JP2019139973A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハイレート放電後の充電容量の低下が抑制された非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差が80nm以下であり、かつ、空隙率が30〜60%であるポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータと、所定の添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有する非水電解液と、を備える非水電解液二次電池。【選択図】なし

Description

本発明は、非水電解液二次電池に関する。
非水電解液二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いのでパーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末などに用いる電池として広く使用され、また最近では電動工具、掃除機等の民生用の電池および車載用の電池として開発が進められている。
非水電解液二次電池として、例えば、特許文献1に記載されたようなポリオレフィンを主成分とする多孔質フィルムを備える非水電解液二次電池が知られている。
特開平11−130900号公報
上述の電池、特に電動工具、掃除機等の民生用の電池および車載用の電池等において、作動時に、ハイレート放電(例えば、民生用の電池の場合は5C放電、車載用の電池の場合は10C放電)を行うことが必要となる場合がある。
ここで、特許文献1に開示されたような従来の多孔質膜からなる非水電解液二次電池用セパレータを備える非水電解液二次電池においては、上述のハイレート放電後に充電容量が低下するといった問題があった。
本発明の一態様は、このような問題点に鑑みなされたものであって、ハイレート放電後の充電容量の低下が抑制された非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]に示す発明を含む。
[1]ポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータと、非水電解液と、を備え、
前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差が80nm以下であり、
前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、空隙率が30〜60%であり、
前記非水電解液は、下記式(A)で表されるイオン電導度低下率Lが1.0%以上、6.0%以下である添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有する、非水電解液二次電池。
L=(LA−LB)/LA・・・(A)
(式(A)中、LAは、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート/ジエチルカーボネート=3/5/2(体積比)の割合で含む混合溶媒に、LiPFの濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解させた参照用電解液のイオン電導度(mS/cm)を表し、
LBは、前記参照用電解液に、添加剤を1.0重量%溶解させた電解液のイオン電導度(mS/cm)を表す。)
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、ハイレート放電後の充電容量の低下を抑制することができる。
ポリオレフィン多孔質フィルムを構成する樹脂の分子鎖および細孔と位相差との関係を示す図である。
本発明の一実施形態に関して以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態に関しても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上、B以下」を意味する。
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、後述する非水電解液二次電池用セパレータ、および後述する非水電解液を備える。本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池を構成する部材について以下に詳述する。
[非水電解液二次電池用セパレータ]
本発明の一実施形態における非水電解液二次電池用セパレータは、ポリオレフィン多孔質フィルムを含む。前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、その内部に連結した細孔を多数有しており、一方の面から他方の面に気体や液体を通過させることが可能となっている。ここで、「ポリオレフィン多孔質フィルム」とは、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする多孔質フィルムを意味する。「ポリオレフィン系樹脂を主成分とする」とは、具体的には、多孔質フィルムに占めるポリオレフィン系樹脂の割合が、多孔質フィルムを構成する材料全体の50体積%以上であることを意味する。当該割合は、好ましくは90体積%以上であり、より好ましくは95体積%以上である。
また、本発明の一実施形態における非水電解液二次電池用セパレータは、前記ポリオレフィン多孔質フィルムのみからなるセパレータであってもよいし、前記ポリオレフィン多孔質フィルムに加えて、さらに多孔質層を備える積層セパレータであってもよい。すなわち、前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、単独で非水電解液二次電池用セパレータとなり得、また、非水電解液二次電池用セパレータである積層セパレータの基材となり得る。
前記ポリオレフィン系樹脂には、重量平均分子量が3×10〜15×10の高分子量成分が含まれていることがより好ましい。特に、ポリオレフィン系樹脂に重量平均分子量が100万以上の高分子量成分が含まれていると、前記ポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータの強度が向上するのでより好ましい。
前記ポリオレフィン系樹脂は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂である、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン等の単量体が重合されてなる単独重合体(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン)または共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体)が挙げられる。
ポリオレフィン多孔質フィルムは、これらのポリオレフィン系樹脂を単独にて含んでいてもよく、これらのポリオレフィン系樹脂の2種以上を含んでいてもよい。このうち、過大電流が流れることをより低温で阻止(シャットダウン)することができるため、ポリエチレンを含むことが好ましく、特に、エチレンを主体とする高分子量のポリエチレンを含むことが好ましい。なお、ポリオレフィン多孔質フィルムは、当該フィルムの機能を損なわない範囲で、ポリオレフィン以外の成分を含むことを妨げない。
