconium (Zr), chromium (Cr), zinc (Zn) as an alloy component , Copper (Cu), iron (Fe), silicon (Si), phosphorus (P) and the like in a total amount of 20% by mass or less, the balance being Ni and a layer made of an Ni alloy with inevitable impurities. .

また、Ni層とAl層とを接合して形成した積層金属箔に係るAl層としては、Al(および不可避不純物)からなる層や、合金成分として鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)などを合計で50質量%以下の量で含み、残部がAlおよび不可避不純物であるAl合金からなる層などが挙げられる。   Moreover, as an Al layer which concerns on the laminated metal foil which joined and formed Ni layer and Al layer, the layer which consists of Al (and an unavoidable impurity), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (as an alloy component) Co), manganese (Mn), chromium (Cr), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo) and the like in a total amount of 50% by mass or less, A layer etc. which remainder consists of Al and Al alloy which is an unavoidable impurity are mentioned.

Ni層とAl層とを接合して形成した積層金属箔においては、負極活物質となるLi−Al合金の割合を一定以上とするために、Ni層の厚みを100としたときに、Al層の厚み(ただし、Ni層の両面にAl層を接合させる場合には、片面あたりの厚み。以下同じ。)は、20以上であることが好ましく、50以上であることがより好ましく、70以上であることが特に好ましい。また、集電効果を高め、Li−Al合金を十分に保持するために、Ni層とAl層とを接合して形成した積層金属箔において、Ni層の厚みを100としたときに、Al層の厚みは、180以下であることが好ましく、150以下であることがより好ましく、120以下であることが特に好ましく、100以下であることが最も好ましい。   In the laminated metal foil formed by joining the Ni layer and the Al layer, the Al layer is assumed to have a thickness of 100 in order to make the ratio of the Li-Al alloy to be the negative electrode active material equal to or more than a certain level. Is preferably 20 or more, more preferably 50 or more, and 70 or more. However, when the Al layer is bonded to both surfaces of the Ni layer, the thickness per side. It is particularly preferred. Also, in the laminated metal foil formed by joining the Ni layer and the Al layer to enhance the current collection effect and sufficiently hold the Li-Al alloy, when the thickness of the Ni layer is 100, the Al layer The thickness is preferably 180 or less, more preferably 150 or less, particularly preferably 120 or less, and most preferably 100 or less.

なお、Ni層の厚みは、10〜50μmであることが好ましく、40μm以下であることがより好ましい。また、Al層の厚み(ただし、Ni層の両面にAl層を接合させる場合には、片面あたりの厚み)は、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることが特に好ましく、一方、150μm以下であることが好ましく、70μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the Ni layer is preferably 10 to 50 μm, and more preferably 40 μm or less. In addition, the thickness of the Al layer (however, in the case of bonding the Al layer to both sides of the Ni layer, the thickness per side) is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and 15 μm or more In particular, it is preferably 150 μm or less, more preferably 70 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less.

Ni層とAl層とが接合して形成された積層金属箔の厚みは、負極の容量を一定以上とするために、50μm以上であることが好ましく、60μm以上であることがより好ましく、また、正極活物質との容量比を適切な範囲とするために、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、120μm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the laminated metal foil formed by bonding the Ni layer and the Al layer is preferably 50 μm or more, more preferably 60 μm or more, in order to set the capacity of the negative electrode to a certain level or more. In order to set the capacity ratio with the positive electrode active material in an appropriate range, it is preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less, and particularly preferably 120 μm or less.

なお、基材層を、Ni層に代えてCu層とする場合、そのCu層としては、Cu(および不可避不純物)からなる層や、合金成分としてZr、Cr、Zn、Ni、Si、Pなどを合計で1質量%以下の量で含み、残部がCuおよび不可避不純物であるCu合金からなる層などが挙げられる。Cu層の好適厚み(Cu層の厚みを100とした場合のAl層の好適厚み)やCu層を用いた場合の積層金属箔の好適厚みは、Ni層を用いた場合と同様である。   When the base material layer is a Cu layer instead of the Ni layer, the Cu layer may be a layer made of Cu (and inevitable impurities), an alloy component such as Zr, Cr, Zn, Ni, Si, P, etc. In a total amount of 1% by mass or less, with the remainder being a layer composed of Cu and a Cu alloy as an unavoidable impurity. The preferred thickness of the Cu layer (the preferred thickness of the Al layer when the thickness of the Cu layer is 100) and the preferred thickness of the laminated metal foil when the Cu layer is used are the same as when the Ni layer is used.

負極前駆体(基材層とAl層とが接合された積層金属箔で構成された負極前駆体と、前記積層金属箔以外で構成された負極前駆体とを含む)に使用するLi箔としては、Ll(および不可避不純物)からなる箔や、合金成分としてFe、Ni、Co、Mn、Cr、V、Ti、Zr、Nb、Moなどを合計で40質量%以下の量で含み、残部がLiおよび不可避不純物であるLi合金からなる箔などが挙げられる。   As a Li foil used for a negative electrode precursor (including a negative electrode precursor composed of a laminated metal foil in which a base material layer and an Al layer are joined, and a negative electrode precursor composed of other than the laminated metal foil) And Ll (and unavoidable impurities), and alloy components including Fe, Ni, Co, Mn, Cr, V, Ti, Zr, Nb, Mo, etc. in a total amount of 40% by mass or less, with the balance being Li In addition, a foil made of a Li alloy, which is an inevitable impurity, may be used.

また、積層金属箔の表面にLi箔が貼り合わされて形成された前記の積層体を負極前駆体として用いて負極のAl活性層を形成する方法以外に、前記積層金属箔をそのまま負極前駆体として使用して電池を組み立て、組み立て後の電池を充電する前記第2の方法によっても、負極を構成するAl活性層を形成することができる。   In addition to the method of forming the Al active layer of the negative electrode by using the laminate formed by bonding the Li foil on the surface of the multilayer metal foil as the negative electrode precursor, the laminated metal foil is used as the negative electrode precursor as it is. The Al active layer constituting the negative electrode can also be formed by the second method of using and assembling the battery and charging the assembled battery.

すなわち、前記積層金属箔のAl金属層の少なくとも表面側のAlを、電池の充電によって非水電解質中のLiイオンと電気化学的に反応させることにより、少なくとも表面側にLi−Al合金が形成されたAl活性層とすることも可能である。   That is, by causing Al on at least the surface side of the Al metal layer of the laminated metal foil to react electrochemically with Li ions in the non-aqueous electrolyte by charging the battery, a Li-Al alloy is formed at least on the surface side. An Al active layer can also be used.

Li箔が貼り合わされていない前記積層金属箔を負極前駆体として用いる第2の方法によれば、電池の製造工程を簡略化することができる。ただし、負極前駆体を用いてAl活性層を形成することにより、Li−Al合金の不可逆容量を、負極前駆体のLi層のLiが相殺することになることから、高容量化のためには、第1の方法で負極を形成(負極のAl活性層を形成)することが好ましく、また、第1の方法に係る負極前駆体を用いて電池を組み立て、更に充電を行って負極を形成(負極のAl活性層を形成)してもよい。   According to the second method using the laminated metal foil to which the Li foil is not bonded as a negative electrode precursor, the manufacturing process of the battery can be simplified. However, by forming the Al active layer using the negative electrode precursor, the irreversible capacity of the Li—Al alloy is offset by the Li of the Li layer of the negative electrode precursor. Preferably, the negative electrode is formed by the first method (the Al active layer of the negative electrode is formed), and the battery is assembled using the negative electrode precursor according to the first method, and the battery is further charged to form the negative electrode (Al active layer of negative electrode may be formed).

基材層とAl層との接合体(前記積層金属箔など)を負極前駆体として使用する非水電解質電池においては、負極活物質として作用する物質の結晶構造を良好に保って負極の電位を安定化させて、より優れた貯蔵特性を確保する観点から、第1の方法および第2の方法のいずれの方法によって負極のAl活性層を形成する場合であっても、負極のAl活性層におけるLiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量が、48原子%以下である範囲において電池を使用することが好ましい。すなわち、電池の充電時に、Al活性層のLiの含有量が48原子%を超えない範囲で充電を終止することが好ましい。また、Li−Al合金形成時の反応斑抑制の観点においては、Liの含有量が、29原子%以下である範囲において充電を終止することがより好ましく、20原子%以下である範囲において充電を終止することが特に好ましい。   In a non-aqueous electrolyte battery using a bonded body of the base material layer and the Al layer (such as the above-mentioned laminated metal foil) as a negative electrode precursor, the crystal structure of the substance acting as a negative electrode active material is well maintained to make the potential of the negative electrode In the case of forming the Al active layer of the negative electrode by any of the first method and the second method, from the viewpoint of stabilizing and securing more excellent storage characteristics, in the Al active layer of the negative electrode It is preferable to use the battery in a range in which the content of Li is 48 atomic% or less when the total of Li and Al is 100 atomic%. That is, at the time of charging the battery, it is preferable to stop the charging in a range where the Li content of the Al active layer does not exceed 48 atomic%. Moreover, from the viewpoint of reaction spot suppression at the time of Li-Al alloy formation, it is more preferable to stop the charging in a range where the Li content is 29 atomic% or less, and the charging is performed in a range of 20 atomic% or less. It is particularly preferred to stop.

前記積層金属箔のAl層は、全体がLiと合金化して活物質として作用してもよいが、Al層のうちの基材層側をLiと合金化させず、Al活性層を、表面側のLi−Al合金層と基材側に残存するAl層との積層構造とすることがより好ましい。   The Al layer of the laminated metal foil may be entirely alloyed with Li and act as an active material, but the Al layer is not alloyed with Li on the base layer side of the Al layer, and the Al active layer is placed on the surface side. It is more preferable to set it as the laminated structure of the Li-Al alloy layer and the Al layer which remain | survives on the base-material side.

すなわち、前記の状態で充電を終止することにより、前記Al層のセパレータ側(正極側)を、Liと反応させてLi−Al合金(α相とβ相との混合相またはβ相)とし、一方、前記基材層との接合部付近のAl層は、実質的にLiと反応させずに元のAl層のまま残存するか、あるいは、セパレータ側よりもLiの含有量が低くなると推測され、元のAl層と基材層との優れた密着性を維持することができ、セパレータ側に形成されたLi−Al合金を基材層上に保持しやすくなると考えられる。特に、前記Al層のセパレータ側に形成されるLi−Al合金に、α相が混在した状態で充電を終止することがより好ましい。   That is, by terminating charging in the above state, the separator side (positive electrode side) of the Al layer is reacted with Li to form a Li-Al alloy (a mixed phase of α phase and β phase or β phase), On the other hand, it is presumed that the Al layer in the vicinity of the junction with the base material layer remains as the original Al layer without being substantially reacted with Li, or the Li content becomes lower than on the separator side. It is considered that excellent adhesion between the original Al layer and the base material layer can be maintained, and the Li—Al alloy formed on the separator side can be easily held on the base material layer. In particular, it is more preferable to stop the charging in a state where the α phase is mixed in the Li—Al alloy formed on the separator side of the Al layer.

なお、上記の「実質的にLiと反応させない」とは、Liを数原子at%以下の範囲で固溶した状態も含め、Alがα相の状態のままで維持されることを指すものとする。   Note that the above “not substantially reacted with Li” means that Al is maintained in the state of the α phase, including the state in which Li is dissolved in a range of several atoms at% or less. Do.

