JP4802217B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、外装材がラミネートフィルムからなる非水電解質二次電池に係わるものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery whose exterior material is a laminate film.

近年、携帯電話や携帯型パソコンなどといった電子機器の小型化と需要の増大に伴い、これら電子機器の電源である二次電池に対する高性能化が要求されている。かかる二次電池としては、炭素材料のようなリチウムを吸蔵・放出できる物質を負極材料に用いた非水電解質電池が開発され、携帯電子機器用の電源として普及している。この非水電解質二次電池は、従来の電池と異なり、軽量で、かつ4V級の高い起電力を有するという特徴があり、その優れた性能が注目されている。   In recent years, with the downsizing and increasing demand of electronic devices such as mobile phones and portable personal computers, there has been a demand for higher performance with respect to secondary batteries as power sources for these electronic devices. As such a secondary battery, a non-aqueous electrolyte battery using a material capable of occluding and releasing lithium, such as a carbon material, as a negative electrode material has been developed and is widely used as a power source for portable electronic devices. Unlike conventional batteries, this non-aqueous electrolyte secondary battery is characterized by being light in weight and having a high electromotive force of 4V class, and its excellent performance has attracted attention.

そこで、前記非水電解質二次電池を、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として適用することが検討されている。このような用途では、従来の非水電解質二次電池に比べ、より高い出力特性が要求される。   Then, applying the said nonaqueous electrolyte secondary battery as power supplies, such as an electric vehicle, an electric tool, a cordless cleaner, is examined. In such applications, higher output characteristics are required as compared with conventional nonaqueous electrolyte secondary batteries.

電池を高出力化するには、電池の内部抵抗を極力低減する必要がある。そのためには、電極および電池部材を低抵抗化し、集電効率を高めることが重要である。その方策の一つとして、電極に複数の集電リードを備えた円筒型リチウムイオン二次電池あるいは角型リチウムイオン二次電池の開発が進められており、例えば特開平9−92335号公報(特許文献1)に開示されている。このような構成とすることにより、集電効率が向上し、電池の内部抵抗を低減できるため、出力特性に優れた電池を形成することができる。   In order to increase the output of the battery, it is necessary to reduce the internal resistance of the battery as much as possible. For this purpose, it is important to reduce the resistance of the electrode and the battery member and increase the current collection efficiency. As one of the measures, development of a cylindrical lithium ion secondary battery or a square lithium ion secondary battery having a plurality of current collecting leads on an electrode is in progress, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-92335 (patent) Document 1). With such a configuration, the current collection efficiency is improved and the internal resistance of the battery can be reduced, so that a battery with excellent output characteristics can be formed.

しかしながら、このような電池は外装容器として金属容器を用いているため、電池を軽量化するには限界がある。しかも、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として用いる際には、単電池を複数個接続した組電池として使用するため、重量の増加が大きな問題となる。そこで、軽量で、高出力な電池が要望されている。   However, since such a battery uses a metal container as an exterior container, there is a limit in reducing the weight of the battery. In addition, when used as a power source for an electric vehicle, a power tool, a cordless cleaner, and the like, since it is used as an assembled battery in which a plurality of unit cells are connected, an increase in weight becomes a serious problem. Therefore, a lightweight and high output battery is demanded.

ところで、現在、携帯電話などの携帯機器向けの非水電解質二次電池として、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置されるポリマー電解質層とからなり、電極群、ポリマー電解質からなる電解質および前記電極群が収納される外装材を具備したリチウムイオン二次電池が提案され、開発が進められている。この二次電池は、外装材の厚さを薄くしても正極並びに負極とポリマー電解質層との密着性を確保することができる。このため、外装材として、薄い金属層と高分子フィルムとから構成されたラミネートフィルムを使用することが可能になり、薄型で軽量なリチウムイオン二次電池を形成することができる。また、前記ポリマー電解質は、非水電解液が保持されたゲル状ポリマーである。しかしながら、この二次電池は、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に比べて電極界面のインピーダンスが大きく、かつリチウムイオン伝導度が低いため、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に大電流放電特性が劣るという問題がある。   By the way, as a non-aqueous electrolyte secondary battery for portable devices such as mobile phones, a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode are used. A lithium ion secondary battery having an outer material for accommodating the electrolyte and the electrode group has been proposed and developed. This secondary battery can secure the adhesion between the positive electrode, the negative electrode and the polymer electrolyte layer even if the thickness of the exterior material is reduced. For this reason, it becomes possible to use the laminated film comprised from the thin metal layer and the polymer film as an exterior material, and can form a thin and lightweight lithium ion secondary battery. The polymer electrolyte is a gel polymer in which a non-aqueous electrolyte is held. However, since this secondary battery has a larger impedance at the electrode interface and lower lithium ion conductivity than a lithium ion secondary battery having a liquid nonaqueous electrolyte, the lithium ion having a liquid nonaqueous electrolyte is used. There is a problem that the secondary battery is inferior in large current discharge characteristics.

このようなことから、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池を薄型化するための提案が、下記の如くなされている。特開平10−177865号の公開公報(特許文献2)の特許請求の範囲には、正極と負極と、電解液を保持した対向面を有するセパレータと、電解質相、電解液を含有する高分子ゲル相および混相からなり、かつ上記セパレータの対向面に上記正極および負極を接合する接着性樹脂層とを備えたリチウムイオン二次電池が記載されている。また、特開平10−189054号の公開公報(特許文献3)の特許請求の範囲には、主成分ポリフッ化ビニリデンを溶媒に溶解してなるバインダー樹脂溶液をセパレータに塗布する工程、このセパレータ上に電極を重ね合わせ、密着させたまま乾燥し溶剤を蒸発させて電池積層体を形成する工程、この電池積層体に電解液を含浸させる工程を備えた薄型リチウムイオン二次電池の製造方法が記載されている。さらに、特開平10−172606号公報(特許文献4)の特許請求の範囲には、正極と、負極と、前記正極及び負極の間に配置され、リチウムイオンを含む電解液を保持するセパレータと、前記電解液を保持し、前記正極、負極およびセパレータを接合する多孔性の接着性樹脂層とを具備したリチウムイオン二次電池が開示されている。   For these reasons, the following proposals have been made to reduce the thickness of a lithium ion secondary battery having a liquid nonaqueous electrolyte. In the claims of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-177865 (Patent Document 2), a polymer gel containing a positive electrode, a negative electrode, a separator having an opposing surface holding an electrolytic solution, an electrolyte phase, and an electrolytic solution A lithium ion secondary battery comprising a phase and a mixed phase and having an adhesive resin layer for joining the positive electrode and the negative electrode to the opposing surface of the separator is described. Further, in the claims of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-189054 (Patent Document 3), a step of applying a binder resin solution obtained by dissolving a main component polyvinylidene fluoride in a solvent to the separator, A method for producing a thin lithium ion secondary battery comprising a step of forming a battery laminate by stacking and drying the electrodes while they are adhered and evaporating the solvent, and a step of impregnating the battery laminate with an electrolyte is described. ing. Further, in the claims of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-172606 (Patent Document 4), a positive electrode, a negative electrode, a separator that is disposed between the positive electrode and the negative electrode and holds an electrolytic solution containing lithium ions, A lithium ion secondary battery that holds the electrolytic solution and includes a porous adhesive resin layer that joins the positive electrode, the negative electrode, and the separator is disclosed.

しかしながら、各公報に開示されたリチウムイオン二次電池は、内部抵抗が高くなるため出力特性が劣るという問題があり、高出力用途としては必ずしも十分ではなかった。   However, the lithium ion secondary battery disclosed in each publication has a problem that output characteristics are inferior due to an increase in internal resistance, and is not necessarily sufficient for high output applications.

そこで、上記問題点を解決するために、薄型リチウムイオン二次電池において、前述の円筒型リチウムイオン二次電池の如く、複数の集電リードを備えた構造を適用すると、ラミネートフィルムと集電リードとの界面には隙間が生じ易いため、出力特性は向上する一方で、その隙間から非水電解質が外部に漏れたり、水分が内部に侵入したりするという不具合を生じる可能性が高くなる。その結果、放電容量やサイクル特性のような基本特性が損なわれるといった問題点が生じた。
特開平9−92335号公報 特開平10−177865号公報 特開平10−189054号公報 特開平10−172606号公報
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in a thin lithium ion secondary battery, when a structure including a plurality of current collecting leads is applied as in the above-described cylindrical lithium ion secondary battery, a laminate film and a current collecting lead are applied. Since a gap is likely to be generated at the interface, the output characteristics are improved, but there is a high possibility that a nonaqueous electrolyte leaks from the gap or moisture enters the inside. As a result, there arises a problem that basic characteristics such as discharge capacity and cycle characteristics are impaired.
JP-A-9-92335 JP-A-10-177865 Japanese Patent Laid-Open No. 10-189054 JP-A-10-172606

本発明の目的は、軽量で出力特性に優れ、かつ外装材からの非水電解質の漏液や水分の侵入を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that is lightweight and excellent in output characteristics, and that significantly suppresses non-aqueous electrolyte leakage and moisture intrusion from an exterior material.

本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記(1)式により算出される長さ比は、0.3以上であることを特徴とする。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes an electrode group having a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
A non-aqueous electrolyte held in the electrode group;
At least a part of the inner surface is made of a laminate film formed from a thermoplastic resin layer, and houses the electrode group, and heat seals the thermoplastic resin layers together to form a sealing portion. An exterior material for sealing;
A plurality of positive electrode current collecting leads having one end connected to the positive electrode of the electrode group and the other end extended from the electrode group;
A plurality of negative electrode current collector leads having one end connected to the negative electrode of the electrode group and the other end extending from the electrode group in a direction opposite to the positive electrode current collector lead;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of positive electrode current collecting leads are connected, and a positive electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of negative electrode current collecting leads are connected, and a negative electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material In the non-aqueous electrolyte secondary battery
The laminate has a structure wound in a flat shape,
The length ratio calculated by the following formula (1) in the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 0.3 or more.

1/L2 (1)
但し、(1)式において、L1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、L2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
L 1 / L 2 (1)
However, (1) In formula, L 1 represents the length of the current collector lead connecting portions of the sides in the positive and negative terminals, the length of the side L 2 is along the current collecting lead connecting portion in the electrode group Indicates.

また、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記(1)式により算出される長さ比は、0.3以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする。
Moreover, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
A non-aqueous electrolyte held in the electrode group;
At least a part of the inner surface is made of a laminate film formed from a thermoplastic resin layer, and houses the electrode group, and heat seals the thermoplastic resin layers together to form a sealing portion. An exterior material for sealing;
A plurality of positive electrode current collecting leads having one end connected to the positive electrode of the electrode group and the other end extended from the electrode group;
A plurality of negative electrode current collector leads having one end connected to the negative electrode of the electrode group and the other end extending from the electrode group in a direction opposite to the positive electrode current collector lead;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of positive electrode current collecting leads are connected, and a positive electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of negative electrode current collecting leads are connected, and a negative electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material In the non-aqueous electrolyte secondary battery
The length ratio calculated by the following formula (1) in the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 0.3 or more,
The other ends of the plurality of positive current collecting leads are connected in a state aligned with the current collecting lead connecting portion of the positive terminal, and the other ends of the plurality of negative current collecting leads are connected to the negative terminal. It is characterized in that it is connected in a state where it is aligned with the current collector lead connection part.