前記ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)、重量平均分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。このうち、重量平均分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンがさらに好ましい。また、重量平均分子量が5×10〜15×10の高分子量成分が含まれていることがさらに好ましい。
前記ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚は、特に限定されないが、4〜40μmであることが好ましく、5〜30μmであることがより好ましく、6〜15μmであることがさらに好ましい。前記ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚が4μm以上であれば、電池の内部短絡を十分に防止することができるという観点から好ましい。一方、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚が40μm以下であれば、非水電解液二次電池の大型化を防ぐことができるという観点から好ましい。
前記ポリオレフィン多孔質フィルムの単位面積当たりの重量目付は、通常、4〜20g/mであることが好ましく、5〜12g/mであることがより好ましい。前記重量目付が4〜20g/mであれば、電池の、重量エネルギー密度および体積エネルギー密度を高くすることができる。
前記ポリオレフィン多孔質フィルムの透気度は、ガーレ値で30〜500sec/100mLであることが好ましく、50〜300sec/100mLであることがより好ましい。前記透気度が、30〜500sec/100mLであれば、ポリオレフィン多孔質フィルムは、十分なイオン透過性を示す。
前記ポリオレフィン多孔質フィルムの空隙率は、30体積%〜60体積%であり、40体積%〜60体積%であることが好ましい。前記空隙率が30体積%〜60体積%であれば、電解液の保持量を高めると共に、過大電流が流れることをより確実に阻止(シャットダウン)する機能を得ることができる。
前記ポリオレフィン多孔質フィルムが有する細孔の孔径は、0.3μm以下であることが好ましく、0.14μm以下であることがより好ましい。前記細孔の孔径が0.3μm以下であれば、十分なイオン透過性を有し、かつ、電極を構成する粒子の入り込みを防止することができる。
本発明の一実施形態における非水電解液二次電池用セパレータに含まれるポリオレフィン多孔質フィルムのエタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差が80nm以下であり、5nm以上80nm以下であることが好ましく、20nm以上80nm以下であることがより好ましい。なお、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの複屈折率は、0.004以下であることが好ましく、0.001以上0.004以下であることがより好ましく、0.002以上0.004以下であることがさらに好ましい。
本発明の一実施形態におけるポリオレフィン多孔質フィルムは、面内の互いに直交するx軸方向とy軸方向とで光の屈折率が異なることにより、いわゆる複屈折が発生する。前記位相差は、前記複屈折の度合い、より詳細には、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの面内における、x軸方向の光の屈折率とy軸方向の光の屈折率との差異の大きさを表すパラメータである。前記位相差は、前記ポリオレフィン多孔質フィルム面の法線方向から光を入射し、当該ポリオレフィン多孔質フィルムを透過した光のx軸方向における位相と、y軸方向における位相を測定し、それらの差異の大きさから算出される。
ここで、前記複屈折の度合い、すなわちポリオレフィン多孔質フィルムにおける位相差は、空隙率が特定の範囲である場合において、ポリオレフィン多孔質フィルムを構成している樹脂の分子鎖および細孔の構造に依存する。図1は、位相差とポリオレフィン多孔質フィルムの構造との関係を示す模式図であり、(a)は位相差が相対的に小さいポリオレフィン多孔質フィルムの構造を、(b)は位相差が相対的に大きいポリオレフィン多孔質フィルムの構造を示している。図1の(a)に示されるように、位相差が小さいポリオレフィン多孔質フィルムでは、ポリオレフィン多孔質フィルムを構成する樹脂の分子鎖および細孔がランダムに配置されており、異方性がほとんどない。一方、図1の(b)に示されるように、位相差が大きいポリオレフィン多孔質フィルムでは、分子鎖が特定の方向に配向しており、細孔も同じ方向に伸びた形状を有している。
本発明の一実施形態における非水電解液二次電池用セパレータに含まれるポリオレフィン多孔質フィルムは、その空隙率が30体積%〜60体積%であり、かつ、エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差が80nm以下と小さいため、その内部構造は、図1(a)に示されるように、樹脂の分子鎖および細孔がランダムに配置されており、異方性がほとんどない。
すなわち、前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、内部構造の均一性が高い。そのため、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池において、ハイレート放電による電極面方向の容量の不均一化が抑制され、ハイレート放電後の再充電時の面方向の不均一化の是正が可能となる。その結果、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池のハイレート放電後の充電容量の低下を抑制することができると考えられる。
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池において、組み立て時にポリオレフィン多孔質フィルムに加えられる圧力は、通常、当該ポリオレフィン多孔質フィルムの内部構造にほとんど影響を与えない程度である。従って、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池において、組み立て前後にて、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの内部構造(均一性、等)は変動しない。よって、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の組み立て前のポリオレフィン多孔質フィルムの「空隙率」および「エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差」は、前記非水電解液二次電池内部のポリオレフィン多孔質フィルム(組み立て直後)の「空隙率」および「エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差」とほぼ同一の値となる。
[ポリオレフィン多孔質フィルムの製造方法]