また、非水電解質電池においては、LiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量が、7原子%以上となる範囲まで電池を充電することが好ましい。この範囲であれば、Li−Al合金形成時の反応斑の問題が生じ難い。   Further, in the non-aqueous electrolyte battery, it is preferable to charge the battery to a range in which the content of Li is 7 atomic% or more when the total of Li and Al is 100 atomic%. If it is this range, the problem of reaction spots at the time of Li-Al alloy formation hardly occurs.

負極におけるLiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)元素分析によって求めることができる。前記Liの含有量を求める負極を有する電池をArボックス中で分解して負極を取り出し、その正極と対向していた部分を略10mm四方に切り取って酸に溶解させ、これをICPによって元素分析することでAlとLiとの比を求め、その値から前記Liの含有量を算出する。   The Li content when the total of Li and Al in the negative electrode is 100 atomic% can be determined by, for example, inductively coupled plasma (ICP) elemental analysis. A battery having a negative electrode for determining the Li content is disassembled in an Ar box, and the negative electrode is taken out. The portion facing the positive electrode is cut into approximately 10 mm square and dissolved in acid, and this is subjected to elemental analysis by ICP. Thus, the ratio of Al to Li is determined, and the content of Li is calculated from the value.

前記のような電池の使用状況を実現しやすくするために、非水電解質電池において、第1の方法により負極を形成する場合に使用する負極前駆体では、電池組み立て時における、Al層の厚みを100としたときの前記Al層に貼り合せるLi層の厚みを、20以上とすることが望ましく、30以上とすることがより望ましく、一方、80以下とすることが望ましく、70以下とすることがより望ましい。   In order to facilitate realization of the use condition of the battery as described above, in the case of forming a negative electrode by the first method in a non-aqueous electrolyte battery, the thickness of the Al layer at the time of battery assembly is selected in the negative electrode precursor used. The thickness of the Li layer bonded to the Al layer is preferably 20 or more, more preferably 30 or more, and preferably 80 or less, preferably 70 or less. More desirable.

具体的なLi箔の厚みは、前記積層体の片面あたり20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、また、80μm以下であることが好ましく、70μm以下であることがより好ましい。   The specific thickness of the Li foil is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and preferably 80 μm or less, more preferably 70 μm or less, per one side of the laminate. .

(Liと合金化可能な元素または前記元素を含む化合物を負極活物質とする負極)
負極活物質として使用可能なLiと合金化可能な元素としては、ケイ素(Si)、スズ(Sn)などが挙げられる。また、負極活物質として使用可能なLiと合金化可能な元素を含む化合物としては、Si、Snなどの酸化物などが挙げられる。
(Anode using an element that can be alloyed with Li or a compound containing the element as a cathode active material)
Examples of elements that can be alloyed with Li that can be used as the negative electrode active material include silicon (Si) and tin (Sn). Examples of the compound containing an element that can be alloyed with Li that can be used as the negative electrode active material include oxides such as Si and Sn.

Liと合金化可能な元素または前記元素を含む化合物を負極活物質とする場合、負極活物質を含有する負極合剤層を集電体の片面または両面に形成した構造の負極を用いることができる。   When an element capable of alloying with Li or a compound containing the element is used as a negative electrode active material, a negative electrode having a structure in which a negative electrode mixture layer containing the negative electrode active material is formed on one side or both sides of a current collector can be used. .

負極合剤層を有する負極は、負極活物質およびバインダ、更には必要に応じて使用される導電助剤を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)や水などの溶剤に分散させたペースト状やスラリー状の負極合剤含有組成物を調製し(ただし、バインダは溶剤に溶解していてもよい)、これを集電体の片面または両面に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。   The negative electrode having the negative electrode mixture layer is a paste obtained by dispersing a negative electrode active material and a binder, and further, a conductive auxiliary used as needed, in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or water Or a slurry-like negative electrode mixture-containing composition (however, the binder may be dissolved in a solvent), which is applied to one side or both sides of the current collector and dried, and then calendered as necessary. It can manufacture through the process of performing press processing, such as a process.

負極合剤層を形成する場合のバインダとしては、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)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)などが挙げられる。また、負極合剤層に導電助剤を含有させる場合、その導電助剤としては、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などの黒鉛(黒鉛質炭素材料);アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカ−ボンブラック;炭素繊維;などの炭素材料などが挙げられる。   Examples of the binder for forming the negative electrode mixture layer include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), and carboxymethyl cellulose (CMC). In addition, when the conductive additive is included in the negative electrode mixture layer, as the conductive aid, natural graphite (such as flaky graphite), graphite such as artificial graphite (graphitic carbon material); acetylene black, ketjen black, Examples thereof include carbon blacks such as carbon blacks such as carbon blacks such as channel blacks, furnace blacks, lamp blacks, and thermal blacks.

なお、Liと合金化可能な元素または前記元素を含む化合物を負極活物質とする負極においては、前記負極活物質にあらかじめLiイオンをドープしておき、これを負極の製造に用いてもよく、また、前記負極活物質を用いて製造した負極中の前記負極活物質にLiイオンをドープし、この状態の負極を電池の製造に用いてもよい。   In the negative electrode using an element capable of alloying with Li or a compound containing the element as a negative electrode active material, the negative electrode active material may be doped in advance with Li ions, and this may be used for manufacturing the negative electrode. Alternatively, the negative electrode active material in a negative electrode manufactured using the negative electrode active material may be doped with Li ions, and the negative electrode in this state may be used for manufacturing a battery.

負極合剤層の組成としては、例えば、負極活物質を80〜99.8質量%とし、バインダを0.1〜10質量%とすることが好ましい。更に、負極合剤層に導電助剤を含有させる場合には、負極合剤層における導電助剤の量を0.1〜10質量%とすることが好ましい。また、負極合剤層の厚み(集電体の片面あたりの厚み)は、10〜100μmであることが好ましい。   As a composition of a negative mix layer, it is preferable that a negative electrode active material shall be 80-99.8 mass%, for example, and a binder shall be 0.1-10 mass%. Furthermore, when the negative electrode mixture layer contains a conductive auxiliary, the amount of the conductive auxiliary in the negative electrode mixture layer is preferably 0.1 to 10% by mass. Moreover, it is preferable that the thickness (thickness per single side | surface of a collector) of a negative mix layer is 10-100 micrometers.

Liと合金化可能な元素または前記元素を含む化合物を負極活物質とする負極における集電体には、Liを負極活物質とする負極に使用可能な集電体として先に例示したものと同じものを用いることができる。   The current collector in the negative electrode using the element capable of alloying with Li or a compound containing the element as the negative electrode active material is the same as the current collector that can be used in the negative electrode using Li as the negative electrode active material. Things can be used.

負極には、常法に従って、電池内の他の部材と電気的に接続するためのリード体を取り付けることができる。なお、負極を形成する第1の方法および第2の方法で用いる負極前駆体として前記積層体を使用する場合、負極リード体は、そのNi層に設けることができる。   A lead body for electrically connecting to other members in the battery can be attached to the negative electrode according to a conventional method. In addition, when using the said laminated body as a negative electrode precursor used by the 1st method of forming a negative electrode, and a 2nd method, a negative electrode lead body can be provided in the Ni layer.

<正極>
本発明の非水電解質電池に係る正極には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを含有する正極合剤層を、集電体の片面または両面に有する構造のものが使用できる。正極活物質には、リチウム含有複合酸化物(Liイオンを吸蔵および放出可能なリチウム含有複合酸化物)や、リチウム含有複合酸化物以外の正極活物質を使用することができる。ただし、第2の方法で負極を形成する場合には、正極活物質にはリチウム含有複合酸化物などのリチウムを放出可能な化合物を使用する。
<Positive electrode>
For the positive electrode according to the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, for example, one having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder and the like on one side or both sides of the current collector can be used. As the positive electrode active material, lithium-containing composite oxides (lithium-containing composite oxides capable of inserting and extracting Li ions) and positive electrode active materials other than lithium-containing composite oxides can be used. However, when the negative electrode is formed by the second method, a compound capable of releasing lithium such as a lithium-containing composite oxide is used as the positive electrode active material.

正極活物質として使用されるリチウム含有複合酸化物としては、Li1+x(−0.1<x<0.1、M:Co、Ni、Mn、Al、Mgなど)で表される層状構造のリチウム含有複合酸化物、LiMnやその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、LiMPO(M:Co、Ni、Mn、Feなど)で表されるオリビン型化合物などが挙げられる。前記層状構造のリチウム含有複合酸化物としては、LiCoOなどのコバルト酸リチウムやLiNi1−aCoa−bAl(0.1≦a≦0.3、0.01≦b≦0.2)などの他、少なくともCo、NiおよびMnを含む酸化物(LiMn1/3Ni1/3Co1/3、LiMn5/12Ni5/12Co1/6、LiNi3/5Mn1/5Co1/5など)などを例示することができる。 The lithium-containing composite oxide used as the positive electrode active material is represented by Li 1 + x M 1 O 2 (−0.1 <x <0.1, M 1 : Co, Ni, Mn, Al, Mg, etc.) Layer structure lithium-containing composite oxide, LiMn 2 O 4 or a lithium manganese oxide of spinel structure in which a part of the elements is substituted by another element, LiM 2 PO 4 (M 2 : Co, Ni, Mn, Fe, etc. And olivine type compounds represented by As the lithium-containing composite oxide having a layered structure, lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 or LiNi 1-a Co a-b Al b O 2 (0.1 ≦ a ≦ 0.3, 0.01 ≦ b ≦ 0 And oxides containing at least Co, Ni and Mn (LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2 , LiNi 3 / 5 Mn 1/5 Co 1/5 O 2 etc. etc. can be illustrated.

また、リチウム含有複合酸化物以外の正極活物質としては、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物などの金属酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属硫化物を例示することができる。   Further, examples of the positive electrode active material other than the lithium-containing composite oxide include metal oxides such as manganese dioxide, vanadium pentoxide, and chromium oxide, and metal sulfides such as titanium disulfide and molybdenum disulfide. .

正極活物質には、前記例示の化合物のうちの1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよいが、高容量で貯蔵安定性に優れていることから、リチウム含有複合酸化物を使用することが好ましく、特に好ましくは下記一般組成式(1)、
Li1+xNi1−y−z (1)
〔前記一般組成式(1)中、MはCo、Mn、Al、Mg、Zr、Mo、Ti、Ba、WおよびErのうちの少なくとも1種の元素を含み、MはLi、NiおよびM以外の元素であり、−0.1≦x≦0.1、0≦y≦0.5、0≦z≦0.05である。〕で表せられるNiを含有するリチウム含有複合酸化物である。
As the positive electrode active material, only one of the compounds exemplified above may be used, or two or more may be used in combination. However, since it is high in capacity and excellent in storage stability, lithium-containing composites It is preferable to use an oxide, particularly preferably the following general composition formula (1),
Li 1 + x Ni 1-y -z M 1 y M 2 z O 2 (1)
[In the general composition formula (1), M 1 contains at least one element of Co, Mn, Al, Mg, Zr, Mo, Ti, Ba, W and Er, and M 2 is Li, Ni and an element other than M 1, is -0.1 ≦ x ≦ 0.1,0 ≦ y ≦ 0.5,0 ≦ z ≦ 0.05. ] It is a lithium containing complex oxide containing Ni represented.