1/L2 (1)
但し、(1)式において、L1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、L2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
L 1 / L 2 (1)
However, (1) In formula, L 1 represents the length of the current collector lead connecting portions of the sides in the positive and negative terminals, the length of the side L 2 is along the current collecting lead connecting portion in the electrode group Indicates.

本発明に係る二次電池において、前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることが好ましい。前記熱可塑性樹脂層の厚さは、40μm〜100μmであることが好ましい。   In the secondary battery according to the present invention, it is preferable that at least a portion of the surface of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal that passes through the sealing portion of the laminate film is covered with a thermoplastic resin layer. The thermoplastic resin layer preferably has a thickness of 40 μm to 100 μm.

また、本発明に係る二次電池において、前記集電リードの短手方向の断面積は、0.5mm2〜5mm2であることが望ましい。この構成によれば、軽量で出力特性に優れた非水電解質二次電池であって、外装材内に収納された非水電解液が外部に漏液したり、水分が内部に侵入したりする不具合が生じることが防止される。 Further, in the secondary battery of the present invention, the cross-sectional area in the transverse direction of the current collector lead is preferably a 0.5 mm 2 to 5 mm 2. According to this configuration, the non-aqueous electrolyte secondary battery is light and excellent in output characteristics, and the non-aqueous electrolyte stored in the exterior material leaks to the outside or moisture enters the inside. Problems are prevented from occurring.

以上詳述したように、本発明によれば、軽量で、大電流放電特性に優れた非水電解液二次電池を提供することができる。また、本発明によれば、外装材からの非水電解質の漏液を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供することができる。従って、携帯機器用の電源としては勿論のこと、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として極めて有用である。   As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that is lightweight and excellent in large current discharge characteristics. Moreover, according to this invention, the nonaqueous electrolyte secondary battery which suppressed the leakage of the nonaqueous electrolyte from an exterior material can be provided. Therefore, it is extremely useful as a power source for portable devices, as well as a power source for electric vehicles, power tools, cordless cleaners, and the like.

以下、本発明に係わる非水電解液二次電池の一例である薄型リチウムイオン二次電池を図1及び図2を参照として詳細に説明する。但し本発明に係わる非水電解液二次電池は、本発明の範囲にあるものであれば、以下の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, a thin lithium ion secondary battery which is an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is not limited to the following embodiment as long as it is within the scope of the present invention.

図1は本発明に係わる非水電解液二次電池(例えば、薄型リチウムイオン二次電池)を示す断面図、図2は図1のA部を示す拡大断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a nonaqueous electrolyte secondary battery (for example, a thin lithium ion secondary battery) according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing part A of FIG.

図1に示すように、例えば多層シートからなる外装材1内には、電極群2が収納されている。電極群2は、正極、セパレータ及び負極からなる積層物が偏平状に捲回された構造を有する。   As shown in FIG. 1, the electrode group 2 is accommodated in the exterior material 1 which consists of a multilayer sheet, for example. The electrode group 2 has a structure in which a laminate composed of a positive electrode, a separator, and a negative electrode is wound in a flat shape.

前記積層物は、図2に示すように、(図の下側から)セパレータ3、正極活物質層4と正極集電体5と正極活物質層4を備えた正極6、セパレータ3、負極活物質層7と負極集電体8と負極活物質層7を備えた負極9、セパレータ3、正極活物質層4と正極集電体5と正極活物質層4を備えた正極6、セパレータ3、負極活物質層7と負極集電体8を備えた負極9がこの順番に積層されたものからなる。図示しない接着層は、前記電極群2の表面と前記外装材1の内面の間に配置されている。非水電解質は、前記外装材1内に収納されている。   As shown in FIG. 2, the laminate includes a separator 3, a positive electrode 6 including a positive electrode active material layer 4, a positive electrode current collector 5, and a positive electrode active material layer 4 (from the lower side of the figure), a separator 3, a negative electrode active material. A negative electrode 9 including a material layer 7, a negative electrode current collector 8, and a negative electrode active material layer 7, a separator 3, a positive electrode active material layer 4, a positive electrode current collector 5, and a positive electrode 6 including a positive electrode active material layer 4; The negative electrode 9 including the negative electrode active material layer 7 and the negative electrode current collector 8 is laminated in this order. An adhesive layer (not shown) is disposed between the surface of the electrode group 2 and the inner surface of the exterior material 1. The nonaqueous electrolyte is accommodated in the exterior material 1.

前記外装材1内に収納された帯状の複数の正極リード11は、図3に示すように、それぞれ一端が前記電極群2の前記正極集電体5に接続され、他端が凸型の正極端子12に接続されている。前記正極端子12は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材1より突出するように配置されている。前記正極リード11を前記正極集電体5に接続する方法としては、電極に活物質層を形成しない無地部を設け、スポット溶接機あるいは超音波溶接機などにより前記無地部に溶接する方法が挙げられる。   As shown in FIG. 3, the plurality of strip-like positive leads 11 housed in the exterior material 1 are connected to the positive electrode current collector 5 of the electrode group 2 and the other end is a convex positive electrode, as shown in FIG. 3. It is connected to the terminal 12. The positive electrode terminal 12 is arranged so that the connecting portion of the current collecting lead is flat and protrudes from the exterior material 1. As a method of connecting the positive electrode lead 11 to the positive electrode current collector 5, there is a method in which a solid portion that does not form an active material layer is provided on the electrode and the electrode is welded to the plain portion with a spot welder or an ultrasonic welder. It is done.

前記無地部を形成する方法としては、間欠塗布機能を有する塗布装置を用いて間欠塗布を行う方法、集電体の一部または電極端部を連続的に突出させたりすることにより作製する方法等を挙げることができる。   Examples of the method for forming the plain portion include a method of performing intermittent coating using a coating apparatus having an intermittent coating function, a method of manufacturing by continuously projecting a part of the current collector or an end portion of the electrode, and the like. Can be mentioned.

前記正極リード11としては、厚さが100μm〜500μmのアルミニウム箔、アルミニウムリボン、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを挙げることができる。   Examples of the positive electrode lead 11 include an aluminum foil, an aluminum ribbon, an aluminum plate, a stainless steel foil, a stainless steel ribbon, and a stainless steel plate having a thickness of 100 μm to 500 μm.

前記正極リードの短手方向の断面積は、0.5mm2〜5mm2であることが望ましい。このような正極リードを用いることにより、電池の内部抵抗を低減することができ、出力特性を向上させることができる。 Sectional area in the transverse direction of the positive electrode lead is preferably a 0.5 mm 2 to 5 mm 2. By using such a positive electrode lead, the internal resistance of the battery can be reduced and the output characteristics can be improved.

前記正極リード11は、その表面に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記正極リード11の表面に前記外装材1を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。   The positive electrode lead 11 is preferably bonded to the inner surface of the exterior material by an adhesive layer formed on the surface thereof. With such a configuration, the outer packaging material 1 can be fixed to the surface of the positive electrode lead 11, so that the nonaqueous electrolyte can be prevented from penetrating and leaking.

前記正極リード11の表面は、絶縁性保護シートで被覆されていることが更に望ましい。このような構成とすることにより、前記正極リード11が負極9と接触して内部短絡するのを防止することができる。   More preferably, the surface of the positive electrode lead 11 is covered with an insulating protective sheet. With such a configuration, it is possible to prevent the positive electrode lead 11 from coming into contact with the negative electrode 9 and causing an internal short circuit.

前記絶縁性保護シートとしては、液状非水電解質に不溶な有機高分子から形成されることが好ましい。かかる材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂及びポリオレフィン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種類を挙げることができる。ポリイミド樹脂としては、例えばデュポン(duPont)社製の商品名がカプトン(Kapton)を挙げることができる。一方、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂を挙げることができる。また、フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)を挙げることができる。   The insulating protective sheet is preferably formed from an organic polymer that is insoluble in the liquid non-aqueous electrolyte. Examples of such a material include at least one selected from the group consisting of a polyimide resin, a fluororesin, and a polyolefin resin. As a polyimide resin, the brand name made from duPont (duPont) can mention Kapton (Kapton), for example. On the other hand, examples of the polyolefin resin include a polyethylene resin and a polypropylene resin. Moreover, as a fluororesin, polyvinylidene fluoride (PVdF) can be mentioned, for example.

絶縁性保護シートは、不織布またはフィルムから形成することができる。また、多孔質な絶縁性保護シートを使用すると、電極群への電解液含浸性を高めることができる。さらに、絶縁性保護シートと電極群の間に接着剤が存在しても良い。   The insulating protective sheet can be formed from a nonwoven fabric or a film. Moreover, when a porous insulating protective sheet is used, the electrolyte solution impregnation property to an electrode group can be improved. Furthermore, an adhesive may be present between the insulating protective sheet and the electrode group.

前記正極端子12としては、厚さが100μm〜500μmのアルミニウム箔、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレス板などを挙げることができる。   Examples of the positive electrode terminal 12 include an aluminum foil, an aluminum plate, a stainless steel foil, and a stainless steel plate having a thickness of 100 μm to 500 μm.

前記正極端子12は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層10で被覆されていることが望ましい。図4に正極端子部を示す拡大断面図を示す。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層10の厚さは、40μm〜100μmであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層10の厚さの更に好ましい範囲は、60μm〜80μmである。   As for the said positive electrode terminal 12, it is desirable that the part which passes the sealing part of the laminate film of the surface is coat | covered with the thermoplastic resin layer 10. FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the positive terminal portion. With such a configuration, the thermoplastic resin adheres to the laminate film by thermal bonding, so that the nonaqueous electrolyte can be prevented from penetrating and leaking. The thickness of the thermoplastic resin layer 10 is preferably 40 μm to 100 μm. A more preferable range of the thickness of the thermoplastic resin layer 10 is 60 μm to 80 μm.

前記熱可塑性樹脂層10は、1種類の樹脂から形成されていても、あるいは2種類以上の樹脂から形成されていても良い。前記熱可塑性樹脂の融点は、120℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は140℃〜250℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が150℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。   The thermoplastic resin layer 10 may be formed of one type of resin or may be formed of two or more types of resins. The melting point of the thermoplastic resin is preferably 120 ° C. or higher, and a more preferable range is 140 ° C. to 250 ° C. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene and polypropylene. In particular, polypropylene having a melting point of 150 ° C. or higher is desirable because it can improve the sealing strength of the heat seal portion.

前記正極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材1に収納される部位の厚さと、前記外装材1より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材1に収納される部位の厚さを、前記外装材1より外部に突出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。   Examples of the shape of the positive electrode terminal include a convex shape, a rectangular shape, and a trapezoidal shape, but the shape is not particularly limited. In addition, the thickness of a part of the surface housed in the exterior material 1 and the thickness of a part extending to the outside from the exterior material 1 may be different. At that time, it is preferable to make the thickness of the part accommodated in the exterior material 1 thinner than the thickness of the part protruding to the outside from the exterior material 1.

一方、前記外装材1内に収納された帯状の複数の負極リード13は、図3に示すように、それぞれ前記電極群を介して前記正極リード11と反対方向に延出するように配置されており、それぞれ一端が前記電極群2の前記負極集電体8に接続され、他端が凸形の負極端子14に接続されている。前記負極端子14は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材1より突出するように配置されている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the plurality of strip-like negative leads 13 housed in the exterior material 1 are arranged so as to extend in the opposite direction to the positive leads 11 through the electrode groups. One end is connected to the negative electrode current collector 8 of the electrode group 2, and the other end is connected to the convex negative electrode terminal 14. The negative electrode terminal 14 is arranged so that the connecting portion of the current collecting lead is flat and protrudes from the exterior material 1.