前記ポリオレフィン多孔質フィルムの製造方法は特に限定されるものではない。例えば、ポリオレフィン系樹脂と、炭酸カルシウムまたは可塑剤等の孔形成剤と、任意で酸化防止剤等を混練した後に押し出すことで、シート状のポリオレフィン樹脂組成物を作製する。適当な溶媒にて当該孔形成剤を当該シート状のポリオレフィン樹脂組成物から除去した後、当該孔形成剤が除去されたポリオレフィン樹脂組成物を延伸することで、ポリオレフィン多孔質フィルムを製造すればよい。
具体的には、以下に示すような工程を含む方法を挙げることができる。
(A)超高分子量ポリエチレンと、重量平均分子量1万以下の低分子量ポリエチレンと、炭酸カルシウム又は可塑剤等の孔形成剤と、酸化防止剤とを混練してポリオレフィン樹脂組成物を得る工程、
(B)得られたポリオレフィン樹脂組成物を一対の圧延ロールで圧延し、速度比を変えた巻き取りロールで引っ張りながら段階的に冷却し、シートを成形する工程、
(C)得られたシートの中から適当な溶媒にて孔形成剤を除去する工程。
(D)孔形成剤が除去されたシートを適当な延伸倍率にて延伸する工程。
ここで、巻き取りロールの速度と圧延ロールの速度との比である圧延ドロー比(巻き取りロール速度/圧延ロール速度)、および、上記の延伸倍率を適宜変更することで、ポリオレフィン多孔質フィルムの位相差を制御することができる。
[多孔質層]
前記多孔質層は、絶縁性であることが好ましい。多孔質層は、通常、樹脂を含んでなる樹脂層であり、好ましくは、耐熱層または接着層である。多孔質層を構成する樹脂は、電池の電解液に不溶であり、また、その電池の使用範囲において電気化学的に安定であることが好ましい。
多孔質層は、必要に応じて、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの片面または両面に積層され、積層セパレータを構成する。前記ポリオレフィン多孔質フィルムの片面のみに多孔質層が積層される場合には、当該多孔質層は、好ましくは、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池において、前記ポリオレフィン多孔質フィルムにおける正極と対向する面に積層され、より好ましくは、正極と接する面に積層される。
多孔質層を構成する樹脂としては、例えば、ポリオレフィン;(メタ)アクリレート系樹脂;含フッ素樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエステル系樹脂;ゴム類;融点またはガラス転移温度が180℃以上の樹脂;水溶性ポリマー等が挙げられる。
上述の樹脂のうち、ポリオレフィン、ポリエステル系樹脂、アクリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂および水溶性ポリマーが好ましい。ポリアミド系樹脂としては、全芳香族ポリアミド(アラミド樹脂)が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、ポリアリレートおよび液晶ポリエステルが好ましい。
多孔質層は、微粒子を含んでもよい。本明細書における微粒子とは、一般にフィラーと称される有機微粒子または無機微粒子のことである。従って、多孔質層が微粒子を含む場合、多孔質層に含まれる上述の樹脂は、微粒子同士、並びに微粒子と多孔質フィルムとを結着させるバインダー樹脂としての機能を有することとなる。また、前記微粒子は、絶縁性微粒子が好ましい。
多孔質層に含まれる有機微粒子としては、樹脂からなる微粒子が挙げられる。
多孔質層に含まれる無機微粒子としては、具体的には、例えば、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、シリカ、ハイドロタルサイト、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、窒化チタン、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、マイカ、ゼオライトおよびガラス等の無機物からなるフィラーが挙げられる。これらの無機微粒子は、絶縁性微粒子である。前記微粒子は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
前記微粒子のうち、無機物からなる微粒子が好適であり、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、ゼオライト、水酸化アルミニウム、またはベーマイト等の無機酸化物からなる微粒子がより好ましく、シリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、ベーマイトおよびアルミナからなる群から選択される少なくとも1種の微粒子がさらに好ましく、アルミナが特に好ましい。
多孔質層における微粒子の含有量は、多孔質層の1〜99体積%であることが好ましく、5〜95体積%であることがより好ましい。微粒子の含有量を前記範囲とすることにより、微粒子同士の接触によって形成される空隙が、樹脂等によって閉塞されることが少なくなる。よって、十分なイオン透過性を得ることができると共に、単位面積当たりの目付を適切な値にすることができる。
微粒子は、粒径または比表面積が互いに異なる2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
多孔質層の厚さは、積層セパレータの片面あたり、0.5〜15μmであることが好ましく、2〜10μmであることがより好ましい。多孔質層の厚さが0.5μm未満であると、電池の破損等による内部短絡を十分に防止することができない場合がある。また、多孔質層における電解液の保持量が低下する場合がある。一方、多孔質層の厚さが15μmを超えると、電池特性が低下する場合がある。
多孔質層の単位面積当たりの重量目付(片面当たり)は、1〜20g/mであることが好ましく、4〜10g/mであることがより好ましい。
また、多孔質層の1平方メートル当たりに含まれる多孔質層構成成分の体積(片面当たり)は、0.5〜20cmであることが好ましく、1〜10cmであることがより好ましく、2〜7cmであることがさらに好ましい。
多孔質層の空隙率は、十分なイオン透過性を得ることができるように、20〜90体積%であることが好ましく、30〜80体積%であることがより好ましい。また、多孔質層が有する細孔の孔径は、電極を構成する粒子の細孔への入り込みを防止するという観点から、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。
[積層セパレータ]
本発明の一実施形態における積層セパレータ(以下、「積層体」とも称する)は、前記ポリオレフィン多孔質フィルムおよび多孔質層を備え、好ましくは、前記ポリオレフィン多孔質フィルムの片面または両面に上述の多孔質層が積層された構成を備える。
本発明の一実施形態における積層体の膜厚は、5.5μm〜45μmであることが好ましく、6μm〜25μmであることがより好ましい。
本発明の一実施形態における積層体の透気度は、ガーレ値で30〜1000sec/100mLであることが好ましく、50〜800sec/100mLであることがより好ましい。