正極合剤層に係る導電助剤には、例えば、アセチレンブラック;ケッチェンブラック;チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類;炭素繊維;などの炭素材料の他、金属繊維などの導電性繊維類;フッ化カーボン;銅、ニッケルなどの金属粉末類;ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料;などを用いることができる。   Examples of conductive assistants relating to the positive electrode mixture layer include carbon blacks such as acetylene black; ketjen black; channel black, furnace black, lamp black, thermal black and the like; carbon fibers; Conductive fibers such as carbon fluoride, metal powders such as copper and nickel, organic conductive materials such as polyphenylene derivatives, and the like can be used.

正極合剤層に係るバインダとしては、例えば、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)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルピロリドン(PVP)などが挙げられる。   Examples of the binder related to the positive electrode mixture layer include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), and polyvinylpyrrolidone (PVP).

正極は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを含有する正極合剤を、溶剤(NMPなどの有機溶剤や水)に分散させて正極合剤含有組成物(ペースト、スラリーなど)を調製し、この正極合剤含有組成物を集電体の片面または両面などに塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理を施す工程を経て製造することができる。   For the positive electrode, for example, a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive additive and a binder is dispersed in a solvent (an organic solvent such as NMP or water) to form a positive electrode mixture-containing composition (paste, slurry, etc.). The composition can be prepared, applied to one side or both sides of the current collector, and dried, and then subjected to a pressing process as required.

また、前記正極合剤を用いて成形体を形成し、この成形体の片面の一部または全部を正極集電体と貼り合わせて正極としてもよい。正極合剤成形体と正極集電体との貼り合わせは、プレス処理などにより行うことができる。   Alternatively, a formed body may be formed using the positive electrode mixture, and part or all of one side of the formed body may be bonded to a positive electrode current collector to form a positive electrode. Bonding of the positive electrode mixture molded body and the positive electrode current collector can be performed by press treatment or the like.

正極の集電体としては、AlやAl合金などの金属の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、Al箔が好適に用いられる。正極集電体の厚みは、10〜30μmであることが好ましい。   As the current collector of the positive electrode, a metal foil such as Al or Al alloy, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, but usually an Al foil is preferably used. The thickness of the positive electrode current collector is preferably 10 to 30 μm.

正極合剤層の組成としては、例えば、正極活物質を80.0〜99.8質量%とし、導電助剤を0.1〜10質量%とし、バインダを0.1〜10質量%とすることが好ましい。また、正極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり、30〜300μmであることが好ましい。   The composition of the positive electrode mixture layer is, for example, 80.0 to 99.8% by mass of the positive electrode active material, 0.1 to 10% by mass of the conductive additive, and 0.1 to 10% by mass of the binder. Is preferred. The thickness of the positive electrode mixture layer is preferably 30 to 300 μm per side of the current collector.

正極の集電体には、常法に従って正極リード体を設けることができる。   The positive electrode lead body can be provided on the current collector of the positive electrode according to a conventional method.

前記負極と組み合わせる正極の容量比は、充電終了時の負極におけるLiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量が7〜48原子%となるように設定すればよく、更に、放電終了時に、負極にLi−Al合金のβ相が残存するように正極の容量比を設定することが望ましい。   The capacity ratio of the positive electrode to be combined with the negative electrode may be set so that the content of Li is 7 to 48 atomic% when the total of Li and Al in the negative electrode at the end of charging is 100 atomic%, and further It is desirable to set the capacity ratio of the positive electrode so that the β phase of the Li—Al alloy remains in the negative electrode at the end of discharge.

<セパレータ>
セパレータには、熱可塑性樹脂を主体とする多孔質膜(I)と、耐熱温度が150℃以上の針状フィラーを主体として含む多孔質層(II)とを有する積層型セパレータを使用する。
<Separator>
The separator used is a laminated separator having a porous film (I) mainly composed of a thermoplastic resin and a porous layer (II) mainly composed of a needle-like filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher.

本明細書において、「耐熱温度が150℃以上」とは、少なくとも150℃において軟化などの変形が見られないことを意味している。   In the present specification, “heat-resistant temperature is 150 ° C. or more” means that no deformation such as softening occurs at least at 150 ° C.

また、前記積層型セパレータは、シャットダウン特性を兼ね備えていてもよい。   Further, the laminated separator may have a shutdown characteristic.

前記積層型セパレータにシャットダウン特性を兼ね備える場合、例えば係る多孔質膜(I)に、主にシャットダウン機能を確保させればよい。電池が多孔質膜(I)の主体となる成分である熱可塑性樹脂の融点以上に達したときには、多孔質膜(I)に係る熱可塑性樹脂が溶融してセパレータの空孔を塞ぎ、電気化学反応の進行を抑制するシャットダウンを生じる。   In the case where the laminated separator has a shutdown characteristic, for example, the porous film (I) may mainly ensure the shutdown function. When the battery reaches or exceeds the melting point of the thermoplastic resin, which is the main component of the porous membrane (I), the thermoplastic resin related to the porous membrane (I) melts and plugs the pores of the separator, and electrochemical A shutdown that suppresses the progress of the reaction occurs.

前記積層型セパレータにシャットダウン特性を兼ね備える場合、多孔質膜(I)の主体となる熱可塑性樹脂としては、融点が140℃以下の樹脂が好ましく、具体的には、例えばポリエチレンが挙げられる。また、多孔質膜(I)の形態としては、電池用のセパレータとして通常用いられている微多孔膜や、不織布などの基材にポリエチレンの粒子を含む分散液を塗布し、乾燥するなどして得られるものなどのシート状物が挙げられる。ここで、多孔質膜(I)の構成成分の全体積中〔空孔部分を除く全体積。セパレータに係る多孔質膜(I)および多孔質層(II)の構成成分の体積含有率に関して、以下同じ。〕において、主体となる融点が140℃以下の樹脂の体積含有率は、50体積%以上であり、70体積%以上であることがより好ましい。なお、例えば多孔質膜(I)を前記ポリエチレンの微多孔膜で形成する場合は、融点が140℃以下の樹脂の体積含有率が100体積%となる。   When the laminated separator also has shutdown characteristics, the thermoplastic resin that is the main component of the porous membrane (I) is preferably a resin having a melting point of 140 ° C. or lower, and specifically includes polyethylene. Further, as the form of the porous membrane (I), a dispersion containing particles of polyethylene is applied to a microporous membrane usually used as a separator for batteries, a base material such as a non-woven fabric, and the like, and then dried. Examples thereof include sheet-like materials such as those obtained. Here, among the total volume of the constituent components of the porous membrane (I) [the total volume excluding the pores. The same applies to the volume content of the constituent components of the porous membrane (I) and the porous layer (II) according to the separator. In the above, the volume content of the resin having a melting point of 140 ° C. or less as the main component is 50% by volume or more, and more preferably 70% by volume or more. In addition, when forming porous membrane (I) with the microporous film of the said polyethylene, for example, the volume content rate of resin whose melting | fusing point is 140 degrees C or less will be 100 volume%.

セパレータに係る多孔質膜(I)の主体となる熱可塑性樹脂としては、前述した融点が140℃以下の樹脂のほか、ポリプロピレン、ポリエステル(全芳香族ポリエステルに代表される芳香族ポリエステル、ポリブチレンテレフタレートなど)、ポリアセタール、ポリアミド〔全芳香族ポリアミド(アラミド)に代表される芳香族ポリアミド、ナイロンなど〕、ポリエーテル(全芳香族ポリエーテルに代表される芳香族ポリエーテルなど)、ポリケトン(全芳香族ポリケトンに代表される芳香族ポリケトンなど)、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリ(パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール)、ポリ(パラ−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルアルコールなどがあげられる。多孔質膜(I)の形状としては、これら熱可塑性樹脂から構成される微多孔膜が好適である。   Examples of the thermoplastic resin that is the main component of the porous membrane (I) for the separator include polypropylene, polyester (aromatic polyester represented by wholly aromatic polyester, polybutylene terephthalate, in addition to the resin having a melting point of 140 ° C. or lower. Etc.), polyacetal, polyamide [aromatic polyamide represented by wholly aromatic polyamide (aramid), nylon, etc.], polyether (such as aromatic polyether represented by wholly aromatic polyether), polyketone (fully aromatic) Aromatic polyketones represented by polyketones), polyimides, polyamideimides, polyphenylene sulfides, polybenzimidazoles, polyetheretherketones, polyethersulfones, poly (para-phenylenebenzobisthiazoles), poly (para-phenylene-2, 6 -Benzobisoxazole), polyurethane, cellulose, polyvinyl alcohol and the like. As the shape of the porous membrane (I), a microporous membrane composed of these thermoplastic resins is suitable.

セパレータに係る多孔質層(II)の主体となるフィラーは、耐熱温度が150℃以上で
あり、かつ針状のもの(針状フィラー)である。
The filler, which is the main component of the porous layer (II) related to the separator, has a heat-resistant temperature of 150 ° C. or higher and is needle-shaped (needle-shaped filler).

通常、低温環境下において電解質の粘度が上昇した場合には、Liイオンが移動しにくくなる。平板面を有する板状フィラーを用いると、多孔質層(II)の平面方向(厚さ方向と直交する方向)にフィラーの平板面が配向しやすく、多孔質層(II)の空孔の経路長が長くなりやすいが、フィラーが針状であると、前記多孔質層(II)の空孔の経路長が短くなるので、負極から正極へのLiイオンの移動が容易となり、特に後述する低温放電特性が改善されることを見出した。 Usually, when the viscosity of the electrolyte increases in a low temperature environment, Li ions are difficult to move. When a plate-like filler having a flat surface is used, the flat surface of the filler is easily oriented in the planar direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the porous layer (II), and the path of the pores of the porous layer (II) The length tends to be long, but if the filler is needle-shaped, the path length of the pores of the porous layer (II) is shortened, so that the movement of Li ions from the negative electrode to the positive electrode is facilitated. It has been found that the discharge characteristics are improved.

なお、針状フィラーは、平板面を有しておらず、アスペクト比が、3よりも大きいことが好ましく、10以上であることがより好ましい。このようなアスペクト比の針状フィラーであれば、セパレータにおける多孔質層(I)を構成する微多孔膜のMD方向に相当する方向の熱収縮と、多孔質層(II)中のリチウムイオンの透過速度低下とを、より良好に抑制できる。また、針状フィラーのアスペクト比は、300以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましい。   The needle-like filler does not have a flat surface, and the aspect ratio is preferably larger than 3 and more preferably 10 or more. With such an aspect ratio needle filler, thermal shrinkage in the direction corresponding to the MD direction of the microporous film constituting the porous layer (I) in the separator, and lithium ion in the porous layer (II) It is possible to better suppress the decrease in the transmission speed. In addition, the aspect ratio of the acicular filler is preferably 300 or less, and more preferably 100 or less.

また、詳細は不明であるが、針状フィラーを用いることで、板状フィラーを用いたときよりも、フィラーがランダムな配向をすることで、多孔質層(II)の機械的強度が高まり、電池の耐衝撃性を高めことができるものと考える。 In addition, the details are unknown, but by using the needle filler, the mechanical strength of the porous layer (II) is increased by the filler being randomly oriented than when using the plate filler, It is considered that the impact resistance of the battery can be improved.