前記負極リード13を前記負極集電体8に接続する方法としては、前記正極リード11を前記正極集電体5に接続する方法と同様な方法が用いられる。   As a method of connecting the negative electrode lead 13 to the negative electrode current collector 8, a method similar to the method of connecting the positive electrode lead 11 to the positive electrode current collector 5 is used.

前記負極リード13としては、厚さが100μm〜500μmの銅箔、銅製リボン、銅板、ニッケル箔、ニッケルリボン、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを用いることができる。   As the negative electrode lead 13, a copper foil, a copper ribbon, a copper plate, a nickel foil, a nickel ribbon, a nickel plate, a stainless steel foil, a stainless steel ribbon, a stainless steel plate or the like having a thickness of 100 μm to 500 μm can be used.

前記負極リード13は、その表面に形成された接着層により前記外装材1の内面に接着されていることが更に望ましい。このような構成にすると、前記負極リード13の表面に前記外装材1を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。   More preferably, the negative electrode lead 13 is bonded to the inner surface of the exterior material 1 by an adhesive layer formed on the surface thereof. With such a configuration, the exterior material 1 can be fixed to the surface of the negative electrode lead 13, so that the nonaqueous electrolyte can be prevented from penetrating and leaking.

また、前記負極リード13の表面は、前記絶縁性保護シートにより被覆されていることが望ましい。このような構成とすることにより、前記負極リード13が正極6と接触して内部短絡するのを防止することができる。   The surface of the negative electrode lead 13 is preferably covered with the insulating protective sheet. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the negative electrode lead 13 from coming into contact with the positive electrode 6 and causing an internal short circuit.

前記負極端子14としては、厚さが100μm〜500μmの銅箔、銅板、ニッケル箔、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレス板などを用いることができる。   As the negative electrode terminal 14, a copper foil, a copper plate, a nickel foil, a nickel plate, a stainless steel foil, a stainless steel plate, or the like having a thickness of 100 μm to 500 μm can be used.

前記負極端子14は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層10で被覆されていることが望ましい。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層10の厚さは、40μm〜100μmであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層10の厚さの更に好ましい範囲は、60μm〜80μmである。   The negative electrode terminal 14 is preferably coated with the thermoplastic resin layer 10 at least on the surface of the negative electrode terminal 14 through the sealing portion of the laminate film. With such a configuration, the thermoplastic resin adheres to the laminate film by thermal bonding, so that the nonaqueous electrolyte can be prevented from penetrating and leaking. The thickness of the thermoplastic resin layer 10 is preferably 40 μm to 100 μm. A more preferable range of the thickness of the thermoplastic resin layer 10 is 60 μm to 80 μm.

前記熱可塑性樹脂層10としては、前記正極端子12に被覆される熱可塑性樹脂層と同様なものを用いることができる。   As the thermoplastic resin layer 10, the same one as the thermoplastic resin layer coated on the positive electrode terminal 12 can be used.

前記負極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材1に収納される部位の厚さと、前記外装材1より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材1に収納される部位の厚さを、前記外装材1より外部に延出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。   Examples of the shape of the negative electrode terminal include a convex shape, a rectangular shape, and a trapezoidal shape, but the shape is not particularly limited. In addition, the thickness of a part of the surface housed in the exterior material 1 and the thickness of a part extending to the outside from the exterior material 1 may be different. In that case, it is preferable to make the thickness of the part accommodated in the exterior material 1 thinner than the thickness of the part extended to the outside from the exterior material 1.

なお、前述した図3においては、正極集電リード11及び負極集電リード13は、前記電極群を介してそれぞれ反対方向に延出するように配置されている例を示したが、それぞれ同方向に外装材から延出するように配置されていても良い。この際、正極集電リード11及び負極集電リード13を具備した電極群としては、図5に示すように、捲回した時に正負極いずれも複数の集電リードが重なる位置になるように配置された構造の電極群を用いることが好ましい。   In FIG. 3 described above, the positive electrode current collecting lead 11 and the negative electrode current collecting lead 13 are shown as examples arranged so as to extend in opposite directions through the electrode group. It may be arranged so as to extend from the exterior material. At this time, as shown in FIG. 5, the electrode group including the positive electrode current collecting lead 11 and the negative electrode current collecting lead 13 is arranged so that a plurality of current collecting leads overlap each other when wound. It is preferable to use an electrode group having the structure described above.

また、前述した図3においては、正負極ともに複数からなる集電リードを備えた場合の例を示したが、正極か負極のいずれか一方極が複数の集電リードを備えた構造としても良い。この場合、正極側に複数の集電リードを備えた構造であることが好ましい。   In addition, in FIG. 3 described above, an example in which both the positive and negative electrodes are provided with a plurality of current collecting leads is shown, but either the positive electrode or the negative electrode may have a structure having a plurality of current collecting leads. . In this case, a structure having a plurality of current collecting leads on the positive electrode side is preferable.

また、前述した図1においては、電極群2の表面全体に接着層を形成したが、電極群2の一部に接着層を形成してもよい。電極群2の一部に接着層を形成する場合、少なくとも電極群2の最外周に相当する面に形成することが好ましい。また、接着層はなくても良い。   In FIG. 1 described above, the adhesive layer is formed on the entire surface of the electrode group 2, but the adhesive layer may be formed on a part of the electrode group 2. When forming an adhesive layer on a part of the electrode group 2, it is preferable to form it on at least the surface corresponding to the outermost periphery of the electrode group 2. Further, the adhesive layer may not be provided.

また、前述した図1においては、複数の正極及び負極を含む積層物を渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、図5に示すように1枚の正極15および1枚の負極16をその間にセパレータ17を介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いても良い。   Further, in FIG. 1 described above, an example in which an electrode group having a structure in which a laminate including a plurality of positive electrodes and negative electrodes is wound in a spiral shape and then compressed in the radial direction has been described, as shown in FIG. Alternatively, an electrode group having a structure in which one positive electrode 15 and one negative electrode 16 are spirally wound through a separator 17 therebetween and then compressed in the radial direction may be used.

前述した図1においては、正極及び負極をその間にセパレータを介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、正極及び負極をセパレータを介して折り曲げた構造を有する電極群を用いても良い。この一例を図6に示す。図6に示すように、電極群は、正極18及び負極19をその間にセパレータ20を介し、負極19同士が接するように複数回(例えば5回)折り曲げた構造を有する。電極群の折り曲げ構造にすることによって電極群の製造を簡素化することができると共に、電極群の機械的強度を向上することができる。   In FIG. 1 described above, an example in which an electrode group having a structure in which a positive electrode and a negative electrode are wound in a spiral shape with a separator interposed therebetween and then compressed in a radial direction has been described, the positive electrode and the negative electrode are interposed with a separator. Alternatively, an electrode group having a bent structure may be used. An example of this is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the electrode group has a structure in which the positive electrode 18 and the negative electrode 19 are bent a plurality of times (for example, five times) so that the negative electrodes 19 are in contact with each other with a separator 20 therebetween. By making the electrode group bendable, the manufacturing of the electrode group can be simplified and the mechanical strength of the electrode group can be improved.

以下、正極、負極、セパレータ、非水電解質および外装材について説明する。   Hereinafter, the positive electrode, the negative electrode, the separator, the nonaqueous electrolyte, and the exterior material will be described.

(正極6)
この正極は、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。
(Positive electrode 6)
This positive electrode has a structure in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is supported on one side or both sides of a positive electrode current collector.

前記正極活物質層の片面の厚さは25〜100μmの範囲である。したがって正極集電体の両面に担持されている場合は正極活物質の合計の厚さは50μm〜200μmの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は45〜70μmである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。   The thickness of one surface of the positive electrode active material layer is in the range of 25 to 100 μm. Accordingly, when the positive electrode current collector is supported on both surfaces, the total thickness of the positive electrode active material is in the range of 50 μm to 200 μm. A more preferable range of the thickness of one surface is 45 to 70 μm. Within this range, the large current discharge characteristics and cycle life characteristics are greatly improved.

前記正極活物質は、正極活物質の他に導電剤を含んでいても良い。また、前記正極活物質層は、接着性を有する高分子9とは別に、正極材料同士を結着する結着剤を含んでも良い。   The positive electrode active material may contain a conductive agent in addition to the positive electrode active material. Further, the positive electrode active material layer may include a binder that binds the positive electrode materials to each other, apart from the polymer 9 having adhesiveness.

前記正極活物質としては、種々の酸化物、例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト化合物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを挙げることができる。中でも、リチウム含有コバルト酸化物(例えば、LiCoO2)、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物(LiNi0.8Co0.22)、リチウムマンガン複合酸化物(LiMn24、LiMnO2)を用いると、高電圧が得られるため好ましい。 Examples of the positive electrode active material include various oxides such as manganese dioxide, lithium manganese composite oxide, lithium-containing nickel oxide, lithium-containing cobalt compound, lithium-containing nickel cobalt oxide, lithium-containing iron oxide, and vanadium containing lithium. Examples thereof include oxides and chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide. Among these, when a lithium-containing cobalt oxide (for example, LiCoO 2 ), a lithium-containing nickel cobalt oxide (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ), or a lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 ) is used, a high voltage is generated. Since it is obtained, it is preferable.

また、前記正極活物質としては、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を用いても良い。   Further, as the positive electrode active material, a mixture of lithium-containing nickel oxide and lithium manganese composite oxide may be used.

前記リチウム含有ニッケル酸化物としては、LiNiO2、LiNi0.7Co0.32、LiCo0.8Ni0.22、Li1.075Ni0.755Co0.171.90.1、Li1.10Ni0.74Co0.161.850.15、Li1.075Ni0.705Co0.17Al0.051.90.1、Li1.10Ni0.72Co0.16Nb0.021.850.15、LiNi1-x-yCoxy2(但し、前記MはAl、B、Nbから選ばれる少なくとも1種の元素、前記x、yは0<x≦0.5、0<y<0.5、かつ0<x+y≦0.5を示す)で表されるリチウム含有ニッケル酸化物等を挙げることができる。中でも、組成式LiNi1-x-yCoxy2(但し、前記MはAl、B、Nbから選ばれる少なくとも1種の元素、前記x、yは0<x≦0.5、0<y<0.5、かつ0<x+y≦0.5を示す)で表されるリチウム含有ニッケル酸化物を用いることが好ましい。具体的には、LiNi1-x-yCoxAly2、LiNi1-x-yCoxy2、LiNi1-x-yCoxNby2、LiNi1-a-b-cCoaAlbNbc2等を挙げることができる(前記x、yは0<x≦0.5、0<y<0.5、かつ0<x+y≦0.5、前記a、b、cは、0<a≦0.5、0<b<0.5、0<c<0.5、かつ0<a+b+c≦0.5を示す)。このようなリチウム含有ニッケル酸化物は、熱安定性が高く安全性に優れるため好ましい。 Examples of the lithium-containing nickel oxide include LiNiO 2 , LiNi 0.7 Co 0.3 O 2 , LiCo 0.8 Ni 0.2 O 2 , Li 1.075 Ni 0.755 Co 0.17 O 1.9 F 0.1 , Li 1.10 Ni 0.74 Co 0.16 O 1.85 F 0.15 , Li 1.075 Ni 0.705 Co 0.17 Al 0.05 O 1.9 F 0.1, Li 1.10 Ni 0.72 Co 0.16 Nb 0.02 O 1.85 F 0.15, LiNi 1-xy Co x M y O 2 ( where M may at least selected Al, B, of Nb A lithium-containing nickel oxide represented by a seed element, where x and y are 0 <x ≦ 0.5, 0 <y <0.5, and 0 <x + y ≦ 0.5. it can. Among them, the composition formula LiNi 1-xy Co x M y O 2 ( provided that at least one element M may be selected Al, B, from Nb, the x, y is 0 <x ≦ 0.5,0 <y It is preferable to use a lithium-containing nickel oxide represented by <0.5 and 0 <x + y ≦ 0.5. Specifically, LiNi 1-xy Co x Al y O 2 , LiNi 1-xy Co x By y O 2 , LiNi 1-xy Co x N b y O 2 , LiNi 1-abc Co a Al b Nb c O 2 (Wherein x and y are 0 <x ≦ 0.5, 0 <y <0.5 and 0 <x + y ≦ 0.5, and a, b and c are 0 <a ≦ 0) .5, 0 <b <0.5, 0 <c <0.5, and 0 <a + b + c ≦ 0.5). Such a lithium-containing nickel oxide is preferable because of its high thermal stability and excellent safety.