本発明の一実施形態における積層セパレータは、前記ポリオレフィン多孔質フィルムおよび多孔質層の他に、必要に応じて、さらに耐熱層や接着層、保護層等の公知の層(多孔質層など)を、本発明の目的を損なわない範囲で含んでいてもよい。
[多孔質層、積層体の製造方法]
本発明の一実施形態における多孔質層および積層体の製造方法としては、例えば、後述する塗工液を前記ポリオレフィン多孔質フィルムの表面に塗布し、乾燥させることによって多孔質層を析出させる方法が挙げられる。
なお、前記塗工液を前記ポリオレフィン多孔質フィルムの表面に塗布する前に、当該ポリオレフィン多孔質フィルムの塗工液を塗布する表面に対して、必要に応じて親水化処理を行うことができる。
本発明の一実施形態における多孔質層および積層体の製造方法に使用される塗工液は、通常、上述の多孔質層に含まれ得る樹脂を溶媒に溶解させると共に、上述の多孔質層に含まれ得る微粒子を分散させることにより調製され得る。ここで、樹脂を溶解させる溶媒は、微粒子を分散させる分散媒を兼ねている。ここで、樹脂は溶媒に溶解せずエマルションとして含まれていてもよい。
前記溶媒(分散媒)は、ポリオレフィン多孔質フィルムに悪影響を及ぼさず、前記樹脂を均一かつ安定に溶解し、前記微粒子を均一かつ安定に分散させるものであることが好ましい。前記溶媒(分散媒)としては、具体的には、例えば、水および有機溶媒が挙げられる。前記溶媒は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
塗工液は、所望の多孔質層を得るのに必要な樹脂固形分(樹脂濃度)および微粒子量等の条件を満足することができれば、どのような方法で形成されてもよい。塗工液の形成方法としては、具体的には、例えば、機械攪拌法、超音波分散法、高圧分散法、メディア分散法等が挙げられる。また、前記塗工液は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記樹脂および微粒子以外の成分として、分散剤、可塑剤、界面活性剤、pH調整剤等の添加剤を含んでいてもよい。尚、添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない範囲であればよい。
塗工液のポリオレフィン多孔質フィルムへの塗布方法、つまり、ポリオレフィン多孔質フィルムの表面への多孔質層の形成方法は、特に制限されるものではない。多孔質層の形成方法としては、例えば、塗工液をポリオレフィン多孔質フィルムの表面に直接塗布した後、溶媒(分散媒)を除去する方法;塗工液を適当な支持体に塗布し、溶媒(分散媒)を除去して多孔質層を形成した後、この多孔質層とポリオレフィン多孔質フィルムとを圧着させ、次いで支持体を剥がす方法;塗工液を適当な支持体に塗布した後、塗布面にポリオレフィン多孔質フィルムを圧着させ、次いで支持体を剥がした後に溶媒(分散媒)を除去する方法等が挙げられる。
塗工液の塗布方法としては、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、例えば、グラビアコーター法、ディップコーター法、バーコーター法、およびダイコーター法等が挙げられる。
溶媒(分散媒)の除去方法は、乾燥による方法が一般的である。また、塗工液に含まれる溶媒(分散媒)を他の溶媒に置換してから乾燥を行ってもよい。
[正極]
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池に備えられる正極は、一般に非水電解液二次電池の正極として使用されるものであれば、特に限定されない。例えば、正極として、正極活物質およびバインダー樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造を備える正極シートを使用することができる。なお、前記活物質層は、更に導電剤を含んでもよい。
前記正極活物質としては、例えば、リチウムイオンまたはナトリウムイオン等の金属イオンをドープ・脱ドープ可能な材料が挙げられる。当該材料としては、具体的には、例えば、V、Mn、Fe、CoおよびNi等の遷移金属を少なくとも1種類含んでいるリチウム複合酸化物が挙げられる。
前記導電剤としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維および有機高分子化合物焼成体等の炭素質材料等が挙げられる。前記導電材は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
前記結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂、アクリル樹脂、並びに、スチレンブタジエンゴムが挙げられる。なお、結着剤は、増粘剤としての機能も有している。
前記正極集電体としては、例えば、Al、Niおよびステンレス等の導電体が挙げられる。中でも、薄膜に加工し易く、安価であることから、Alがより好ましい。
シート状の正極の製造方法としては、例えば、正極活物質、導電剤および結着剤を正極集電体上で加圧成型する方法;適当な有機溶剤を用いて正極活物質、導電剤および結着剤をペースト状にした後、当該ペーストを正極集電体に塗工し、乾燥した後に加圧して正極集電体に固着する方法;等が挙げられる。
[負極]
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池に備えられる負極としては、一般に非水電解液二次電池の負極として使用されるものであれば、特に限定されない。例えば、負極として、負極活物質およびバインダー樹脂を含む活物質層が集電体上に成形された構造を備える負極シートを使用することができる。なお、前記活物質層は、更に導電剤を含んでもよい。
前記負極活物質としては、例えば、リチウムイオンまたはナトリウムイオン等の金属イオンをドープ・脱ドープ可能な材料が挙げられる。当該材料としては、例えば、炭素質材料等が挙げられる。炭素質材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラック、および熱分解炭素類等が挙げられる。
前記負極集電体としては、例えば、Cu、Niおよびステンレス等が挙げられ、リチウムと合金を作り難く、かつ薄膜に加工し易いことから、Cuがより好ましい。
シート状の負極の製造方法としては、例えば、負極活物質を負極集電体上で加圧成型する方法;適当な有機溶剤を用いて負極活物質をペースト状にした後、当該ペーストを負極集電体に塗工し、乾燥した後に加圧して負極集電体に固着する方法;等が挙げられる。前記ペーストには、好ましくは前記導電剤、および、前記結着剤が含まれる。
[非水電解液]
本発明の一実施形態における非水電解液は、下記式(A)で表されるイオン電導度低下率Lが1.0%以上、6.0%以下である添加剤を0.5ppm〜300ppm含有する。
L=(LA−LB)/LA・・・(A)
式(A)中、LAは、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート/ジエチルカーボネート=3/5/2(体積比)の割合で含む混合溶媒に、LiPFの濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解させた参照用電解液のイオン電導度(mS/cm)を表し、LBは、前記参照用電解液に、添加剤を1.0重量%溶解させた電解液のイオン電導度(mS/cm)を表す。