なお、本明細書でいう針状フィラーのアスペクト比は、フィラー中の最長部分の長さ(長軸長さ)と、フィラー中の最長部分に直交する方向のうち最長部分の長さ(短軸長さ)との比(長軸長さ/短軸長さ)を意味しており、具体的には、針状フィラーを媒体(純水などの、針状フィラーを溶解させないもの)に分散した分散液を乾燥して媒体を除去した後、10000倍の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、フィラー30個について、その長軸長さと短軸長さとを測定して、長軸長さの平均値および短軸長さの平均値を求め、これらの平均値の比によって求められる値である。   In addition, the aspect ratio of the acicular filler referred to in the present specification is the length of the longest portion in the filler (long axis length) and the length of the longest portion in the direction orthogonal to the longest portion in the filler (short axis). (Long axis length / short axis length), specifically, the acicular filler is dispersed in a medium (pure water or the like that does not dissolve the acicular filler). After the dispersion was dried and the medium was removed, a 10000x transmission electron micrograph was taken, the major axis length and minor axis length of 30 fillers were measured, and the average value of the major axis lengths. The average value of the short axis length is obtained, and the value is obtained by the ratio of these average values.

多孔質層(II)に使用可能な針状フィラーとしては、例えば、針状ベーマイト、針状アルミナ、針状酸化チタン、針状酸化鉄、針状シリカ、針状酸化マグネシウム、針状酸化亜鉛、針状水酸化マグネシウム、針状水酸化セピオライトウォラストナイト、針状チタン酸カリウム、針状ゾノトライト、針状ドーソナイト、塩基性硫酸マグネシウム繊維、その他のウィスカー類などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、高温下や電池の有する電解液の存在下において、化学的・物理的変化が少なく、溶解イオン濃度が低いものが好ましく、アルミナ、ベーマイト、シリカが特に好ましい。   Examples of acicular fillers that can be used for the porous layer (II) include acicular boehmite, acicular alumina, acicular titanium oxide, acicular iron oxide, acicular silica, acicular magnesium oxide, acicular zinc oxide, Needle-like magnesium hydroxide, needle-like sepiolite wollastonite, needle-like potassium titanate, needle-like Zonotolite, needle-like dawsonite, basic magnesium sulfate fiber, other whiskers, etc. are mentioned, and one of these is used. May be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among these, those having less chemical and physical change and low dissolved ion concentration at high temperature or in the presence of an electrolytic solution of a battery are preferable, and alumina, boehmite and silica are particularly preferable.

なお、多孔質層(II)には、耐熱温度が150℃以上で、針状以外の形状(球状、楕円体状、板状など)のフィラーを、針状フィラーとともに含有させることもできる。針状以外の形状のフィラーとしては、例えば、下記の無機粒子や有機粒子が挙げられる。   In addition, the porous layer (II) can contain a filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher and a shape other than the needle shape (spherical shape, ellipsoid shape, plate shape, etc.) together with the needle shape filler. Examples of the filler having a shape other than the needle shape include the following inorganic particles and organic particles.

無機粒子の構成材料の具体例としては、例えば、酸化鉄、Al(アルミナ)、SiO(シリカ)、TiO、BaTiO、ZrOなどの無機酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機窒化物;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウムなどの難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶;モンモリロナイトなどの粘土;などが挙げられる。ここで、前記無機酸化物は、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、マイカなどの鉱物資源由来物質またはこれらの人造物などであってもよい。また、金属、SnO、スズ−インジウム酸化物(ITO)などの導電性酸化物、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素質材料などで例示される導電性材料の表面を、電気絶縁性を有する材料(例えば、前記の無機酸化物など)で被覆することにより電気絶縁性を持たせた粒子であってもよい。 Specific examples of the constituent material of the inorganic particles include, for example, iron oxide, Al 2 O 3 (alumina), SiO 2 (silica), TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 and other inorganic oxides; aluminum nitride, silicon nitride, etc. Inorganic nitrides of the above; poorly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride and barium sulfate; covalent bonds such as silicon and diamond; clays such as montmorillonite; Here, the inorganic oxide may be a mineral resource-derived substance such as boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, mica or the like or a artificial product thereof. The metal, SnO 2, tin - conductive oxide such as indium oxide (ITO), carbon black, the surface of the conductive material is exemplified by such a carbonaceous material such as graphite, a material having an electrical insulating property ( For example, the particle | grains which gave the electrical insulation property by coat | covering with the said inorganic oxide etc. may be sufficient.

また、有機粒子(有機粉末)としては、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、架橋ポリジビニルベンゼン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体架橋物、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物などの各種架橋高分子粒子や、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミドなどの耐熱性高分子粒子などが例示できる。また、これの有機粒子を構成する有機樹脂(高分子)は、前記例示の材料の混合物、変性体、誘導体、共重合体(ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体)、架橋体(前記の耐熱性高分子の場合)であってもよい。   Moreover, as organic particles (organic powder), cross-linked poly (methyl methacrylate), cross-linked polystyrene, cross-linked poly (divinyl benzene), cross-linked styrene-divinyl benzene copolymer, polyimide, melamine resin, phenol resin, benzoguanamine-formaldehyde condensate, etc. Various cross-linked polymer particles, heat-resistant polymer particles such as polysulfone, polyacrylonitrile, aramid, polyacetal, thermoplastic polyimide and the like can be exemplified. Further, the organic resin (polymer) constituting the organic particles of the polymer is a mixture, modified body, derivative, copolymer (random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer) of the above-exemplified materials. Polymer) or a crosslinked product (in the case of the above-mentioned heat-resistant polymer).

針状フィラーおよび針状以外の形状のフィラーの平均粒子径D50%は、例えば、0.01μm以上であることが好ましく、0.3μm以上であることがより好ましく、また、10μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましい。なお、本明細書でいう針状フィラーのなどの粒子の平均粒子径は、レーザー散乱式の粒度分布計(例えば、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置「HRA9320」)を使用し、フィラーを溶解しない媒体(純水などの、フィラーを溶解させないもの)に分散させて測定した体積基準の積算分率50%における粒子直径の値であるD50%を意味している。   The average particle diameter D50% of the needle-like filler and the non-needle-like filler is, for example, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, and 10 μm or less Preferably, it is 3 μm or less. In addition, the average particle diameter of the particles such as the acicular filler referred to in this specification is determined by using a laser scattering type particle size distribution meter (for example, Microtrack particle size distribution measuring device “HRA9320” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) It means D50%, which is the value of the particle diameter at a volume-based cumulative fraction of 50% measured by dispersing in a medium that does not dissolve (such as pure water that does not dissolve the filler).

多孔質層(II)における耐熱温度が150℃以上の針状フィラーの量は、多孔質層(II)の構成成分の全体積中、50体積%以上であり、70体積%以上であることが好ましく、80体積%以上であることがより好ましく、90体積%以上であることが更に好ましい。多孔質層(II)中の針状フィラーを前記のように高含有量とすることで、セパレータ全体の耐熱収縮性をより良好に高めることができ、リチウム二次電池が高温となった際の正極と負極との直接の接触による短絡の発生をより良好に抑制することができる。   The amount of the acicular filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher in the porous layer (II) is 50% by volume or more and 70% by volume or more in the total volume of the constituent components of the porous layer (II). Preferably, it is 80 volume% or more, more preferably 90 volume% or more. By making the acicular filler in the porous layer (II) high as described above, the heat shrinkage resistance of the entire separator can be improved better, and the lithium secondary battery becomes hot. Generation | occurrence | production of the short circuit by the direct contact of a positive electrode and a negative electrode can be suppressed more favorably.

また、多孔質層(II)には、前記フィラー同士を結着したり多孔質層(II)と多孔質膜(I)とを結着したりするために有機バインダを含有させることが好ましく、このような観点から、多孔質層(II)におけるフィラー(B)量の好適上限値は、例えば、多孔質層(II)の構成成分の全体積中、99体積%である。なお、多孔質層(II)におけるフィラー(B)の量を70体積%未満とすると、例えば、多孔質層(II)中の有機バインダ量を多くする必要が生じるが、その場合には多孔質層(II)の空孔が有機バインダによって埋められてしまい、例えばセパレータとしての機能を喪失する虞がある。   In addition, it is preferable that the porous layer (II) contains an organic binder in order to bind the above-mentioned fillers or to bind the porous layer (II) and the porous film (I), From such a viewpoint, the preferable upper limit of the amount of the filler (B) in the porous layer (II) is, for example, 99% by volume in the total volume of the components of the porous layer (II). When the amount of the filler (B) in the porous layer (II) is less than 70% by volume, for example, the amount of the organic binder in the porous layer (II) needs to be increased, but in that case the porous The pores of the layer (II) may be filled with the organic binder and, for example, the function as a separator may be lost.

多孔質層(II)に用いる有機バインダとしては、前記フィラー同士や多孔質層(II)と多孔質膜(I)とを良好に接着でき、電気化学的に安定で、かつ電気化学素子用の非水電解液に対して安定であれば特に制限はない。具体的には、フッ素樹脂(PVDFなど)、フッ素系ゴム、SBR、CMC、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリN−ビニルアセトアミド、架橋アクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの有機バインダは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用しても構わない。   As an organic binder used for the porous layer (II), the fillers and the porous layer (II) and the porous membrane (I) can be bonded well, are electrochemically stable, and are used for an electrochemical element. There is no particular limitation as long as it is stable with respect to the non-aqueous electrolyte. Specifically, fluororesin (such as PVDF), fluororubber, SBR, CMC, hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), poly N-vinylacetamide, Cross-linked acrylic resin, polyurethane, epoxy resin and the like can be mentioned. These organic binders may be used alone or in combination of two or more.

前記積層型セパレータは、例えば、多孔質膜(I)に、前記フィラーや有機バインダなどと溶剤(水やケトン類などの有機溶剤など)とを含有する多孔質層(II)形成用組成物(スラリー、ペーストなど)を塗布した後、所定の温度で乾燥して多孔質層(II)を形成することによって製造することができる。   The laminate type separator is, for example, a composition for forming a porous layer (II), which contains the filler, the organic binder and the like and a solvent (the organic solvent such as water and ketones) in the porous membrane (I) After applying a slurry, a paste, etc., it can be manufactured by drying at a predetermined temperature to form a porous layer (II).

前記積層型セパレータは、多孔質膜(I)と多孔質層(II)とを、それぞれ1層ずつ有していてもよく、複数有していてもよい。具体的には、多孔質膜(I)の片面にのみ多孔質層(II)を配置して前記積層型セパレータとする他、例えば、多孔質膜(I)の両面に多孔質層(II)を配置して前記積層型セパレータとしてもよい。ただし、前記積層型セパレータの有する層数が多くなりすぎると、セパレータの厚みを増やして電池の内部抵抗の増加やエネルギー密度の低下を招く虞があるので好ましくなく、前記積層型セパレータ中の層数は5層以下であることが好ましい。   The multilayer separator may have one or more porous membranes (I) and one or more porous layers (II). Specifically, the porous layer (II) is disposed only on one side of the porous membrane (I) to form the laminated separator, for example, porous layers (II) on both sides of the porous membrane (I) May be used as the laminated separator. However, if the number of layers of the multilayer separator is too large, it is not preferable because the thickness of the separator is increased, which may increase the internal resistance of the battery or decrease the energy density. Is preferably 5 layers or less.