前記リチウムマンガン複合酸化物としては、具体的には、Li1+aMn2-a4、Li1+aMn2-a-bCob4、Li1+aMn2-a-bAlb4、Li1+aMn2-a-bFeb4、Li1+aMn2-a-bMgb4、Li1+aMn2-a-bTib4、Li1+aMn2-a-bNbb4、Li1+aMn2-a-bGeb4等を挙げることができる(前記aは0<a、かつ2>a+bを示す)。 Specific examples of the lithium manganese composite oxide include Li 1 + a Mn 2-a O 4 , Li 1 + a Mn 2-ab Co b O 4 , and Li 1 + a Mn 2-ab Al b O 4. , Li 1 + a Mn 2- ab Fe b O 4, Li 1 + a Mn 2-ab Mg b O 4, Li 1 + a Mn 2-ab Ti b O 4, Li 1 + a Mn 2-ab Nb b O 4 , Li 1 + a Mn 2−ab Ge b O 4 and the like can be mentioned (the a represents 0 <a and 2> a + b).

前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。   Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, and graphite.

前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−6フッ化プロピレンの3元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはPVdFである。   Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-6-propylene terpolymer, and ethylene-propylene-diene copolymer. (EPDM) or the like can be used. When the positive electrode, the negative electrode, and the separator are integrated by a thermoforming method described later, it is desirable to use a thermosetting resin, and PVdF is particularly preferable.

前記正極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜20重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ましい。   The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.

前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、アルミニウム、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは10〜30μmであることが好ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。   As the current collector, a conductive substrate having a porous structure or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates can be formed from, for example, aluminum, stainless steel, or nickel. The thickness of the current collector is preferably 10 to 30 μm. This is because within this range, it is possible to balance the reduction in resistance and weight of the current collector.

(負極9)
前記負極は、負極活物質層が負極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。前記負極活物質層の片面の厚さは20〜100μmの範囲である。したがって負極集電体の両面に担持されている場合は負極活物質層の合計の厚さは40〜200μmの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は30〜80μmである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。
(Negative electrode 9)
The negative electrode has a structure in which a negative electrode active material layer is supported on one side or both sides of a negative electrode current collector. The thickness of the single side | surface of the said negative electrode active material layer is the range of 20-100 micrometers. Therefore, when the negative electrode current collector is supported on both surfaces, the total thickness of the negative electrode active material layer is in the range of 40 to 200 μm. A more preferable range of the thickness of one side is 30 to 80 μm. Within this range, the large current discharge characteristics and cycle life characteristics are greatly improved.

前記負極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物の他に導電剤を含んでいても良い。また前記負極活物質層は、接着性を有する高分子9とは別に、負極材料を結着する結着剤を含んでいても良い。   The negative electrode active material layer may contain a conductive agent in addition to the compound that absorbs and releases lithium ions. The negative electrode active material layer may contain a binder for binding the negative electrode material, in addition to the polymer 9 having adhesiveness.

リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物としては炭素質物が挙げられる。前記炭素質物としては、(I)黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材料や、(II)熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球体などに500〜3000℃で熱処理を施すことにより得られる黒鉛質材料または炭素質材料等を挙げることができる。熱処理が施された炭素質物のうち好ましいのは、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料または炭素質材料、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料または炭素質材料、粒状の黒鉛質材料である。かかる炭素質物のうち、以下に説明する炭素質物a及び炭素質物bが好ましい。   A carbonaceous material is mentioned as a compound which occludes / releases lithium ions. Examples of the carbonaceous material include (I) graphite materials such as graphite, coke, carbon fiber, and spherical carbon or carbonaceous materials, and (II) thermosetting resins, isotropic pitches, mesophase pitches, and mesophase pitch carbon fibers. Examples thereof include graphite materials or carbonaceous materials obtained by subjecting mesophase spherules to heat treatment at 500 to 3000 ° C. Among the carbonaceous materials subjected to the heat treatment, mesophase pitch-based carbon fiber graphite material or carbonaceous material, mesophase microsphere graphite material or carbonaceous material, or granular graphite material. Among such carbonaceous materials, the carbonaceous material a and the carbonaceous material b described below are preferable.

炭素質物aは、熱処理の温度を2000℃以上にすることにより得られ、(002)面の面間隔d002が0.340nm以下である黒鉛結晶を有する黒鉛質材料である。この黒鉛質材料の形状は、粒状にすることが好ましい。この炭素質物を含む負極を備えた非水電解液二次電池は、電池容量および大電流放電特性を大幅に向上することができる。前記面間隔d002は、0.336nm以下であることが更に好ましい。 The carbonaceous material a is a graphitic material obtained by setting the temperature of the heat treatment to 2000 ° C. or more and having graphite crystals having a (002) plane spacing d 002 of 0.340 nm or less. The shape of the graphite material is preferably granular. A non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode containing the carbonaceous material can greatly improve battery capacity and large current discharge characteristics. The spacing d 002 is more preferably at most 0.336 nm.

炭素質物bは、2000℃以上で熱処理が施された繊維状黒鉛質材料及び2000℃以上で熱処理が施された球状黒鉛質材料から選ばれる1種以上である。中でも、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料や、カーボンウィスカのような気相成長系炭素繊維、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料が好ましい。この炭素質物bを含む負極は、密度を1.3g/cm3以上と高くした際にも負極とセパレータ間の界面インピーダンスを小さくすることができるため、二次電池の大電流放電特性及び急速充放電サイクル性能を向上させることができる。 The carbonaceous material b is at least one selected from a fibrous graphite material that has been heat-treated at 2000 ° C. or higher and a spherical graphite material that has been heat-treated at 2000 ° C. or higher. Among these, mesophase pitch-based carbon fiber graphite materials, vapor-grown carbon fibers such as carbon whiskers, and mesophase microsphere graphite materials are preferable. Since the negative electrode including the carbonaceous material b can reduce the interface impedance between the negative electrode and the separator even when the density is increased to 1.3 g / cm 3 or more, the large current discharge characteristics and the rapid charge of the secondary battery can be reduced. The discharge cycle performance can be improved.

前記炭素質物の形状は、例えば、繊維状、球状、粒状にすることができる。前記負極層が、繊維状炭素質物、球状炭素質物及び球状炭素質物よりなる群から選ばれる1種以上の炭素質物を含むことによって、長期間に亘って負極の界面抵抗を近い値に維持することができるため、充放電サイクル寿命を向上することができる。   The shape of the carbonaceous material can be, for example, fibrous, spherical, or granular. The negative electrode layer contains at least one carbonaceous material selected from the group consisting of a fibrous carbonaceous material, a spherical carbonaceous material and a spherical carbonaceous material, thereby maintaining the interface resistance of the negative electrode at a close value over a long period of time. Therefore, the charge / discharge cycle life can be improved.

前記繊維状炭素質物の平均繊維長は、5〜200μmの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、10〜50μmである。   The average fiber length of the fibrous carbonaceous material is preferably in the range of 5 to 200 μm. A more preferable range is 10 to 50 μm.

前記繊維状炭素質物の平均繊維径は、0.1〜20μmの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、1〜15μmである。   The average fiber diameter of the fibrous carbonaceous material is preferably in the range of 0.1 to 20 μm. A more preferable range is 1 to 15 μm.

前記繊維状炭素質物の平均アスペクト比は、1.5〜200の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、1.5〜50である。但し、アスペクト比は、繊維径に対する繊維長(繊維長/繊維径)の比である。   The average aspect ratio of the fibrous carbonaceous material is preferably in the range of 1.5 to 200. A more preferable range is 1.5 to 50. However, the aspect ratio is the ratio of the fiber length (fiber length / fiber diameter) to the fiber diameter.

前記球状炭素質物の平均粒径は、1〜100μmの範囲内にすることが好ましい。より好ましい範囲は、2〜40μmである。   The average particle diameter of the spherical carbonaceous material is preferably in the range of 1 to 100 μm. A more preferable range is 2 to 40 μm.

前記球状炭素質物の長径(major radius)に対する短径(minor radius)の比(短径/長径)は、1/10以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、1/2以上である。   The ratio of the minor radius to the major radius of the spherical carbonaceous material (minor radius / major axis) is preferably 1/10 or more. A more preferable range is 1/2 or more.

前記粒状炭素質物とは、長径(major radius)に対する短径(minor radius)の比(短径/長径)が、1/100〜1の範囲にある形状を有する炭素質物粉末を意味する。前記比のより好ましい範囲は、1/10〜1である。   The granular carbonaceous material means a carbonaceous material powder having a shape in which a ratio of a minor radius to a major radius (minor radius / major axis) is in a range of 1/100 to 1. A more preferable range of the ratio is 1/10 to 1.

前記粒状炭素質物の平均粒径は、1〜100μmの範囲にあることが好ましい。より好ましい範囲は、2〜50μmである。   The average particle size of the granular carbonaceous material is preferably in the range of 1 to 100 μm. A more preferable range is 2 to 50 μm.

前記結着剤は、負極材料同士を結着する機能並びに負極材料と負極集電体を結着する機能を有する。かかる結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、カルボキシセルロース(CMC)等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはPVdFである。   The binder has a function of binding negative electrode materials to each other and a function of binding the negative electrode material and the negative electrode current collector. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxycellulose (CMC) and the like. Can be used. When the positive electrode, the negative electrode, and the separator are integrated by a thermoforming method described later, it is desirable to use a thermosetting resin, and PVdF is particularly preferable.

前記炭素質物及び前記結着剤の配合割合は、炭素質物90〜98重量%、結着剤2〜20重量%の範囲であることが好ましい。特に、負極中の炭素質物の含有量は、片面で10〜80g/m2の範囲にすることが好ましい。また、充填密度は1.20〜1.50g/cm3の範囲であることが望ましい。 The blending ratio of the carbonaceous material and the binder is preferably in the range of 90 to 98% by weight of the carbonaceous material and 2 to 20% by weight of the binder. In particular, the content of the carbonaceous material in the negative electrode is preferably in the range of 10 to 80 g / m 2 on one side. The packing density is desirably in the range of 1.20 to 1.50 g / cm 3 .