前記添加剤は、前記要件(式(A)で表されるイオン電導度低下率Lが1.0%以上、6.0%以下であること)を充足する化合物であれば特に限定されない。前記要件を充足する化合物としては、具体的には、ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、トリエチルフォスフェイト、ビニレンカーボネート、プロパンサルトン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、6−[3−(3−t−Butyl−4−hydroxy−5−methylphenyl)propoxy]−2,4,8,10−tetra−t−butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin、リン酸トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、2−[1−(2−Hydroxy−3,5−di−tert−pentylphenyl)ethyl]−4,6−di−tert−pentylphenyl acrylate、ジブチルヒドロキシトルエン等を挙げることができる。
本発明の一実施形態における非水電解液は、一般に非水電解液二次電池に使用される非水電解液と同様に、電解質と有機溶媒とを含む。前記電解質としては、例えば、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、Li10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩およびLiAlCl等のリチウム塩、等の金属塩が挙げられる。前記電解質は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
前記非水電解液を構成する有機溶媒としては、例えば、カーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、アミド類、カーバメート類および含硫黄化合物、並びにこれらの有機溶媒にフッ素基が導入されてなる含フッ素有機溶媒等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。前記有機溶媒は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
前記有機溶媒は、前記参照用電解液と同様に、エチレンカーボネート等の環状化合物とエチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状化合物とを含む混合溶媒であることが好ましい。前記混合溶媒は、前記環状化合物と、前記鎖状化合物とを、好ましくは環状化合物:鎖状化合物=2:8〜4:6(体積比)の割合で含み、より好ましくは、2:8〜3:7(体積比)の割合で含み、特に好ましくは3:7(体積比)の割合で含む。なお、環状化合物:鎖状化合物=3:7(体積比)の割合にて混合した混合溶媒は、非水電解液二次電池の非水電解液に、特に一般に使用される有機溶媒である。
本発明の一実施形態における添加剤は、前記参照用電解液のイオン伝導度を低下させるものである。
本発明の一実施形態における添加剤を非水電解液に添加することにより、ハイレート放電後の充電容量の低下を抑制できる理由としては、例えば、以下の理由が考えられる。前記添加剤を添加することによって、前記非水電解液中のイオンの解離度が低下し得る。これにより、充放電時、特に高速で電池を作動させた際の、セパレータと電極との界面におけるイオンの枯渇が低減され得る。それによって、ハイレート放電後の充電容量の低下を抑制できる、と考えられる。
電極近傍におけるイオンの枯渇を低減させるという観点から、前記非水電解液は、前記添加剤を0.5ppm以上含有し、20ppm以上含有することが好ましく、45ppm以上含有することがより好ましい。
一方、前記添加剤の含有量が過剰に多い場合、上述の電極近傍におけるイオンの枯渇を低減させることのみにとどまらず、非水電解液全体のイオンの解離度が過剰に低下し、非水電解液二次電池全体におけるイオンの流れが阻害され、かえってハイレート放電後の充電容量等の電池特性が低下すると考えられる。
上述の非水電解液二次電池全体におけるイオンの流れの阻害を抑制するとの観点から、前記非水電解液は、前記添加剤を300ppm以下含有し、250ppm以下含有することが好ましく、180ppm以下含有することがより好ましい。
ここで、前記添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有する非水電解液を備える、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池においては、充放電を繰り返した際、特に高速で電池を作動させた際における電極(正極)付近のイオンの解離度は、電解質近傍の添加剤の量に強く影響を受ける。
従って、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、非水電解液の種類に関係なく、電極(正極)付近のイオンの解離度を好適に小さくすることができる。すなわち、当該非水電解液に含まれる電解質の種類、量、および、含まれる有機溶媒の種類に関係なく、前記添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有することにより、電極(正極)付近のイオンの解離度を好適に小さくすることができる。その結果、ハイレート放電後の充電容量の低下を抑制することができる。
すなわち、前記のとおり非水電解液二次電池用セパレータに含まれるポリオレフィン多孔質フィルムの「空隙率」および「エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差」を適切な範囲に調整すると共に、非水電解液に含まれる添加剤のイオン伝導低下率および含有量を特定の範囲に調整することで、これらを備える非水電解液二次電池におけるイオンの流れを好適なものに調整し、その結果、非水電解液二次電池のハイレート放電後の充電容量の低下を大きく抑制することができる。
前記非水電解液における添加剤の含有量を0.5ppm以上、300ppm以下に制御する方法は、特に限定されないが、例えば、後述する非水電解液二次電池の製造方法にて、非水電解液二次電池の筐体となる容器に注入する前記非水電解液に、前記添加剤を、その含有量が0.5ppm以上、300ppm以下となるように、前もって溶解させる方法等を挙げることができる。
[非水電解液二次電池の製造方法]
本発明の一実施形態に係る非水二次電池の製造方法としては、従来公知の製造方法を採用することができる。従来公知の製造方法としては、例えば、前記正極、前記非水電解液二次電池用セパレータ、および負極をこの順で配置することにより非水電解液二次電池用部材を形成し、非水電解液二次電池の筐体となる容器に当該非水電解液二次電池用部材を入れ、次いで、当該容器内を前記非水電解液で満たした後、減圧しつつ密閉することにより、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池を製造する方法を挙げることができる。