セパレータ(前記積層型セパレータおよびそれ以外のセパレータ)の厚みは、正極と負極とをより確実に隔離する観点から、6μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。他方、セパレータが厚すぎると、電池のエネルギー密度が低下してしまうことがあるため、その厚みは、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。   The thickness of the separator (the laminated separator and other separators) is preferably 6 μm or more and more preferably 10 μm or more from the viewpoint of more reliably separating the positive electrode and the negative electrode. On the other hand, if the separator is too thick, the energy density of the battery may be reduced, so the thickness is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less.

また、多孔質膜(I)の厚み〔多孔質膜(I)が複数存在する場合には、その総厚み〕は、5〜30μmであることが好ましい。更に、多孔質層(II)の厚み〔多孔質層(II)が複数存在する場合には、その総厚み〕は、1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましく、4μm以上であることが更に好ましく、また、20μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、6μm以下であることが更に好ましい。   Further, the thickness of the porous membrane (I) [total thickness of the porous membrane (I) when there are a plurality of porous membranes (I)] is preferably 5 to 30 μm. Furthermore, the thickness of the porous layer (II) [total thickness of the plurality of porous layers (II)] is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and 4 μm or more Is more preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and still more preferably 6 μm or less.

セパレータの空孔率は、30〜70%であることが好ましい。更に、セパレータの平均孔径は、0.01μm以上であることが好ましく、0.05μm以上であることがより好ましく、また、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。   The porosity of the separator is preferably 30 to 70%. Furthermore, the average pore diameter of the separator is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, and preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less.

非水電解質には、下記の非水系溶媒中に、リチウム塩を溶解させることで調製した溶液が使用できる。   As the non-aqueous electrolyte, a solution prepared by dissolving a lithium salt in the following non-aqueous solvent can be used.

溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド(DMSO)、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロトン性有機溶媒を1種単独で、または2種以上を混合した混合溶媒として用いることができる。   Examples of the solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), γ-butyrolactone (γ-BL ), 1,2-dimethoxyethane (DME), tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide (DMSO), 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide (DMF), dioxolane, acetonitrile, nitromethane, Methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative A non-protonic organic solvent such as a conductor, diethyl ether, or 1,3-propanesultone can be used alone or as a mixed solvent of two or more.

非水電解質に係るリチウム塩としては、例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO3(n≧2)、LiN(RfOSO[ここでRfはフルオロアルキル基]などから選ばれる少なくとも1種が挙げられる。これらのリチウム塩の電解質中の濃度としては、0.6〜1.8mol/lとすることが好ましく、0.9〜1.6mol/lとすることがより好ましい。 The lithium salt according to the non-aqueous electrolyte, for example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3) 2, LiN At least one selected from (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group], etc. Can be mentioned. The concentration of these lithium salts in the electrolyte is preferably 0.6 to 1.8 mol / l, and more preferably 0.9 to 1.6 mol / l.

また、非水電解質には、添加剤としてニトリル化合物を含有させると好ましい。ニトリル化合物を添加した非水電解質を使用することで、正極活物質の表面にニトリル化合物が吸着して被膜を形成し、この被膜が非水電解質の酸化分解によるガス発生を抑制することから、特に高温環境下で貯蔵した際の電池の膨れを抑えることができる。   In addition, it is preferable that the non-aqueous electrolyte contains a nitrile compound as an additive. By using a non-aqueous electrolyte to which a nitrile compound is added, the nitrile compound is adsorbed on the surface of the positive electrode active material to form a film, and this film suppresses gas generation due to oxidative decomposition of the non-aqueous electrolyte. The swelling of the battery when stored in a high temperature environment can be suppressed.

非水電解質に添加するニトリル化合物としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、アクリロニトリルなどのモノニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,4−ジシアノヘプタン、1,5−ジシアノペンタン(ピメロニトリル)、1,6−ジシアノヘキサン(スベロニトリル)、1,7−ジシアノヘプタン(アゼラオニトリル)、2,6−ジシアノヘプタン、1,8−ジシアノオクタン、2,7−ジシアノオクタン、1,9−ジシアノノナン、2,8−ジシアノノナン、1,10−ジシアノデカン、1,6−ジシアノデカン、2,4−ジメチルグルタロニトリルなどのジニトリル;ベンゾニトリルなどの環状ニトリル;メトキシアセトニトリルなどのアルコキシ置換ニトリル; などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これらのニトリル化合物の中でも、ジニトリルがより好ましく、アジポニトリル、ピメロニトリルおよびスベロニトリルが更に好ましい。   Examples of nitrile compounds to be added to the non-aqueous electrolyte include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, mononitriles such as acrylonitrile, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 1,4-dicyanoheptane, and the like. 1,5-dicyanopentane (pimelonitrile), 1,6-dicyanohexane (suberonitrile), 1,7-dicyanoheptane (azelaonitrile), 2,6-dicyanoheptane, 1,8-dicyanooctane, 2,7-dicyanooctane 1,9-dicyanononane, 2,8-dicyanononane, 1,10-dicyanodecane, 1,6-dicyanodecane, dinitriles such as 2,4-dimethylglutaronitrile; cyclic nitriles such as benzonitrile; methoxyacetoni Lil alkoxy-substituted nitriles such as; include such is, it may be used only one of these, or two or more may be used. Among these nitrile compounds, dinitrile is more preferable, and adiponitrile, pimeronitrile and suberonitrile are further preferable.

電池に使用する非水電解質における二トリル化合物の含有量は、これらの使用による前記の効果を良好に確保する観点から、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましい。ただし、非水電解質中のニトリル化合物の量が多すぎると、電池の低温での放電特性が低下する傾向にある。よって、非水電解質中のニトリル化合物の量をある程度制限して、電池の低温での放電特性をより良好にする観点からは、電池に使用する非水電解質中のニトリル化合物の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。   The content of the nitrile compound in the non-aqueous electrolyte used in the battery is preferably 0.1% by mass or more, and preferably 1% by mass or more, from the viewpoint of ensuring the above-described effects due to their use. Is more preferred. However, when the amount of the nitrile compound in the non-aqueous electrolyte is too large, the discharge characteristics at low temperature of the battery tend to be deteriorated. Therefore, the content of the nitrile compound in the non-aqueous electrolyte used in the battery is 10, from the viewpoint of making the discharge characteristics at a low temperature of the battery better by limiting the amount of the nitrile compound in the non-aqueous electrolyte to some extent. It is preferably at most mass%, more preferably at most 5 mass%.

また、これらの非水電解質に電池の各種特性を更に向上させる目的で、ビニレンカーボネート類、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの添加剤を適宜加えることもできる。   In addition, additives such as vinylene carbonates, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexyl benzene, biphenyl, fluorobenzene, and t-butyl benzene are added to these non-aqueous electrolytes for the purpose of further improving various characteristics of the battery. Can also be added as appropriate.

さらに発明の非水電解質電池においては、前記リン酸化合物を添加した非水電解質を使用した場合には、高温での貯蔵を経た後の低温環境下での負荷特性を高く維持できることから、リン酸化合物を添加することが望ましい。 Furthermore, in the non-aqueous electrolyte battery of the invention, when the non-aqueous electrolyte to which the above-mentioned phosphoric acid compound is added is used, it is possible to maintain high load characteristics under low temperature environment after storage at high temperature. It is desirable to add compounds.

前記リン酸化合物は、正極表面でSEI(Solid Electrolyte Interface)被膜を形成することが知られている。一方、本発明の非水電解質電池は、高温貯蔵後の低温環境下における負荷特性が良好であることから、前記リン酸化合物は負極にも薄くかつ良質な被膜を形成していると推察した。 It is known that the phosphoric acid compound forms a SEI (Solid Electrolyte Interface) film on the surface of the positive electrode. On the other hand, since the non-aqueous electrolyte battery of the present invention has good load characteristics under a low temperature environment after high temperature storage, it was guessed that the above-mentioned phosphoric acid compound forms a thin and good film also on the negative electrode.

また、表面被膜が薄くなることにより、被膜形成の際に必要とされるLiの量が少なくなるため、前記負極活物質を有する二次電池(非水電解質二次電池)においては、負極の不可逆容量が減少して充放電効率の向上につながるものと推測される。   In addition, since the surface coating is thinned, the amount of Li required for forming the coating is reduced. Therefore, in the secondary battery (nonaqueous electrolyte secondary battery) having the negative electrode active material, the irreversibility of the negative electrode It is presumed that the capacity decreases to lead to the improvement of charge and discharge efficiency.

このような前記リン酸化合物としては、例えば、リン酸モノ(トリメチルシリル)、リン酸ジ(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸ジメチルトリメチルシリル、リン酸メチルビス(トリメチルシリル)、リン酸ジエチルトリメチルシリル、リン酸ジフェニル(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリエチルシリル)、リン酸トリス(ビニルジメチルシリル)などを挙げることができ、リン酸モノ(トリメチルシリル)、リン酸ジ(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸ジメチルトリメチルシリル、リン酸メチルビス(トリメチルシリル)が好ましく、リン酸トリス(トリメチルシリル)が、特に好ましいものとして挙げられる。   Examples of the phosphoric acid compound include mono (trimethylsilyl) phosphate, di (trimethylsilyl) phosphate, tris (trimethylsilyl) phosphate, dimethyltrimethylsilyl phosphate, methylbis (trimethylsilyl) phosphate, diethyltrimethylsilyl phosphate, Examples include diphenyl (trimethylsilyl) phosphate, tris (triethylsilyl) phosphate, tris (vinyldimethylsilyl) phosphate, mono (trimethylsilyl) phosphate, di (trimethylsilyl) phosphate, tris (trimethylsilyl) phosphate Dimethyltrimethylsilyl phosphate and methylbis (trimethylsilyl) phosphate are preferable, and tris (trimethylsilyl) phosphate is particularly preferable.

電池に使用する非水電解質中の、前記リン酸化合物の含有量は、その使用による前記の効果をより良好に確保する観点から、0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが特に好ましく、0.7質量%以上であることが最も好ましい。また、含有量が多くなりすぎると、電極界面に形成され得るSEI被膜の厚みが増大し、これにより抵抗が大きくなり負荷特性が低下する虞があることから、電池に使用する非水電解質中の、前記一般式(1)で表される基を分子内に有するリン酸化合物の含有量は、8質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが特に好ましく、3質量%以下であることが最も好ましい。   The content of the phosphoric acid compound in the non-aqueous electrolyte used in the battery is preferably 0.1% by mass or more, from the viewpoint of securing the above-mentioned effect by the use better, 0.3 mass % Or more, more preferably 0.5% by mass or more, and most preferably 0.7% by mass or more. In addition, when the content is too large, the thickness of the SEI film that can be formed on the electrode interface increases, which may increase the resistance and reduce the load characteristics. Therefore, in the non-aqueous electrolyte used in the battery The content of the phosphoric acid compound having a group represented by the general formula (1) in the molecule is preferably 8% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and 5% by mass or less Particularly preferred is 3% by mass or less.

更に、非水電解質は、公知のポリマーなどのゲル化剤を用いてゲル状(ゲル状電解質)としてもよい。   Furthermore, the non-aqueous electrolyte may be gelled (gelled electrolyte) using a gelling agent such as a known polymer.