前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、銅、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは5〜20μmであることが望ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。   As the current collector, a conductive substrate having a porous structure or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates can be formed from, for example, copper, stainless steel, or nickel. The thickness of the current collector is preferably 5 to 20 μm. This is because within this range, it is possible to balance the reduction in resistance and weight of the current collector.

前記負極活物質層は、前述したリチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を含むものの他に、アルミニウム、マグネシウム、スズ、けい素等の金属か、金属酸化物か、金属硫化物か、もしくは金属窒化物から選ばれる金属化合物や、リチウム合金を含むものであっても良い。   The negative electrode active material layer may be a metal such as aluminum, magnesium, tin, or silicon, a metal oxide, a metal sulfide, or a metal nitride in addition to the carbonaceous material that occludes / releases lithium ions. It may contain a metal compound selected from those or a lithium alloy.

前記金属酸化物としては、例えば、スズ酸化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物等を挙げることができる。   Examples of the metal oxide include tin oxide, silicon oxide, lithium titanium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide.

前記金属硫化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等を挙げることができる。   Examples of the metal sulfide include lithium cobalt nitride, lithium iron nitride, and lithium manganese nitride.

前記リチウム合金としては、例えばリチウムケイ素合金等を挙げることができる。   Examples of the lithium alloy include a lithium silicon alloy.

(セパレータ3)
セパレータは、多孔質シートから形成される。前記多孔質シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を用いることができる。中でも、ポリエチレンか、あるいはポリプロピレン、または両者からなる多孔質フィルムは、二次電池の安全性を向上できるため、好ましい。
(Separator 3)
The separator is formed from a porous sheet. As the porous sheet, for example, a porous film containing polyethylene, polypropylene, or polyvinylidene fluoride (PVdF), a synthetic resin nonwoven fabric, or the like can be used. Among these, a porous film made of polyethylene, polypropylene, or both is preferable because it can improve the safety of the secondary battery.

前記多孔質シートの厚さは、30μm以下にすることが好ましい。厚さが30μmを超えると、正負極間の距離が大きくなって内部抵抗が大きくなる恐れがある。また、厚さの下限値は、5μmにすることが好ましい。厚さを5μm未満にすると、セパレータの強度が著しく低下して内部ショートが生じ易くなる恐れがある。厚さの上限値は、25μmにすることが好ましく、下限値は10μmにすることがより好ましい。   The thickness of the porous sheet is preferably 30 μm or less. If the thickness exceeds 30 μm, the distance between the positive and negative electrodes may be increased and the internal resistance may be increased. Further, the lower limit value of the thickness is preferably 5 μm. If the thickness is less than 5 μm, the strength of the separator is remarkably lowered and an internal short circuit is likely to occur. The upper limit value of the thickness is preferably 25 μm, and the lower limit value is more preferably 10 μm.

前記多孔質シートは、120℃、1時間での存在下の熱収縮率が20%以下であることが好ましい。前記熱収縮率が20%を超えると、正負極およびセパレータの密着強度を十分なものにすることが困難になる恐れがある。前記熱収縮率は、15%以下にすることがより好ましい。   The porous sheet preferably has a heat shrinkage of 20% or less in the presence at 120 ° C. for 1 hour. If the heat shrinkage rate exceeds 20%, it may be difficult to make the adhesion strength between the positive and negative electrodes and the separator sufficient. The heat shrinkage rate is more preferably 15% or less.

前記多孔質シートは、多孔度が30〜70%の範囲にあることが好ましい。これは次のような理由によるものである。多孔度を30%未満にすると、セパレータにおいて高い電解液保持性を得ることが困難になる恐れがある。一方、多孔度が70%を超えると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがある。多孔度のより好ましい範囲は、35〜70%である。   The porous sheet preferably has a porosity in the range of 30 to 70%. This is due to the following reason. If the porosity is less than 30%, it may be difficult to obtain high electrolyte retention in the separator. On the other hand, if the porosity exceeds 70%, sufficient separator strength may not be obtained. A more preferable range of the porosity is 35 to 70%.

前記多孔質シートは、空気透過率が500秒/100cm3以下であることが好ましい。空気透過率は、100cm3の空気が多孔質シートを透過するのに要した時間(秒)を意味する。空気透過率が500秒/100cm3を超えると、セパレータにおいて高いリチウムイオン移動度を得ることが困難になる恐れがある。また、空気透過率の下限値は、30秒/100cm3にすることが好ましい。空気透過率を30秒/100cm3未満にすると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがあるからである。空気透過率の上限値は150秒/100cm3にすることがより好ましく。また、下限値は50秒/100cm3にすることがより好ましい。 The porous sheet preferably has an air permeability of 500 seconds / 100 cm 3 or less. The air permeability means time (seconds) required for 100 cm 3 of air to pass through the porous sheet. If the air permeability exceeds 500 seconds / 100 cm 3 , it may be difficult to obtain high lithium ion mobility in the separator. The lower limit value of the air permeability is preferably 30 seconds / 100 cm 3 . This is because if the air permeability is less than 30 seconds / 100 cm 3 , sufficient separator strength may not be obtained. The upper limit value of the air permeability is more preferably 150 seconds / 100 cm 3 . The lower limit is more preferably 50 seconds / 100 cm 3 .

後述するように接着性を有する高分子を使用して正極、負極及びセパレータの一体化を行う際、セパレータの短手方向に沿う端部は、負極の短手方向に沿う端部に比べて0.25mm〜2mm延出し、かつ延出したセパレータ端部に接着性を有する高分子が存在していることが望ましい。このような構成とすることによって、セパレータ端部の強度を向上させることができるため、電池に衝撃が加わった際に内部短絡が生じるのを抑制することができる。さらに、電池を100℃以上の高温環境下で使用した際に、セパレータが熱収縮するのを抑制することができるため、内部短絡を抑制することができ、安全性を向上することができる。   As will be described later, when the positive electrode, the negative electrode, and the separator are integrated using an adhesive polymer, the end portion along the short direction of the separator is 0 compared to the end portion along the short direction of the negative electrode. It is desirable that a polymer having adhesiveness is present at the end of the separator that extends from 25 mm to 2 mm. By setting it as such a structure, since the intensity | strength of a separator edge part can be improved, it can suppress that an internal short circuit arises when an impact is added to a battery. Furthermore, when the battery is used in a high temperature environment of 100 ° C. or higher, the separator can be prevented from being thermally contracted, so that an internal short circuit can be suppressed and safety can be improved.

(非水電解質)
この非水電解質は、少なくともセパレータに保持される。特に、非水電解質は、電極群全体に分散されていることが好ましい。この非水電解質としては、電解質が溶解された非水溶媒(以下、非水溶液と称す)からなる液状非水電解質、前記非水溶液が保持された高分子材料、または固体電解質を用いることができる。前記非水容器が保持された高分子材料としては、前記非水溶液がゲル化しているゲル状非水電解質、前記非水溶液が一部がゲル化し、残りが液状のままであるものの、前記非水溶液が液状のまま保持されているものなどを挙げることができる。中でも、液状非水電解質を用いることが好ましい。液状非水電解質は、電極群のイオン伝導度を高くすることができるため、正極とセパレータの界面抵抗並びに負極とセパレータの界面抵抗を小さくすることができる。
(Nonaqueous electrolyte)
This non-aqueous electrolyte is held at least by the separator. In particular, the nonaqueous electrolyte is preferably dispersed throughout the electrode group. As this non-aqueous electrolyte, a liquid non-aqueous electrolyte composed of a non-aqueous solvent in which an electrolyte is dissolved (hereinafter referred to as a non-aqueous solution), a polymer material holding the non-aqueous solution, or a solid electrolyte can be used. Examples of the polymer material in which the non-aqueous container is held include a gel-like non-aqueous electrolyte in which the non-aqueous solution is gelled, the non-aqueous solution is partially gelled and the rest remains liquid, but the non-aqueous solution And the like that are maintained in a liquid state. Among these, it is preferable to use a liquid nonaqueous electrolyte. Since the liquid non-aqueous electrolyte can increase the ionic conductivity of the electrode group, the interface resistance between the positive electrode and the separator and the interface resistance between the negative electrode and the separator can be reduced.

前記非水溶液が保持された高分子材料は、例えば、前記非水溶液、高分子及びゲル化剤を混合した後、加熱処理を施してゲル化させることにより調製される。   The polymer material in which the non-aqueous solution is retained is prepared, for example, by mixing the non-aqueous solution, the polymer, and the gelling agent, and then performing a heat treatment to cause gelation.

前記高分子としては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリ塩化ビニル(PVC)およびポリアクリレート(PMMA)から選ばれる少なくとも1種類の高分子用いることができる。   As the polymer, at least one polymer selected from polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), polyvinyl chloride (PVC), and polyacrylate (PMMA) can be used. .

非水溶媒としては、リチウムイオン二次電池の溶媒として公知の非水溶媒を用いることができ、特に限定はされないが、プロピレンカーボネート(PC)及びエチレンカーボネート(EC)よりなる群から選ばれる1種類の第1溶媒と、PC及びECに比べて低粘度な第2溶媒との混合溶媒を主体とする非水溶媒を用いることが好ましい。特に、第2溶媒は、ドナー数が16.5以下であることがより好ましい。   As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent can be used as a solvent for the lithium ion secondary battery, and is not particularly limited, but one kind selected from the group consisting of propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC). It is preferable to use a non-aqueous solvent mainly composed of a mixed solvent of the first solvent and the second solvent having a lower viscosity than PC and EC. In particular, the second solvent preferably has a donor number of 16.5 or less.

第2溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピオン酸エチル、γ―ブチロラクトン(BL)、アセトニトリル(AN)、酢酸エチル(EA)、トルエン、キシレン、酢酸メチル(MA)などが挙げられる。これらの第2溶媒は、単独または2種以上の混合物の形態で用いることができる。   Examples of the second solvent include dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl propionate, γ-butyrolactone (BL), acetonitrile (AN), ethyl acetate (EA), toluene. , Xylene, methyl acetate (MA) and the like. These second solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more.

混合溶媒中の第1溶媒の配合量は、体積比率で10〜80%であることが好ましい。より好ましい第1溶媒の配合量は体積比率で20〜75%である。   The blending amount of the first solvent in the mixed solvent is preferably 10 to 80% by volume ratio. A more preferable blending amount of the first solvent is 20 to 75% by volume ratio.

前記電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO22]などのリチウム塩を挙げることができる。中でもLiPF6かあるいはLiBF4を用いるのが好ましい。 Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenide (LiAsF 6 ), and trifluorometasulfonic acid. Examples thereof include lithium salts such as lithium (LiCF 3 SO 3 ) and bistrifluoromethylsulfonylimide lithium [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ]. Of these, LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used.

前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、0.5モル/L〜2.0モル/Lの範囲にすることが好ましい。   The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 0.5 mol / L to 2.0 mol / L.