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[測定方法]
実施例1〜9および比較例1〜4にて製造されたポリオレフィン多孔質フィルムの物性等、並びに、非水電解液二次電池のサイクル特性を、以下の方法を用いて測定した。
(1)膜厚(単位:μm):
ポリオレフィン多孔質フィルムの膜厚は株式会社ミツトヨ製の高精度デジタル測長機(VL−50)を用いて測定した。
(2)空隙率
実施例1〜9および比較例1〜4にて製造されたポリオレフィン多孔質フィルムを一辺の長さ8cmの正方形に切り取り、その切り取った小片の重量:W(g)および厚さ:E(cm)を測定する。測定された重量(W)および厚さ(E)、並びに、多孔質フィルムの真比重ρ(g/cm)に基づき、
空隙率=(1−{(W/ρ)}/(8×8×E))×100
の式に従ってポリオレフィン多孔質フィルムの空隙率を算出した。
(3)位相差および複屈折率
実施例1〜9および比較例1〜4にて製造されたポリオレフィン多孔質フィルムを4cm×4cmに切り取り、エタノール0.5mLを垂らし、エタノールに含浸させることで半透明状フィルムを得た。この際、吸収しきれなかった余分なエタノールは拭き取って除去した。そして、王子計測機器製位相差測定装置(KOBRA-WPR)を用いて、得られた半透明状フィルムの、25℃における波長590nmの光に対する複屈折率を測定し、位相差を算出した。
(4)イオン伝導度低下率(%)
エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを3:5:2(体積比)で混合してなる混合溶媒に、LiPFを1mol/Lとなるように溶解した液に、各添加剤を1%となるように添加して溶解した後、イオン伝導度(mS/cm)を測定した。イオン電導度は株式会社堀場製作所製の電気伝導率計(ES−71)を用いて測定した。
イオン伝導度低下率は、下記式(A)で表される。
L=(LA−LB)/LA(A)
L:イオン伝導度低下率(%)
LA:添加する前のイオン伝導度(mS/cm)
LB:添加後のイオン伝導度(mS/cm)
(5)非水電解液二次電池の電池特性
後述のようにして組み立てた非水電解液二次電池を、25℃で電圧範囲;4.1〜2.7V、電流値;0.2CのCC−CV充電(終止電流条件0.02C)、放電電流値0.2CのCC放電(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下も同様)を1サイクルとして、4サイクルの初期充放電を25℃にて実施した。
ここでCC−CV充電とは、設定した一定の電流で充電し、所定の電圧に到達後、電流を絞りながら、その電圧を維持する充電方法である。またCC放電とは、設定した一定の電流で所定の電圧まで放電する方法であり、以下も同様である。
前記初期充放電を行った非水電解液二次電池に対して、充電電流値1CのCC−CV充電(終止電流条件0.02C)、放電電流値0.2C、1C、5Cの順によりCC放電を実施した。各レートにつき充放電を3サイクル、55℃にて実施した。このとき、電圧範囲は2.7V〜4.2Vとした。このとき、5C放電レート特性測定時の3サイクル目の1C充電のときの充電容量を測定し、ハイレート放電後の充電容量とした。また、実施例、比較例にて製造した非水電解液二次電池の設計容量(20.5mAh)に対するハイレート放電後の充電容量の割合(%)を算出した。以下において、上述の割合を、「充電容量維持率」と称する。
[実施例1]
[非水電解液二次電池用セパレータの製造]
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR4032、ティコナ社製)を70重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)30重量%、この超高分子量ポリエチレンとポリエチレンワックスの合計を100重量部として、酸化防止剤1(Irganox1010):0.4重量部、酸化防止剤2(Irgafos168):0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム:1.3重量部を加え、更に全体積に対して38体積%となるように平均粒径0.1μmの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合した後、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とした。そして、該ポリオレフィン樹脂組成物を表面温度が150℃一対のロールにて圧延し、速度比を変えた巻取りロールで引張りながら段階的に冷却した。ここでは、圧延ドロー比(巻取りロール速度/圧延ロール速度)1.4倍として、膜厚62μmのシートを作製した。このシートを塩酸水溶液(塩酸4mol/L、非イオン系界面活性剤0.5重量%)に浸漬させることで炭酸カルシウムを除去し、原料ポリオレフィンシートを得た。続いて原料ポリオレフィンシートを105℃で6.2倍に延伸して、ポリオレフィン多孔質フィルム1を得た。得られたポリオレフィン多孔質フィルム1を非水電解液二次電池用セパレータ1とした。上述の測定方法にて測定した非水電解液二次電池用セパレータ1の物性を表1に示す。
[非水電解液二次電池の作製]
(正極の作製)
LiNi0.5Mn0.3Co0.2/導電材/PVDF(重量比92/5/3)をアルミニウム箔に塗布することにより製造された市販の正極を用いた。前記市販の正極を、正極活物質層が形成された部分の大きさが40mm×35mmであり、かつその外周に幅13mmで正極活物質層が形成されていない部分が残るように、アルミニウム箔を切り取って正極とした。正極活物質層の厚さは58μm、密度は2.50g/cmであった。
(負極の作製)
黒鉛/スチレン−1,3−ブタジエン共重合体/カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量比98/1/1)を銅箔に塗布することにより製造された市販の負極を用いた。前記市販の負極を、負極活物質層が形成された部分の大きさが50mm×40mmであり、かつその外周に幅13mmで負極活物質層が形成されていない部分が残るように、銅箔を切り取って負極とした。負極活物質層の厚さは49μm、の密度は1.40g/cmであった。
(非水電解液の作製)
エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを3:5:2(体積比)で混合した混合溶媒に、LiPFの濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解して、電解液原液1(Liイオンを含む非プロトン性極性溶媒電解液)とした。
添加剤であるペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](イオン電導度低下率:4.0%)10.2mgにジエチルカーボネートを加え、溶解させて5mLとし、添加液1とした。90μLの添加液1と1910μLの電解液原液1とを混合し、非水電解液1とした。非水電解液1における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