<電極体>
非水電解質電池において、正極と負極とは、セパレータを介して重ねて構成した積層体(巻回などされず、例えば電池の外装体の扁平面に略平行に、正極と負極とがセパレータを介して重ねられた状態で配置される積層電極体)や、帯状の正極、負極およびセパレータを渦巻状に巻回して形成された巻回体(巻回電極体)の形態で使用される。
<Electrode body>
In a non-aqueous electrolyte battery, a positive electrode and a negative electrode are stacked in layers with a separator interposed therebetween (without being wound, for example, the positive electrode and the negative electrode are interposed with the separator substantially parallel to the flat surface of the battery outer body). (Laminated electrode body) disposed in an overlapping state, or in the form of a wound body (wound electrode body) formed by spirally winding a strip-shaped positive electrode, a negative electrode, and a separator.

<非水電解質電池の形態>
非水電解質電池は、例えば、積層または巻回電極体を外装体内に装填し、更に外装体内に非水電解質を注入して非水電解質を電極体に含侵させた後、外装体の開口部を封止することで製造される。外装体には、スチール製やアルミニウム製、アルミニウム合金製の外装缶や、金属を蒸着したラミネートフィルムで構成される外装体などを用いることができる。外装缶を有する電池としては、より具体的には、外装缶と封口板とをガスケットを介してカシメ封口したり、外装缶と封口板とを溶接して封口したりする電池ケースを有する扁平形(コイン形、ボタン形を含む);有底筒形(円筒形、角筒形など)の外装缶の開口部に蓋体を配し、ガスケットを介してカシメ封口したり、外装缶と蓋体とを溶接して封口したりする筒形;などが挙げられる。
<Form of non-aqueous electrolyte battery>
In a non-aqueous electrolyte battery, for example, after loading a stacked or wound electrode assembly into an outer package, injecting a non-aqueous electrolyte into the outer package and impregnating the non-aqueous electrolyte into the electrode assembly, the opening of the outer package is formed. It is manufactured by sealing. As the exterior body, an exterior body made of steel, aluminum, aluminum alloy, an exterior body composed of a laminated film on which a metal is deposited, or the like can be used. More specifically, as a battery having an outer can, a flat type having a battery case that caulks and seals the outer can and the sealing plate via a gasket, or welds and seals the outer can and the sealing plate. (Coin-shaped, button-shaped); A lid is placed at the opening of the bottomed cylindrical (cylindrical, square, etc.) outer can, and the gasket is used for caulking and sealing, or the outer can and lid And a tubular shape that is sealed by welding.

よって、前記態様のいずれかの非水電解質電池と、充電回路とを有する非水電解質電池システムにおいて、前記Al活性層におけるLiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量が、充電終了時に、7〜48原子%となるような充電終了条件を設定しておくことで、非水電解質電池の貯蔵特性を良好に発揮させることができる。   Therefore, in the nonaqueous electrolyte battery system having the nonaqueous electrolyte battery according to any one of the above aspects and a charging circuit, the content of Li when the total of Li and Al in the Al active layer is 100 atomic% is The storage characteristics of the non-aqueous electrolyte battery can be favorably exhibited by setting the charge end condition to be 7 to 48 atomic% at the end of charge.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
<負極の作製>
厚さ35μmのCu箔(引っ張り強さ:220N/mm、体積固有抵抗:2×10−6Ω・cm)の両面に、それぞれ、厚さ20μmのAl箔を積層した988mm×44.5mmの大きさのクラッド材(積層金属箔)を負極前駆体として用いた。前記クラッド材の端部に、集電用のCu箔を超音波溶接し、更にそのCu箔の端部に、電池外部との導電接続のためのNiタブを超音波溶接したものを電池の組み立てに用いた。
Example 1
<Fabrication of negative electrode>
988 mm x 44.5 mm where aluminum foil of 20 μm thickness is laminated on both sides of 35 μm thick Cu foil (tensile strength: 220 N / mm 2 , volume specific resistance: 2 × 10 -6 Ω · cm) A clad material (laminated metal foil) having a size was used as a negative electrode precursor. A Cu foil for current collection was ultrasonically welded to the end of the clad material, and then an ultrasonic weld of a Ni tab for conductive connection with the outside of the battery was ultrasonically welded to the end of the Cu foil. Used for.

<正極の作製>
一方、正極は、以下のようにして作製した。正極活物質であるLiNi0.78Co0.20Al0.02:97質量部、導電助剤(カーボンブラック):1.5質量部およびバインダであるVDF−CTFE:1.5質量部を混合して正極合剤とし、この正極合剤に、溶剤であるNMPを加え、エム・テクニック社製の「クレアミックス CLM0.8(商品名)」を用いて、回転数:10000min−1で30分間処理を行い、ペースト状の混合物とした。この混合物に、溶剤であるNMPを更に加えて、回転数:10000min−1で15分間処理を行い、正極合剤含有スラリーを調製した。これを厚さ12μmのAl箔の両面に塗布し、乾燥し、プレス処理を行うことにより、Al箔集電体の片面あたり15mg/cmの質量の正極合剤層を形成した。なお、スラリーの塗布面の一部には正極合剤層を形成せず、Al箔が露出する箇所を設けた。前記Al箔が露出する箇所に、電池外部との導電接続のためのAlタブを超音波溶接することにより、長さ974mm、幅43mmの帯状の正極を作製した。
<Fabrication of positive electrode>
On the other hand, the positive electrode was produced as follows. LiNi 0.78 Co 0.20 Al 0.02 O 2 as a positive electrode active material: 97 parts by mass, conductive auxiliary agent (carbon black): 1.5 parts by mass, and VDF-CTFE as a binder: 1.5 parts by mass Is mixed to form a positive electrode mixture, NMP as a solvent is added to the positive electrode mixture, and using "CLEAR MIX CLM 0.8 (trade name)" manufactured by M. Technic Co., Ltd., the rotation speed is 10000 min -1 . The treatment was performed for 30 minutes to obtain a paste-like mixture. NMP which is a solvent was further added to this mixture, and the mixture was treated at a rotation speed of 10,000 min −1 for 15 minutes to prepare a positive electrode mixture-containing slurry. This was applied to both sides of an Al foil having a thickness of 12 μm, dried, and pressed to form a positive electrode mixture layer having a mass of 15 mg / cm 2 per side of the Al foil current collector. In addition, the positive mix layer was not formed in a part of application | coating surface of a slurry, but the location which Al foil exposed was provided. A strip-like positive electrode having a length of 974 mm and a width of 43 mm was produced by ultrasonic welding of an Al tab for conductive connection with the outside of the battery at the location where the Al foil was exposed.

<セパレータの作製>
針状アルミナ5kgに、イオン交換水5kgと、分散剤(水系ポリカルボン酸アンモニウム塩、固形分濃度40質量%)0.5kgとを加え、内容積20L、転回数40回/分のボールミルで10時間解砕処理をして分散液を調製した。この分散液を用いて、前述した方法で針状アルミナの平均粒子径とアスペクト比を測定したところ、平均粒子径は0.6μm、アスペクト比は30であった。
<Preparation of Separator>
Add 5 kg of acicular alumina, 5 kg of ion-exchanged water, and 0.5 kg of a dispersing agent (aqueous polycarboxylic acid ammonium salt, solid concentration 40 mass%), and use an internal volume of 20 L and a ball mill of 40 revolutions per minute. A dispersion was prepared by time disintegration treatment. Using this dispersion, the average particle diameter and aspect ratio of acicular alumina were measured by the method described above. The average particle diameter was 0.6 μm and the aspect ratio was 30.

前記分散液500gに、増粘剤としてキサンタンガムを0.5g、バインダとして樹脂バインダーディスパージョン(変性ポリブチルアクリレート、固形分含量45質量%)を17g加え、スリーワンモーターで3時間攪拌して均一な多孔質層(II)形成用スラリー(固形分比率50質量%)を調製した。   To 500 g of the above dispersion, 0.5 g of xanthan gum as a thickener and 17 g of a resin binder dispersion (modified polybutyl acrylate, solid content 45% by mass) as a binder were added and stirred for 3 hours with a three-one motor to obtain uniform porosity. A slurry (solid content ratio 50% by mass) for formation of a solid layer (II) was prepared.

多孔質膜(I)であるPE製の微多孔膜(厚み12μm、空孔率40%、平均孔径0.08μm、PEの融点135℃)の片面にコロナ放電処理(放電量40W・分/m)を施し、この処理面に上記多孔質層(II)形成用スラリーをマイクログラビアコーターによって塗布し、乾燥して厚みが4μmの多孔質層(II)を多孔質膜(I)の片面に形成した。針状アルミナの比重を3.9g/cm 、増粘剤およびバインダの比重を1.0g/cmとして算出したセパレータ中の針状アルミナの体積含有率は、90%であった。 Corona discharge treatment (discharge amount 40 W · min / m) on one side of a microporous membrane (thickness 12 μm, porosity 40%, average pore diameter 0.08 μm, PE melting point 135 ° C.) made of PE which is a porous membrane (I) 2 ) Apply the above slurry for forming the porous layer (II) to the treated surface with a microgravure coater, and dry to form a porous layer (II) with a thickness of 4 μm on one side of the porous membrane (I). Formed. The volume content of needle-like alumina in the separator was 90%, which was calculated based on the specific gravity of needle-like alumina of 3.9 g / cm 3 and the specific gravity of thickener and binder of 1.0 g / cm 3 .

<非水電解質電池の作製>
前記正極と前記負極とを、前記セパレータを介して積層し、渦巻状に巻回した後、押しつぶして扁平状の電極体を形成した。前記電極体の作製の際には、セパレータの針状ベーマイトを結着した面側が正極と対向するようにした。
<Fabrication of non-aqueous electrolyte battery>
The positive electrode and the negative electrode were laminated via the separator, wound in a spiral shape, and then crushed to form a flat electrode body. In the production of the electrode body, the surface side of the separator to which the acicular boehmite was bound was made to face the positive electrode.

PCとMECとの体積比1:2の混合溶媒に、LiBFを1.2mol/lの濃度で溶解させ、更に、3質量%となる量のアジポニトリルと、0.5質量%となる量のγ−ブチロラクトンと、1質量%となる量のリン酸トリス(トリメチルシリル)とを添加することにより、非水電解質を調製した。 Dissolve LiBF 4 at a concentration of 1.2 mol / l in a mixed solvent of PC and MEC at a volume ratio of 1: 2, and then add 3% by mass of adiponitrile and 0.5% by mass of A non-aqueous electrolyte was prepared by adding γ-butyrolactone and tris (trimethylsilyl) phosphate in an amount of 1% by mass.

前記電極体を、厚さ0.8mmのアルミニウム合金製の角形電池容器に挿入し、前記非水電解質を注入した後、電池容器を封止することにより、図2および図3に示す構造で、103450サイズの角形非水電解質電池を組み立てた。   The electrode body is inserted into a rectangular battery container made of aluminum alloy having a thickness of 0.8 mm, and after injecting the non-aqueous electrolyte, the battery container is sealed to obtain the structure shown in FIGS. A prismatic non-aqueous electrolyte battery of 103,450 size was assembled.