特に好ましい非水溶液は、γ−ブチロラクトン(BL)を含む混合非水溶媒に電解質(例えば、リチウム塩)を溶解したもので、かつBLの組成比率が混合非水溶媒の20体積%以上80体積%以下のものである。前記混合非水溶媒では、BLの組成比率を最も多くすることが好ましい。比率が20体積%未満であると、高温時にガスが発生し易くなる。また、混合非水溶媒がBL及び環状カーボネートを含むものである場合、環状カーボネートの比率が相対的に高くなるため、溶媒粘度が著しく高くなる恐れがある。溶媒粘度が上昇すると、非水電解質の導電率および浸透性が低下するため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び−20℃付近での低温環境下での放電特性が低下する。一方、比率が80体積%を超えると、負極とBLとの反応が生じ易くなるため、充放電サイクルが低下する恐れがある。すなわち、負極(例えば、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物を含むもの)とBLとが反応して非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成される。その結果、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、40体積%以上、75体積%以下である。この範囲にすることによって、高温貯蔵時のガス発生を抑制する効果をより高くすることができると共に、−20℃付近の低温環境下での放電容量をより向上することができる。   A particularly preferable non-aqueous solution is a solution in which an electrolyte (for example, lithium salt) is dissolved in a mixed non-aqueous solvent containing γ-butyrolactone (BL), and the BL composition ratio is 20% by volume or more and 80% by volume of the mixed non-aqueous solvent. It is as follows. In the mixed non-aqueous solvent, it is preferable that the BL composition ratio is maximized. If the ratio is less than 20% by volume, gas tends to be generated at high temperatures. In addition, when the mixed non-aqueous solvent contains BL and cyclic carbonate, the ratio of the cyclic carbonate becomes relatively high, and thus the solvent viscosity may be remarkably increased. When the solvent viscosity increases, the conductivity and permeability of the non-aqueous electrolyte decrease, so that the charge / discharge cycle characteristics, the large current discharge characteristics, and the discharge characteristics under a low temperature environment around −20 ° C. decrease. On the other hand, if the ratio exceeds 80% by volume, the reaction between the negative electrode and BL tends to occur, and the charge / discharge cycle may be reduced. That is, when the negative electrode (for example, containing a carbonaceous material that occludes and releases lithium ions) reacts with BL to cause reductive decomposition of the nonaqueous electrolyte, a coating that inhibits the charge / discharge reaction is formed on the surface of the negative electrode. . As a result, current concentration is likely to occur in the negative electrode, so that lithium metal is deposited on the negative electrode surface, or the impedance of the negative electrode interface is increased, the charge / discharge efficiency of the negative electrode is reduced, and charge / discharge cycle characteristics are deteriorated. A more preferable range is 40% by volume or more and 75% by volume or less. By setting it within this range, it is possible to further increase the effect of suppressing gas generation during high-temperature storage, and to further improve the discharge capacity in a low temperature environment around −20 ° C.

BLと混合される溶媒としては、環状カーボネートが負極の充放電効率を高める点で望ましい。   As a solvent mixed with BL, a cyclic carbonate is desirable in terms of increasing the charge / discharge efficiency of the negative electrode.

前記環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ビニレンカーボネート(VC)、トリフロロプロピレンカーボネート(TFPC)等が望ましい。特にBLと混合される溶媒としてECを用いると充放電サイクル特性と大電流放電特性を大幅に向上することができる。また、BLと混合する他の溶媒としては、PC、VC、及びTFPC、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)及び芳香族化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる第3溶媒とECとの混合溶媒であると充放電サイクル特性を高める点で望ましい。   As the cyclic carbonate, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), vinylene carbonate (VC), trifluoropropylene carbonate (TFPC) and the like are desirable. In particular, when EC is used as a solvent mixed with BL, charge / discharge cycle characteristics and large current discharge characteristics can be greatly improved. Other solvents mixed with BL include a third solvent consisting of at least one selected from the group consisting of PC, VC and TFPC, diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC) and aromatic compounds, and EC. It is desirable that it is a mixed solvent with the above in terms of enhancing charge / discharge cycle characteristics.

さらに溶媒粘度を低下させる観点から低粘度溶媒を20体積%以下含んでも良い。低粘度溶媒としては、例えば鎖状カーボネート、鎖状エーテル、環状エーテルなどが挙げられる。   Furthermore, you may contain 20 volume% or less of low-viscosity solvents from a viewpoint of reducing a solvent viscosity. Examples of the low viscosity solvent include chain carbonates, chain ethers, and cyclic ethers.

本発明に係る非水溶媒のより好ましい組成は、BLとEC、BLとPC、BLとECとDEC、BLとECとMEC、あるいはBLとECとMECとVCである。このとき、ECの体積比率は5〜40体積%とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ECの比率を5体積%未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難になる恐れがあるため、負極とBLとの反応が生じ、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ECの体積比率が40体積%を超えると、非水溶液の粘度が高くなってイオン伝導度が低下する恐れがあるため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び低温放電特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。ECの比率の更に好ましい範囲は、10〜35体積%である。また、DEC、MEC及びVCから選ばれる少なくとも1種類からなる溶媒の比率は、0.01〜10体積%の範囲内にすることが好ましい。   More preferred compositions of the non-aqueous solvent according to the present invention are BL and EC, BL and PC, BL and EC and DEC, BL and EC and MEC, or BL and EC and MEC and VC. At this time, the volume ratio of EC is preferably 5 to 40% by volume. This is due to the following reason. If the EC ratio is less than 5% by volume, it may be difficult to cover the negative electrode surface densely with a protective film, so that the reaction between the negative electrode and BL occurs, and the charge / discharge cycle characteristics can be sufficiently improved. It can be difficult. On the other hand, if the volume ratio of EC exceeds 40% by volume, the viscosity of the non-aqueous solution increases and the ionic conductivity may decrease, so the charge / discharge cycle characteristics, large current discharge characteristics, and low temperature discharge characteristics are sufficiently improved. Can be difficult to do. A more preferable range of the EC ratio is 10 to 35% by volume. Moreover, it is preferable that the ratio of the solvent which consists of at least 1 type chosen from DEC, MEC, and VC shall be in the range of 0.01-10 volume%.

前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもLiPF6かあるいはLiBF4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、0.5モル/L〜2.0モル/Lの範囲にすることが好ましい。 Examples of the electrolyte include the same ones as described above. Of these, LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used. The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 0.5 mol / L to 2.0 mol / L.

非水溶液の20℃における粘度は、3cp〜20cpの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記粘度を3cp未満にすると、二次電池を高温環境下で貯蔵した際に蒸気圧が上昇するか、あるいはガス発生量が多くなり、外装材が膨張する恐れがある。一方、前記粘度が20cpを超えると、非水溶液の浸透性が低下するため、内部抵抗が高くなる恐れがある。粘度のより好ましい範囲は、4cp〜15cpである。さらに好ましい範囲は、6〜8cpである。   The viscosity of the non-aqueous solution at 20 ° C. is preferably in the range of 3 cp to 20 cp. This is due to the following reason. If the viscosity is less than 3 cp, the vapor pressure increases when the secondary battery is stored in a high temperature environment, or the amount of gas generated increases, and the exterior material may expand. On the other hand, when the viscosity exceeds 20 cp, the permeability of the non-aqueous solution is lowered, so that the internal resistance may be increased. A more preferable range of the viscosity is 4 cp to 15 cp. A more preferable range is 6 to 8 cp.

20℃における粘度が3cp〜20cpの範囲にある非水溶媒の中でも、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン(BL)及びジエチルカーボネート(DEC)よりなる群から選ばれる少なくとも1種類からなる溶媒Aとエチレンカーボネート(EC)とを含む非水溶媒に電解質が溶解されたものを用いることが好ましい。   Among non-aqueous solvents having a viscosity at 20 ° C. in the range of 3 cp to 20 cp, solvent A consisting of at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (BL) and diethyl carbonate (DEC) It is preferable to use an electrolyte dissolved in a nonaqueous solvent containing ethylene carbonate (EC).

前記非水溶媒中の溶媒Aの体積比率は、50〜90体積%とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。体積比率が50体積%未満であると、低温放電特性が低下する恐れがあると共に、高温時にガスが発生し易くなる恐れがある。非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成され、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、60体積%以上、80体積%以下である。   The volume ratio of the solvent A in the non-aqueous solvent is preferably 50 to 90% by volume. This is due to the following reason. If the volume ratio is less than 50% by volume, the low-temperature discharge characteristics may be deteriorated, and gas may be easily generated at a high temperature. When reductive decomposition of the non-aqueous electrolyte occurs, a film that inhibits the charge / discharge reaction is formed on the surface of the negative electrode, and current concentration tends to occur in the negative electrode, so that lithium metal is deposited on the negative electrode surface or the impedance of the negative electrode interface Becomes higher, the charge / discharge efficiency of the negative electrode is lowered, and the charge / discharge cycle characteristics are lowered. A more preferable range is 60% by volume or more and 80% by volume or less.

前記非水溶媒中のECの体積比率は5〜40体積%とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ECの比率を5体積%未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難となって非水電解質の還元分解を生じ易くなるため、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ECの比率が40体積%を超えると、溶媒Aの比率が相対的に低くなって二次電池を高温貯蔵した際のガス発生量が多くなる恐れがある。ECの比率の更に好ましい範囲は、10〜35体積%である。   The volume ratio of EC in the non-aqueous solvent is preferably 5 to 40% by volume. This is due to the following reason. If the EC ratio is less than 5% by volume, it is difficult to densely cover the negative electrode surface with a protective film, and reductive decomposition of the non-aqueous electrolyte is likely to occur. Therefore, it is difficult to sufficiently improve the charge / discharge cycle characteristics. There is a possibility. On the other hand, if the EC ratio exceeds 40% by volume, the solvent A ratio is relatively low, and the amount of gas generated when the secondary battery is stored at high temperature may increase. A more preferable range of the EC ratio is 10 to 35% by volume.

また、前記非水溶媒は、さらにビニレンカーボネート(VC)を含むことが好ましい。非水溶媒中のVCの比率は、0.01〜10体積%の範囲にすることが好ましい。   The nonaqueous solvent preferably further contains vinylene carbonate (VC). The ratio of VC in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 0.01 to 10% by volume.

前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもLiPF6かあるいはLiBF4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、0.5モル/L〜2.0モル/Lの範囲にすることが好ましい。 Examples of the electrolyte include the same ones as described above. Of these, LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used. The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 0.5 mol / L to 2.0 mol / L.

前述した各組成を有する液状非水電解質の量は、電池単位容量100mAh当たり0.2〜0.6gにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。液状非水電解液量を0.2g/100mAh未満にすると、正極と負極のイオン伝導度を十分に保つことができなくなる恐れがある。一方、液状非水電解液量が0.6g/100mAhを超えると、電解液量が多量になるため、シート製外装材を用いた際に封止が困難になる恐れがある。液状非水電解液量の好ましい範囲は、0.4〜0.55g/100mAhである。   The amount of the liquid non-aqueous electrolyte having each composition described above is preferably 0.2 to 0.6 g per 100 mAh of battery unit capacity. This is due to the following reason. If the amount of the liquid non-aqueous electrolyte is less than 0.2 g / 100 mAh, the ionic conductivity of the positive electrode and the negative electrode may not be sufficiently maintained. On the other hand, when the amount of the liquid non-aqueous electrolyte exceeds 0.6 g / 100 mAh, the amount of the electrolyte becomes large, which may make sealing difficult when a sheet-made exterior material is used. A preferable range of the amount of the liquid non-aqueous electrolyte is 0.4 to 0.55 g / 100 mAh.