前記正極、前記負極および非水電解液二次電池用セパレータ1および非水電解液1を使用して、以下に示す方法にて非水電解液二次電池を製造した。製造した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池1とした。
ラミネートパウチ内で、前記正極、非水電解液二次電池用セパレータ1、および負極をこの順で積層(配置)することにより、非水電解液二次電池用部材1を得た。このとき、正極の正極活物質層における主面の全部が、負極の負極活物質層における主面の範囲に含まれる(主面に重なる)ように、正極および負極を配置した。
続いて、非水電解液二次電池用部材1を、予め作製していた、アルミニウム層とヒートシール層とが積層されてなる袋に入れ、さらにこの袋に非水電解液1を0.23mL入れた。そして、袋内を減圧しつつ、当該袋をヒートシールすることにより、非水電解液二次電池1を作製した。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池1のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例2]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
ジブチルヒドロキシトルエン(イオン電導度低下率:5.3%)10.3mgにジエチルカーボネートを加えて溶かして5mLとし、添加液2とした。90μLの添加液2と1910μLの電解液原液1を混合し、非水電解液2とした。非水電解液2における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液2を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池2とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池2のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例3]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
300μLの添加液1と1700μLの電解液原液1を混合し、非水電解液3とした。非水電解液3における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液3を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池3とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池3のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例4]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
ビニレンカーボネート(イオン電導度低下率:1.3%)10.0mgにジエチルカーボネートを加えて溶かして5mLとし、添加液3とした。90μLの添加液3と1910μLの電解液原液1を混合し、非水電解液4とした。非水電解液4における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液4を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池4とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池4のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例5]
[非水電解液二次電池用セパレータの製造]
超高分子量ポリエチレン粉末として、ティコナ社製のGUR4012を80重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)を20重量%、全体積に対して37体積%となるように平均粒径0.1μmの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、105℃で4倍に延伸した以外は実施例1と同様にして、ポリオレフィン多孔質フィルムを得た。得られたポリオレフィン多孔質フィルムを非水電解液二次電池用セパレータ2とした。上述の測定方法にて測定した非水電解液二次電池用セパレータ2の物性を、表1に示す。
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液二次電池の組み立て)
電解液二次電池用セパレータ1の代わりに、電解液二次電池用セパレータ2を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池5とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池5のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例6]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
200μLの添加液1と1800μLの電解液原液1を混合し、この液100μLに電解液原液1を900μL加えて、添加液4とした。50μLの添加液4と1950μLの電解液原液1を混合し、非水電解液5とした。非水電解液5における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液5を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池6とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池6のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例7]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
エチレンカーボネート、ジエチルカーボネートを3:7(体積比)で混合した混合溶媒に、LiPFの濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解して、電解液原液2とした。90μLの添加液1と1910μLの電解液原液2とを混合し、非水電解液6とした。非水電解液6における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液6を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池7とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池7のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例8]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを4:4:2(体積比)で混合してなる混合溶媒に、LiPFを1mol/Lとなるように溶解して、電解液原液3とした。90μLの添加液1と1910μLの電解液原液3を混合し、非水電解液7とした。