ここで図2および図3に示す電池について説明すると、図2はその部分断面図であって、正極11と負極12はセパレータ13を介して渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧して扁平状の巻回電極体16として、角形(角筒形)の電池容器14に非水電解質と共に収容されている。ただし、図2では、煩雑化を避けるため、正極11や負極12の各層や非水電解質などは図示していない。   The battery shown in FIGS. 2 and 3 will now be described. FIG. 2 is a partial sectional view of the battery. The positive electrode 11 and the negative electrode 12 are spirally wound through the separator 13 and then flattened. The non-aqueous electrolyte is accommodated in a rectangular (square cylindrical) battery container 14 as a flat wound electrode body 16 under pressure. However, in FIG. 2, in order to avoid complication, each layer of the positive electrode 11 and the negative electrode 12, a non-aqueous electrolyte, etc. are not shown in figure.

電池容器14はアルミニウム合金製で電池の外装体を構成するものであり、この電池容器14は正極端子を兼ねている。そして、電池容器14の底部にはPEシートからなる絶縁体15が配置され、正極11、負極12およびセパレータ13からなる扁平状巻回電極体16からは、正極11および負極12のそれぞれ一端に接続された正極リード体17と負極リード体18が引き出されている。また、電池容器14の開口部を封口するアルミニウム合金製の封口用蓋板19にはポリプロピレン製の絶縁パッキング20を介してステンレス鋼製の端子21が取り付けられ、この端子21には絶縁体22を介してステンレス鋼製のリード板23が取り付けられている。   The battery case 14 is made of an aluminum alloy and constitutes an outer package of the battery, and the battery case 14 doubles as a positive electrode terminal. And the insulator 15 which consists of PE sheets is arrange | positioned at the bottom part of the battery container 14, and it connects to each one end of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 from the flat wound electrode body 16 which consists of the positive electrode 11, the negative electrode 12, and the separator 13. The positive electrode lead body 17 and the negative electrode lead body 18 are pulled out. A stainless steel terminal 21 is attached to a sealing lid plate 19 made of aluminum alloy for sealing the opening of the battery container 14 via a polypropylene insulating packing 20, and an insulator 22 is attached to the terminal 21. A stainless steel lead plate 23 is attached.

そして、この蓋板19は電池容器14の開口部に挿入され、両者の接合部を溶接することによって、電池容器14の開口部が封口され、電池内部が密閉されている。また、図2の電池では、蓋板19に非水電解液注入口24が設けられており、この非水電解質注入口24には、封止部材が挿入された状態で、例えばレーザー溶接などにより溶接封止されて、電池の密閉性が確保されている。更に、蓋板19には、電池の温度が上昇した際に内部のガスを外部に排出する機構として、開裂ベント25が設けられている。   And this cover plate 19 is inserted in the opening part of the battery container 14, and the opening part of the battery container 14 is sealed by welding the junction part of both, and the inside of a battery is sealed. Further, in the battery of FIG. 2, the cover plate 19 is provided with the non-aqueous electrolyte injection port 24, and a sealing member is inserted into the non-aqueous electrolyte injection port 24 by, for example, laser welding. It is sealed by welding to ensure the sealing property of the battery. Further, the cover plate 19 is provided with a cleavage vent 25 as a mechanism for discharging the internal gas to the outside when the temperature of the battery rises.

この実施例1の電池では、正極リード体17を蓋板19に直接溶接することによって電池容器14と蓋板19とが正極端子として機能し、負極リード体18をリード板23に溶接し、そのリード板23を介して負極リード体18と端子21とを導通させることによって端子21が負極端子として機能するようになっているが、電池容器14の材質などによっては、その正負が逆になる場合もある。   In the battery of Example 1, the positive electrode lead body 17 is directly welded to the lid plate 19 so that the battery container 14 and the lid plate 19 function as a positive electrode terminal, and the negative electrode lead body 18 is welded to the lead plate 23. The terminal 21 functions as a negative electrode terminal by conducting the negative electrode lead body 18 and the terminal 21 through the lead plate 23. However, depending on the material of the battery container 14 or the like, the sign may be reversed. There is also.

図3は前記図2に示す電池の外観を模式的に示す斜視図であり、この図3は前記電池が角形電池であることを示すことを目的として図示されたものであって、この図2では電池を概略的に示しており、電池の構成部材のうち特定のものしか図示していない。また、図2においても、電極体の内周側の部分は断面にしていない。   FIG. 3 is a perspective view schematically showing the appearance of the battery shown in FIG. 2. FIG. 3 is shown for the purpose of showing that the battery is a prismatic battery. FIG. 1 schematically shows a battery, and shows only specific ones of battery components. Further, also in FIG. 2, the portion on the inner circumferential side of the electrode body is not a cross section.

実施例2
厚さ30μmのNi箔(引っ張り強さ:490N/mm、体積固有抵抗:6.8×10−6Ω・cm)の両面に、それぞれ、厚さ30μmのAl箔を積層したクラッド材(積層金属箔)を負極前駆体として用いた以外は、実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
ている。
Example 2
Cladding material (lamination of 30 μm thick Al foil on both sides of 30 μm thick Ni foil (tensile strength: 490 N / mm 2 , volume specific resistance: 6.8 × 10 -6 Ω · cm) A square nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that (metal foil) was used as the negative electrode precursor.
ing.

実施例3
厚さ30μmのTi箔(引っ張り強さ:410N/mm、体積固有抵抗:55×10−6Ω・cm)の両面に、それぞれ、厚さ30μmのAl箔を積層したクラッド材(積層金属箔)を負極前駆体として用いた以外は、実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 3
A clad material (laminated metal foil) in which an Al foil of 30 μm in thickness is laminated on both sides of a 30 μm thick Ti foil (tensile strength: 410 N / mm 2 , volume specific resistance: 55 × 10 −6 Ω · cm) A square non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was used as a negative electrode precursor.

実施例4
厚さ30μmのSUS304箔(引っ張り強さ:600N/mm、体積固有抵抗:72×10−6Ω・cm)の両面に、それぞれ、厚さ30μmのAl箔を積層したクラッド材(積層金属箔)を負極前駆体として用いた以外は、実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 4
A clad material (laminated metal foil) in which an Al foil of 30 μm thickness is laminated on both sides of a 30 μm thick SUS304 foil (tensile strength: 600 N / mm 2 , volume specific resistance: 72 × 10 −6 Ω · cm) A square non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was used as a negative electrode precursor.

実施例5
針状アルミナのかわりに、針状ベーマイトを用いて実施例1と同様にして分散液を得た。この分散液を用いて、前述した方法で針状ベーマイトの平均粒子径とアスペクト比を測定したところ、平均粒子径は0.4μm、アスペクト比は10であった。この分散液を用いて多孔質層(II)形成用スラリー調整したこと、このスラリーを用いて厚みが4μmの多孔質層(II)を多孔質膜(I)の片面に形成したこと以外はすべて実施例1と同様にしてセパレータを得た。針状ベーマイトの比重を3.0g/cmとして算出したセパレータ中の針状ベーマイトの体積含有率は、92%であった。このセパレータを用いたこと以外はすべて実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 5
A dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 using needle-like boehmite instead of needle-like alumina. Using this dispersion, the average particle diameter and aspect ratio of acicular boehmite were measured by the method described above. The average particle diameter was 0.4 μm and the aspect ratio was 10. All except that the slurry for forming the porous layer (II) was prepared using this dispersion, and the porous layer (II) having a thickness of 4 μm was formed on one side of the porous membrane (I) using this slurry. A separator was obtained in the same manner as in Example 1. The volume content of acicular boehmite in the separator calculated with the specific gravity of acicular boehmite being 3.0 g / cm 3 was 92%. A square non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this separator was used.

実施例6
針状アルミナのかわりに、針状シリカを用いて実施例1と同様にして分散液を得た。この分散液を用いて、前述した方法で針状シリカの平均粒子径とアスペクト比を測定したところ、平均粒子径は0.3μm、アスペクト比は100であった。この分散液を用いて多孔質層(II)形成用スラリー調整したこと、このスラリーを用いて厚みが6μmの多孔質層(II)を多孔質膜(I)の片面に形成したこと以外はすべて実施例1と同様にしてセパレータを得た。針状シリカの比重を2.2g/cmとして算出したセパレータ中の針状シリカの体積含有率は、94%であった。このセパレータを用いたこと以外はすべて実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 6
A dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that needle-shaped silica was used instead of needle-shaped alumina. Using this dispersion, the average particle diameter and aspect ratio of acicular silica were measured by the method described above. The average particle diameter was 0.3 μm and the aspect ratio was 100. A slurry was prepared using this dispersion to form a porous layer (II), and using this slurry, a porous layer (II) having a thickness of 6 μm was formed on one side of the porous film (I). A separator was obtained in the same manner as in Example 1. The volume content of acicular silica in the separator calculated with the specific gravity of acicular silica being 2.2 g / cm 3 was 94%. A square non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this separator was used.

実施例7
非水電解液にリン酸トリス(トリメチルシリル)を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 7
A square nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that tris (trimethylsilyl) phosphate was not added to the nonaqueous electrolyte.

実施例8
非水電解液にリン酸トリス(トリメチルシリル)を5%添加したこと以外は、実施例1と同様にして、角形の非水電解質電池を作製した。
Example 8
A square nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 5% of tris (trimethylsilyl) phosphate was added to the nonaqueous electrolyte.

実施例9
厚み100μmで988mm×44.5mmの大きさのAl箔(JIS規格に定められている1N30番)に、電池外部との導電接続のためのNiタブを超音波溶接したものを負極前駆体とした。以下、実施例1と同様にして角形の非水電解質電池を作製した。
Example 9
A negative electrode precursor was prepared by ultrasonically welding a Ni tab for conductive connection with the outside of the battery to an Al foil (No. 1N30 specified in JIS standard) with a thickness of 100 μm and a size of 988 mm × 44.5 mm. . Thereafter, a rectangular nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1.

比較例1
平均粒子径D50%が22μmである黒鉛:98質量部、CMC:1.0質量部、およびSBR:1.0質量部を、イオン交換水と混合して、水系の負極合剤含有ペーストを調製した。前記の負極合剤含有ペーストを、厚さ30μmのCu箔の両面に塗布し、乾燥した後、カレンダ処理を行って、合剤層の塗膜密度が1.58g/cmとなるように負極合剤層の厚みを調整して負極を得た。更に銅箔の露出部にNiタブを超音波溶接し、以下、実施例1と同様にして角形の非水電解質電池を作製した。
Comparative Example 1
98 parts by mass of graphite having an average particle diameter D 50% of 22 μm, 1.0 parts by mass of CMC, and 1.0 parts by mass of SBR are mixed with ion exchanged water to prepare a water-based negative electrode mixture-containing paste did. The above negative electrode mixture-containing paste is applied to both sides of a 30 μm-thick Cu foil, dried, and calendered to give a negative electrode coating density of 1.58 g / cm 3 in the mixture layer. The thickness of the mixture layer was adjusted to obtain a negative electrode. Further, a Ni tab was ultrasonically welded to the exposed portion of the copper foil, and a rectangular nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1.