(外装材1)
外装材1は、樹脂層を含む厚さが0.5mm以下のシートである。外装材1の樹脂層は、例えば、熱可塑性樹脂から形成することができる。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
(Exterior material 1)
The exterior material 1 is a sheet having a thickness of 0.5 mm or less including a resin layer. The resin layer of the exterior material 1 can be formed from a thermoplastic resin, for example. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene and polypropylene.

外装材1としては、例えば、金属層と、前記金属層の両面に形成された樹脂層とからなる多層シートを挙げることができる。   Examples of the exterior material 1 include a multilayer sheet including a metal layer and resin layers formed on both surfaces of the metal layer.

前記金属層には、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅、ニッケル等を挙げることができる。中でも、軽量で、水分を遮断する機能が高いアルミニウムが好ましい。前記金属層は、1種類の金属から形成しても良いが、2種類以上の金属層を一体化させたものから形成しても良い。   Examples of the metal layer include aluminum, stainless steel, iron, copper, nickel, and the like. Among these, aluminum that is lightweight and has a high function of blocking moisture is preferable. The metal layer may be formed from one type of metal, but may be formed from a combination of two or more types of metal layers.

外装材1の内面となる樹脂層は、ヒートシール面としての機能と、前記金属層が非水電解質により腐食されるのを防止する機能を有する。また、外装材の外面となる樹脂層は、金属層の損傷を防止する役割をなす。各樹脂層は、1種類の樹脂から形成されていても、あるいは2種類以上の樹脂から形成されていても良い。各樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されることが望ましい。外装面の内面となる樹脂層を形成する熱可塑性樹脂の融点は、120℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は140℃〜250℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が150℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。   The resin layer serving as the inner surface of the exterior material 1 has a function as a heat seal surface and a function of preventing the metal layer from being corroded by the nonaqueous electrolyte. Moreover, the resin layer used as the outer surface of an exterior material plays the role which prevents damage to a metal layer. Each resin layer may be formed from one type of resin, or may be formed from two or more types of resins. Each resin layer is preferably formed from a thermoplastic resin. The melting point of the thermoplastic resin that forms the resin layer serving as the inner surface of the exterior surface is preferably 120 ° C. or higher, and more preferably in the range of 140 ° C. to 250 ° C. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene and polypropylene. In particular, polypropylene having a melting point of 150 ° C. or higher is desirable because it can improve the sealing strength of the heat seal portion.

前記外装材1の厚さが0.5mmを超えると、電池の重量当たりの容量及び電池の体積当たりの容量が低下する。外装材1の厚さは0.3mm以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.25mm以下で、最も好ましくは0.2mm以下である。また、厚さが0.05mmより薄いと、変形や破損し易くなる。このため、厚さの下限値は0.05mmにすることが好ましい。   When the thickness of the outer packaging material 1 exceeds 0.5 mm, the capacity per weight of the battery and the capacity per volume of the battery are lowered. The thickness of the exterior material 1 is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.25 mm or less, and most preferably 0.2 mm or less. On the other hand, if the thickness is less than 0.05 mm, deformation or breakage tends to occur. For this reason, the lower limit value of the thickness is preferably 0.05 mm.

外装材1の厚さは、以下に説明する方法で測定される。すなわち、外装材1のヒートシール封止部を除く領域において、互いに1cm以上離れて存在する3点を任意に選択し、各点の厚さを測定し、平均値を算出し、この値を外装材の厚さとする。なお、前記外装材の表面に異物(例えば、樹脂)が付着している場合、この異物を除去してから厚さの測定を行う。例えば、前記外装材の表面にPVdFが付着している場合、前記外装材の表面をジメチルホルムアミド溶液で拭き取ることによりPVdFを除去した後、厚さの測定を行う。外装材1を多層シートから構成する場合、前記電極群がその表面の少なくとも一部に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記電極群の表面に前記外装材を固定することができるため、電解液が電極群と外装材の間に浸透するのを抑えることができる。   The thickness of the packaging material 1 is measured by the method described below. That is, in the region excluding the heat seal sealing portion of the exterior material 1, three points that are separated from each other by 1 cm or more are arbitrarily selected, the thickness of each point is measured, an average value is calculated, and this value is calculated. The thickness of the material. In addition, when the foreign material (for example, resin) has adhered to the surface of the said exterior material, thickness is measured after removing this foreign material. For example, when PVdF adheres to the surface of the exterior material, the PVdF is removed by wiping the surface of the exterior material with a dimethylformamide solution, and then the thickness is measured. When the exterior material 1 is composed of a multilayer sheet, it is desirable that the electrode group is adhered to the inner surface of the exterior material by an adhesive layer formed on at least a part of the surface thereof. With such a configuration, since the exterior material can be fixed to the surface of the electrode group, it is possible to prevent the electrolyte from penetrating between the electrode group and the exterior material.

前記接着層は、後述の接着性を有する高分子と同様の材料を使用することができる。前記接着層は、多孔質構造を有していてもよい。多孔質な接着層は、その空隙に非水電解質を保持することができる。   For the adhesive layer, the same material as the polymer having adhesiveness described later can be used. The adhesive layer may have a porous structure. The porous adhesive layer can hold the nonaqueous electrolyte in the voids.

本発明に係る非水電解質二次電池は、以下に説明する方法により製造される。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is manufactured by the method described below.

(1)加熱成形法
(第1工程)
以下の(a)〜(c)に説明する方法により電極群を作製する。
(1) Thermoforming method (first step)
An electrode group is produced by the method described in the following (a) to (c).

(a)正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回する。   (A) A separator is interposed as a separator between the positive electrode and the negative electrode and wound in a spiral shape.

(b)正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮する。   (B) A separator as a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode, and then wound in a spiral shape, and then compressed in the radial direction.

(c)正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて2回以上折り曲げる。   (C) Bending twice or more with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

前記正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を集電体に塗布、乾燥して薄板状にすることにより作製される。前記正極活物質、導電剤、結着剤および集電体としては、前述した(1)正極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。   The positive electrode is produced, for example, by suspending a conductive agent and a binder in an appropriate solvent in a positive electrode active material, applying the suspension to a current collector, and drying to form a thin plate. Examples of the positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the current collector include the same materials as those described in the section of (1) Positive electrode described above.

前記負極は、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出炭素質物と結着剤とを溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布し、乾燥した後、所望の圧力で1回プレスもしくは2〜5回多段階プレスすることにより作製される。   The negative electrode, for example, kneads lithium ion storage and release carbonaceous material and a binder in the presence of a solvent, applies the obtained suspension to a current collector, dries, and then at a desired pressure. It is produced by pressing once or performing multistage pressing 2 to 5 times.

前記炭素質物、結着剤及び集電体としては、前述した(2)負極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。   Examples of the carbonaceous material, the binder, and the current collector include the same materials as those described in the section of (2) Negative electrode.

前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した(3)セパレータの欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。   Examples of the porous sheet of the separator include the same as those described in the section of (3) Separator described above.

(第2工程)
前記電極群を外装材に収納した後、加熱成形を施す。
(Second step)
After the electrode group is accommodated in the exterior material, heat forming is performed.

加熱成形を行う雰囲気としては、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。   The atmosphere for performing the heat forming is preferably a reduced pressure atmosphere including a vacuum or a normal pressure atmosphere.

加熱温度は、30℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、60℃〜100℃である。また、減圧雰囲気で、60〜100℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。   The heating temperature is preferably 30 ° C. or higher. A more preferable range is 60 ° C to 100 ° C. Moreover, when it shape | molds at the temperature of 60-100 degreeC in a pressure-reduced atmosphere, an electrode group can be dried simultaneously with shaping | molding.

成形は、前記電極群が前記(a)の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記(b)または(c)の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。   The molding is compressed in the radial direction when the electrode group is produced by the method (a), and compressed in the laminating direction when the electrode group is produced by the method (b) or (c). It is desirable to do so.

成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。   The molding can be performed by, for example, press molding or insertion into a molding die.

成形時に加える圧力は、0.01〜20kg/cm2の範囲にすることが好ましい。圧力が20kg/cm2を超えると、内部短絡を生じ易くなる。さらに好ましい範囲は、0.01〜15kg/cm2の範囲である。圧力を0.01〜15kg/cm2の範囲にすると、一体化を容易に行うことができる。 The pressure applied during molding is preferably in the range of 0.01 to 20 kg / cm 2 . When the pressure exceeds 20 kg / cm 2 , an internal short circuit is likely to occur. A more preferable range is 0.01 to 15 kg / cm 2 . When the pressure is in the range of 0.01 to 15 kg / cm 2 , the integration can be easily performed.

加熱成形時間は、2秒〜120分の範囲にすることが好ましい。   The heat molding time is preferably in the range of 2 seconds to 120 minutes.

電極群に加熱成形を施すと、前記正極及び前記負極に含まれる結着剤を熱硬化させることができるため、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。加熱成形温度、成形圧力及び成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。   When the electrode group is thermoformed, the binder contained in the positive electrode and the negative electrode can be thermoset, so that the positive electrode, the negative electrode, and the separator can be integrated. The peel strength between the separator and the negative electrode layer and the peel strength between the negative electrode layer and the negative electrode current collector are integrated while the positive electrode, the negative electrode and the separator are integrated by adjusting the heat molding temperature, the molding pressure and the molding time. It can be made lower than

(第3工程)
前記外装材内の電極群に液状の非電解質を含浸させ、前記外装材の開口部を封止することにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
(Third step)
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is obtained by impregnating a liquid non-electrolyte into an electrode group in the exterior material and sealing an opening of the exterior material.

なお、電極群を外装材内に収納せずに加熱成形を施した後、この電極群を外装材内に収納し、前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることできる。   In addition, after performing the heat forming without housing the electrode group in the exterior material, this electrode group is accommodated in the exterior material, the electrode group in the exterior material is impregnated with a liquid nonaqueous electrolyte, and the sealing treatment The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be obtained.

(2)接着性を有する高分子を使用する方法
(第1工程)
正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータとして多孔質シートを介在させ電極群を作製する。
(2) Method of using an adhesive polymer (first step)
A group of electrodes is prepared by interposing a porous sheet as a separator between the positive electrode and the negative electrode.

前記電極群は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法で作製されることが好ましい。このような方法で作製すると、後述する第2工程において、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子の溶液を浸透させつつ、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界全体に前記溶液が浸透するのを防止することができる。その結果、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子を点在させることが可能になると共に、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界に接着性を有する高分子を点在させることができる。   The electrode group is preferably produced by the same method as described in the above-described thermoforming method. When produced by such a method, in the second step to be described later, while the polymer solution having adhesiveness is infiltrated into the positive electrode, the negative electrode, and the separator, the solution is applied to the entire boundary between the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator. Infiltration can be prevented. As a result, it is possible to intersperse the polymer having adhesiveness to the positive electrode, the negative electrode and the separator, and to interpose the polymer having adhesiveness to the boundary between the positive electrode and the separator and the boundary between the negative electrode and the separator. it can.

前記正極及び前記負極は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法により作製される。前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した(3)セパレータの欄で説明したのと同様なものを用いることができる。   The positive electrode and the negative electrode are produced by the same method as described in the thermoforming method described above. As the porous sheet of the separator, the same sheet as described in the section of (3) Separator described above can be used.