非水電解液7における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液7を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池8とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池8のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[実施例9]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを2:5:3(体積比)で混合してなる混合溶媒に、LiPFを1mol/Lとなるように溶解して、電解液原液4とした。90μLの添加液1と1910μLの電解液原液4を混合し、非水電解液8とした。非水電解液8における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液8を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池9とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池9のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[比較例1]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
トリス−(4−t−ブチル−2,6−ジ−メチル−3−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレイト(イオン電導度低下率:6.1%)10.8mgにジエチルカーボネートを加えて溶かして5mLとし、添加液5とした。90μLの添加液5と1910μLの電解液原液1を混合し、非水電解液9とした。非水電解液9における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液9を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池10とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池10のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[比較例2]
[非水電解液二次電池用セパレータ]
市販品のポリオレフィン多孔質フィルムを非水電解液二次電池用セパレータ3とした。上述の測定方法にて測定した非水電解液二次電池用セパレータ3の物性を、表1に示す。
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液二次電池の組み立て)
電解液二次電池用セパレータ1の代わりに、電解液二次電池用セパレータ3を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池11とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池11のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[比較例3]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液の作製)
400μLの添加液1と1600μLの電解液原液1を混合し、非水電解液10とした。非水電解液10における前記添加剤の含有量を表1に示す。
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、非水電解液10を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池12とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池12のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[比較例4]
[非水電解液二次電池の作製]
(非水電解液二次電池の組み立て)
非水電解液1の代わりに、電解液原液1を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池13とした。
その後、上述の方法にて得られた非水電解液二次電池13のハイレート放電後の充電容量の測定を行い、「充電容量維持率」を算出した。その結果を表1に示す。
[結論]
Figure 2019139973
実施例1〜9にて製造した非水電解液二次電池は、空隙率が30体積%〜60体積%であり、かつ、前記位相差が80nm以下であるポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータ、および、1.0重量%溶解させたときの参照用電解液のイオン伝導度低下率が1.0%以上、6.0%以下である添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有する非水電解液を備える。比較例1〜4にて製造した非水電解液二次電池は、前記位相差、並びに、前記イオン伝導度低下率および前記添加剤の含有量のうちの1つが上述の範囲外である。表1に示す結果から、実施例1〜9にて製造した非水電解液二次電池は、比較例1〜4にて製造された非水電解液二次電池よりもハイレート放電後の充電容量維持率が高く、ハイレート放電後の充電容量の低下が抑制されていることが分かった。
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、ハイレート放電後の充電容量の低下が抑制されている。従って、様々な用途、特に電動工具、掃除機等の民生用の電池および車載用電池等のハイレート放電を行うことが必要となる電池として好適に利用することができる。

Claims (1)

  1. ポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータと、非水電解液と、を備え、
    前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、エタノールを含浸した状態における、波長590nmの光に対する位相差が80nm以下であり、
    前記ポリオレフィン多孔質フィルムは、空隙率が30体積%以上、60体積%以下であり、
    前記非水電解液は、下記式(A)で表されるイオン電導度低下率Lが1.0%以上、6.0%以下である添加剤を0.5ppm以上、300ppm以下含有する、非水電解液二次電池。
    L=(LA−LB)/LA・・・(A)
    (式(A)中、LAは、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート/ジエチルカーボネート=3/5/2(体積比)の割合で含む混合溶媒に、LiPFの濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解させた参照用電解液のイオン電導度(mS/cm)を表し、
    LBは、前記参照用電解液に、添加剤を1.0重量%溶解させた電解液のイオン電導度(mS/cm)を表す。)
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