比較例2
針状アルミナのかわりに、板状アルミナを用いて実施例1と同様にして分散液を得た。この分散液を用いて、前述した方法で板状アルミナの平均粒子径を測定したところ、1μmであった。アスペクト比は、板状粒子の平板面の最大長さと板状粒子の厚みとの比(平板面の最大長さ/板状粒子の厚み)から求めた。すなわち、前述の通りフィラーの10000倍の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、フィラー30個について、その板状粒子の平板面の最大長さと板状粒子の厚みとを測定して、長軸長さの平均値および短軸長さの平均値を求め、これらの平均値の比によって求められる値とした。ここでアスペクト比は10であった。このフィラー分散液この分散液を用いた以外は、実施例1と同様にしてセパレータを作製した。板状アルミナの比重を3.9g/cmとして算出したセパレータ中の板状アルミナの体積含有率は、90%であった。このセパレータを用いた以外はすべて実施例1と同様にして、角形の非水電解液電池を作製した。
Comparative example 2
A dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 using plate-like alumina instead of needle-like alumina. It was 1 micrometer when the average particle diameter of plate-like alumina was measured by the method mentioned above using this dispersion liquid. The aspect ratio was determined from the ratio between the maximum length of the tabular surface of the plate-like particle and the thickness of the plate-like particle (maximum length of the tabular surface / thickness of the plate-like particle). That is, as described above, a transmission electron micrograph of 10000 times of the filler is taken, and the maximum length of the flat surface of the plate-like particle and the thickness of the plate-like particle are measured for 30 fillers. The average value of the and the average value of the minor axis lengths were determined, and the value was determined by the ratio of these average values. Here, the aspect ratio was 10. This filler dispersion liquid A separator was produced in the same manner as in Example 1 except that this dispersion liquid was used. The volume content of the plate-like alumina in the separator calculated by setting the specific gravity of the plate-like alumina to 3.9 g / cm 3 was 90%. A square non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this separator was used.

実施例1〜9および比較例1、2の各電池について、組み立てから24時間放置した後、以下の項目について評価を行った。   About each battery of Examples 1-9 and Comparative Examples 1 and 2, after leaving it to stand for 24 hours from an assembly, it evaluated about the following items.

<高温貯蔵特性>
実施例1〜9および比較例1、2の各電池について、定電流(0.2C)−定電圧(4.0V)充電を行い、充電電流が0.01Cまで低下した時点で充電を終止した。次いで、0.2Cの定電流で放電(放電終止電圧:2V)させて放電容量(初期放電容量)を測定し、更に、前記充電条件で充電を行って電池を満充電状態とした。いずれの電池も初期放電容量は1200mAhであった。
<High temperature storage characteristics>
About each battery of Examples 1-9 and Comparative Examples 1 and 2, the constant current (0.2C) -constant voltage (4.0V) charge was performed, and charge was stopped when the charge current fell to 0.01C. . Next, the battery was discharged at a constant current of 0.2 C (discharge termination voltage: 2 V) to measure a discharge capacity (initial discharge capacity), and charge was performed under the above-mentioned charge condition to make the battery fully charged. All the batteries had an initial discharge capacity of 1200 mAh.

満充電状態とした各電池を、85℃で10日間貯蔵した後、室温まで冷却してから、240mAの定電流で放電(放電終止電圧:2V)させた。更に、前記充電条件での充電と、240mAでの放電(放電終止電圧:2V)を行い、高温貯蔵後の放電容量(回復容量)を測定した。比較例2の電池の回復容量を100%としたときの各電池の回復容量により、各電池の高温貯蔵特性を評価した。結果を表1に示した。   Each battery in a fully charged state was stored at 85 ° C. for 10 days, cooled to room temperature, and then discharged at a constant current of 240 mA (discharge end voltage: 2 V). Furthermore, charge under the above charge conditions and discharge at 240 mA (discharge termination voltage: 2 V) were performed, and the discharge capacity (recovery capacity) after high temperature storage was measured. The high temperature storage characteristics of each battery were evaluated based on the recovery capacity of each battery when the recovery capacity of the battery of Comparative Example 2 was 100%. The results are shown in Table 1.

<低温放電特性>
また、回復容量測定後の各電池について、前記充電条件での充電と、−20℃の環境下で1.5Cでの放電(放電終止電圧:2V)とを行い、高温貯蔵後の低温環境下での放電容量を測定した。比較例2の電池の放電容量を100%としたときの各電池の放電容量により、各電池の低温放電特性を評価した。結果を表1に示した。
<Low temperature discharge characteristics>
In addition, for each battery after the recovery capacity measurement, charging under the above charging conditions and discharging at 1.5 C (discharging end voltage: 2 V) in an environment of −20 ° C. are performed in a low temperature environment after high temperature storage. The discharge capacity at was measured. The low temperature discharge characteristics of each battery were evaluated based on the discharge capacity of each battery when the discharge capacity of the battery of Comparative Example 2 was 100%. The results are shown in Table 1.

<落下試験>
実施例および比較例の電池は、角形電池、すなわち、外装缶と蓋体とで構成される外装体が6面体である。落下試験では、下に向ける電池の面を順次変更しつつ2.0mの高さから電池を落下させる操作を行い、電池の全ての外面(6面)についての落下操作を1サイクルとして、これらを繰り返し実施した。そして、下記基準に従って、落下に対する電池の信頼性を評価し、結果を表1に示した。
◎ : 落下試験を16サイクル繰り返しても電池電圧の低下が認められない。
○ : 落下試験10〜15サイクルの間に電池電圧の低下が認められる。
× : 落下試験9サイクル以下で電池電圧の低下が認められる。
<Drop test>
In the batteries of Examples and Comparative Examples, a prismatic battery, that is, an exterior body composed of an exterior can and a lid is a hexahedron. In the drop test, the operation of dropping the battery from a height of 2.0 m is performed while sequentially changing the surface of the battery facing downward, and the dropping operation on all outer surfaces (six surfaces) of the battery is defined as one cycle. Repeatedly. Then, the reliability of the battery against falling was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1.
A: No decrease in battery voltage is observed even after 16 cycles of the drop test.
○: A drop in battery voltage is observed during the drop test of 10 to 15 cycles.
X: Decrease in battery voltage is observed in 9 cycles or less of drop test.

表1に示す通り、本発明の実施例1〜9の電池では85℃で10日間貯蔵した後の回復容量が100%以上であり、また回復容量測定後の低温環境下での放電特性が100%を超えており、さらに、落下試験を16サイクル繰り返しても電池電圧の低下が認められず、高温貯蔵特性、低温放電特性および信頼性が優れていることが分かる。   As shown in Table 1, in the batteries of Examples 1 to 9 of the present invention, the recovery capacity after storage for 10 days at 85 ° C. is 100% or more, and the discharge characteristics under a low temperature environment after recovery capacity measurement are 100. %, And even if the drop test is repeated 16 cycles, no drop in the battery voltage is observed, which indicates that the high temperature storage characteristics, the low temperature discharge characteristics and the reliability are excellent.

これに対して、負極に黒鉛を用いた比較例1では回復容量および低温環境下での放電容量が100%を大きく下回り、高温貯蔵特性および低温放電特性が劣ることがわかる。また、板状アルミナをフィラーとしたセパレータを用いた比較例2では回復容量が100%であるものの、低温放電特性が100%を下回り、低温放電特性が劣ることが分かる。また、落下試験後の比較例2の電池においても、電池に破裂や発火などの異常はみられず、一部の電池に電池電圧の低下を生じるのみではあったが、実施例の電池の方がより落下試験における信頼性が高まることを確認した。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which graphite is used for the negative electrode, the recovery capacity and the discharge capacity under a low temperature environment are significantly lower than 100%, indicating that the high temperature storage characteristics and the low temperature discharge characteristics are inferior. Further, in Comparative Example 2 using a separator using a plate-like alumina as a filler, the recovery capacity is 100%, but the low-temperature discharge characteristics are less than 100% and the low-temperature discharge characteristics are inferior. In addition, in the battery of Comparative Example 2 after the drop test, no abnormality such as rupture or ignition was observed in the battery, and only the battery voltage was lowered in some batteries. Confirmed that the reliability of the drop test was improved.

Figure 2019129145
Figure 2019129145

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、前記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、本発明は、これらの実施形態には限定されない。本発明の範囲は、前記の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれる。   The present invention can be practiced as other embodiments without departing from the scope of the present invention. The embodiments disclosed in the present application are one example, and the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is interpreted with priority given to the description of the appended claims rather than the description in the foregoing specification, and all changes within the scope equivalent to the claims fall within the scope of the claims. included.

本発明の非水電解質電池は、繰り返しの充放電が可能で、高温環境下での貯蔵特性が良好であり、かつ信頼性に優れることから、こうした特性を生かして、車両緊急通報システムの電源用途のように、高温環境下で長期にわたって容量を良好に維持できることが求められる用途に好ましく適用することができる。   The nonaqueous electrolyte battery of the present invention can be repeatedly charged and discharged, has good storage characteristics in a high-temperature environment, and is excellent in reliability. As described above, the present invention can be preferably applied to applications that are required to maintain a good capacity over a long period of time in a high temperature environment.

11 正極
12 負極
13 セパレータ
14 電池容器
15 絶縁体
16 巻回電極体
17 正極リード体
18 負極リード体
19 封口用蓋板
20 パッキング
21 端子
22 絶縁体
23 リード板
24 非水電解質注入口
25 開裂ベント


11 positive electrode 12 negative electrode 13 separator 14 battery container 15 insulator 16 winding electrode body 17 positive electrode lead body 18 negative electrode lead body 19 sealing lid plate 20 packing 21 terminal 22 insulator 23 lead plate 24 non-aqueous electrolyte inlet 25 cleavage vent


Claims (6)

リチウム、リチウム合金、リチウムと合金化可能な元素および前記元素を含む化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の負極活物質を含有した負極と、正極とがセパレータを介して重ねられた電極体と、非水電解質とを有する非水電解質電池であって、
前記セパレータは、熱可塑性樹脂を主体とする多孔質膜(I)と、耐熱温度が150℃以上の針状フィラーを主体として含む多孔質層(II)とを有していることを特徴とする非水電解質電池。
An electrode body in which a negative electrode containing at least one negative electrode active material selected from the group consisting of lithium, a lithium alloy, an element capable of alloying with lithium, and a compound containing the above element and a positive electrode are stacked via a separator And a non-aqueous electrolyte battery comprising:
The separator is characterized by having a porous film (I) mainly composed of a thermoplastic resin, and a porous layer (II) mainly composed of a needle-like filler having a heat resistance temperature of 150 ° C. or higher. Non-aqueous electrolyte battery.
前記負極は、リチウムと合金化しない金属基材層と、前記金属基材層の少なくとも片方の面に接合されたアルミニウム活性層とを含有する積層体を有している請求項1に記載の非水電解質電池。 The non-positive electrode according to claim 1, further comprising: a laminate including a metal base layer which is not alloyed with lithium, and an aluminum active layer joined to at least one surface of the metal base layer. Water electrolyte battery. 前記リチウムと合金化しない金属基材層が、銅、ニッケル、チタンおよび鉄より選択される金属またはその合金で構成されている請求項1または2に記載の非水電解質電池。   The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1 or 2, wherein the metal base layer not alloyed with lithium is made of a metal selected from copper, nickel, titanium, and iron or an alloy thereof. 前記セパレータに用いられる針状フィラーは、アルミナ、ベーマイト、シリカのうち少なくとも1種を含む請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質電池。   The non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the needle-like filler used for the separator contains at least one of alumina, boehmite and silica. 前記針状フィラーのアスペクト比が30〜100である請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質電池。   The aspect ratio of the said acicular filler is 30-100, The non-aqueous electrolyte battery in any one of Claims 1-4. 前記非水電解質は、リン酸化合物を少なくとも含む請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質電池。   The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the nonaqueous electrolyte includes at least a phosphoric acid compound.
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