(第2工程)
袋状の外装材内に前記電極群を積層面が開口部から見えるように収納する。溶媒に接着性を有する高分子を溶解させることにより得られた溶液を開口部から前記外装材内の電極群に注入し、前記溶液を前記電極群内に含浸させる。
(Second step)
The electrode group is accommodated in a bag-shaped exterior material so that the laminated surface can be seen from the opening. A solution obtained by dissolving a polymer having adhesiveness in a solvent is injected into the electrode group in the exterior material from the opening, and the electrode group is impregnated with the solution.

前記接着性を有する高分子としては、非水電解質を保持した状態で高い接着性を維持できるものであることが望ましい。さらにかかる高分子は、リチウムイオン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ塩化ビニル(PVC)、またはポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げることができる。特に、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)が好ましい。ポリフッ化ビニリデン(PVdF)は、非水電解質を保持することができ、非水電解質を含むと一部ゲル化を生じるため、正極中のイオン伝導性をより向上することができる。   The polymer having adhesiveness is desirably a polymer that can maintain high adhesiveness while holding the nonaqueous electrolyte. Furthermore, it is more preferable that such a polymer has high lithium ion conductivity. Specific examples include polyacrylonitrile (PAN), polyacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinyl chloride (PVC), and polyethylene oxide (PEO). In particular, polyvinylidene fluoride (PVdF) is preferable. Polyvinylidene fluoride (PVdF) can hold a non-aqueous electrolyte, and if it contains a non-aqueous electrolyte, it partially gels, so that the ionic conductivity in the positive electrode can be further improved.

前記溶媒には、沸点が200℃以下の有機溶媒を用いることが望ましい。かかる有機溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド(沸点153℃)を挙げることができる。有機溶媒の沸点が200℃を超えると、後述する加熱温度を100℃以下にした際に、乾燥時間が長く掛かる恐れがある。また、有機溶媒の沸点の下限値は、50℃にすることが好ましい。有機溶媒の沸点を50℃未満にすると、前記溶液を電極群に注入している間に前記有機溶媒が蒸発してしまう恐れがある。沸点の上限値は、180℃にすることがさらに好ましく、また、沸点の下限値は100℃にすることがさらに好ましい。   As the solvent, it is desirable to use an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower. Examples of such an organic solvent include dimethylformamide (boiling point 153 ° C.). If the boiling point of the organic solvent exceeds 200 ° C., the drying time may take longer when the heating temperature described below is set to 100 ° C. or lower. The lower limit of the boiling point of the organic solvent is preferably 50 ° C. If the boiling point of the organic solvent is less than 50 ° C., the organic solvent may evaporate while the solution is injected into the electrode group. The upper limit of the boiling point is more preferably 180 ° C., and the lower limit of the boiling point is further preferably 100 ° C.

前記溶液中の接着性を有する高分子の濃度は、0.05〜2.5重量%の範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記濃度を0.05重量%未満にすると、正負極及びセパレータを十分な強度で接着することが困難になる恐れがある。一方、前記濃度が2.5重量%を超えると、非水電解液を保持できるだけの十分な多孔度を得ることが困難になって電極の界面インピーダンスが著しく大きくなる恐れがある。界面インピーダンスが増大すると、容量および大電流放電特性が大幅に低下する。濃度のより好ましい範囲は、0.1〜1.5重量%である。   The concentration of the polymer having adhesiveness in the solution is preferably in the range of 0.05 to 2.5% by weight. This is due to the following reason. If the concentration is less than 0.05% by weight, it may be difficult to bond the positive and negative electrodes and the separator with sufficient strength. On the other hand, if the concentration exceeds 2.5% by weight, it may be difficult to obtain a sufficient porosity to hold the non-aqueous electrolyte, and the interface impedance of the electrode may be significantly increased. As the interface impedance increases, the capacity and large current discharge characteristics are significantly reduced. A more preferable range of the concentration is 0.1 to 1.5% by weight.

前記溶液の注入量は、前記溶液の接着性を有する高分子の濃度が0.05〜2.5重量%である場合、電池容量100mAh当たり0.1〜2mLの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記注液量を0.1mL未満にすると、正極、負極およびセパレータの密着性を十分に高めることが困難になる恐れがある。一方、前記注液量が2mLを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。前記注入量の好ましい範囲は、電池容量100mAh当たり0.15〜1mLである。   The injection amount of the solution is preferably in the range of 0.1 to 2 mL per 100 mAh of battery capacity when the concentration of the polymer having adhesiveness in the solution is 0.05 to 2.5% by weight. This is due to the following reason. If the amount of liquid injection is less than 0.1 mL, it may be difficult to sufficiently improve the adhesion between the positive electrode, the negative electrode, and the separator. On the other hand, if the injection volume exceeds 2 mL, the lithium ion conductivity of the secondary battery may decrease and the internal resistance may increase, and the discharge capacity, large current discharge characteristics, and charge / discharge cycle characteristics should be improved. May be difficult. A preferable range of the injection amount is 0.15 to 1 mL per 100 mAh of battery capacity.

(第3工程)
加熱成形を施す。
(Third step)
Apply heat forming.

加熱成形を行う雰囲気は、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。   The atmosphere in which the heat forming is performed is preferably a reduced pressure atmosphere including a vacuum or a normal pressure atmosphere.

加熱温度は、30℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、60℃〜100℃である。また、減圧雰囲気で、60℃〜100℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。   The heating temperature is preferably 30 ° C. or higher. A more preferable range is 60 ° C to 100 ° C. Moreover, when it shape | molds in the pressure reduction atmosphere at the temperature of 60 to 100 degreeC, an electrode group can be dried simultaneously with shaping | molding.

成形は、前記電極群が前記(a)の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記(b)または(c)の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。   The molding is compressed in the radial direction when the electrode group is produced by the method (a), and compressed in the laminating direction when the electrode group is produced by the method (b) or (c). It is desirable to do so.

成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。   The molding can be performed by, for example, press molding or insertion into a molding die.

成形時に加える圧力は、0.01〜20kg/cm2の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、0.01〜15kg/cm2の範囲である。 The pressure applied during molding is preferably in the range of 0.01 to 20 kg / cm 2 . A more preferable range is 0.01 to 15 kg / cm 2 .

加熱成形時間は、2秒〜120分の範囲にすることが好ましい。   The heat molding time is preferably in the range of 2 seconds to 120 minutes.

電極群に加熱成形を施すことによって、前記溶媒を蒸発させることができ、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。この加熱成形の際、接着性高分子量、加熱温度、成形時の圧力及び加熱成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。   By subjecting the electrode group to thermoforming, the solvent can be evaporated, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator can be integrated. In this thermoforming, the adhesive high molecular weight, heating temperature, molding pressure and thermoforming time are adjusted to integrate the positive electrode, the negative electrode and the separator, and the peel strength between the separator and the negative electrode layer. Can be made lower than the peel strength between the negative electrode layer and the negative electrode current collector.

(第4工程)
前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
(4th process)
A nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is obtained by impregnating a liquid nonaqueous electrolyte into an electrode group in the outer packaging material and performing a sealing treatment.

また、電極群を外装材に収納する前に、電極群に接着性を有する高分子が溶解された溶液を含浸させ、この電極群に加熱成形を施した後、このような電極群を外装材に収納し、非水電解質を注入し、封口等を行うことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることができる。さらに、電極群の外周面に接着剤を塗布してから、電極群を外装材内に収納してもよい。それにより外装材の内面に電極群を接着することができる。   Further, before the electrode group is housed in the exterior material, the electrode group is impregnated with a solution in which an adhesive polymer is dissolved, and the electrode group is subjected to thermoforming, and then the electrode group is attached to the exterior material. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be obtained by storing the battery in a container, injecting a nonaqueous electrolyte, and performing sealing or the like. Furthermore, the electrode group may be accommodated in the exterior material after an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the electrode group. Thereby, an electrode group can be adhere | attached on the inner surface of an exterior material.

接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、前記電池に含まれる接着性を有する高分子の総量(後述する接着部に含有されるものを含む)は、電池容量100mAh当たり0.1〜6mgにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。接着性を有する高分子の総量を100mAh当たり0.1mg未満にすると、正極、セパレータ及び負極の密着性を十分に向上させることが困難になる恐れがある。一方、前記総量が100mAh当たり6mgを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。接着性を有する高分子の総量のより好ましい範囲は、電池容量100mAh当たり0.2〜1mgである。   In the case of producing a battery by a method using an adhesive polymer, the total amount of the polymer having adhesiveness contained in the battery (including those contained in an adhesive part described later) is 0.1 per 100 mAh of battery capacity. ˜6 mg is preferred. This is due to the following reason. If the total amount of the adhesive polymer is less than 0.1 mg per 100 mAh, it may be difficult to sufficiently improve the adhesion between the positive electrode, the separator and the negative electrode. On the other hand, if the total amount exceeds 6 mg per 100 mAh, the lithium ion conductivity of the secondary battery may decrease and the internal resistance may increase, and the discharge capacity, large current discharge characteristics, and charge / discharge cycle characteristics should be improved. May be difficult. A more preferable range of the total amount of the polymer having adhesiveness is 0.2 to 1 mg per 100 mAh of battery capacity.

前記接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、接着性を有する高分子は、正極層、セパレータ、あるいは負極層の空隙に保持されていることが望ましい。また、接着性を有する高分子は、電極群中に点在していると、電池の内部抵抗を減少させることができるため、好ましい。   When manufacturing a battery by the method using the adhesive polymer, it is desirable that the adhesive polymer is held in the voids of the positive electrode layer, the separator, or the negative electrode layer. Moreover, it is preferable that the polymer having adhesiveness is scattered in the electrode group because the internal resistance of the battery can be reduced.

前記接着性を有する高分子は、正極、負極、セパレータの空隙内において微細な孔を有する多孔質構造をとることが好ましい。多孔質構造を有する接着性を有する高分子は、非水電解液を多く保持することができる。さらに電極群中に均一に分散し点在していることが望ましい。   The polymer having adhesiveness preferably has a porous structure having fine pores in the gaps of the positive electrode, the negative electrode, and the separator. The polymer having adhesiveness having a porous structure can hold a large amount of non-aqueous electrolyte. Furthermore, it is desirable that the electrode group is uniformly dispersed and scattered.

[実施例]
以下に、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
[Example]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings described above.

実施例1
<正極の作製>
まず、リチウムコバルト酸化物(LixCoO2;但し、xは0≦x≦1)粉末90.5重量%をアセチレンブラック2.5重量%、グラファイト3重量%、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)4重量%と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液を加えて混合することによりスラリーを調製した。前記スラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔からなる正極集電体に、電極の長手方向に等間隔で間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスを行った。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
First, 90.5% by weight of lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ; x is 0 ≦ x ≦ 1) powder, 2.5% by weight of acetylene black, 3% by weight of graphite, 4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) % And an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution were added and mixed to prepare a slurry. The slurry was intermittently applied to a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm at regular intervals in the longitudinal direction of the electrode, dried, and then roll-pressed.

次いで、前記正極の長手方向の両端部および中央部に形成された正極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ0.2mm×幅5mm×長さ50mmのアルミニウムからなる正極リード(短手方向の断面積1mm2)を計3本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して正極を作製した。 Then, a positive electrode lead (short side) made of aluminum having a thickness of 0.2 mm, a width of 5 mm, and a length of 50 mm is applied to an uncoated portion of the positive electrode layer formed at both ends and a central portion of the positive electrode in the longitudinal direction. A total of three cross-sectional areas in the direction of 1 mm 2 ) were welded, and the weld was covered with insulating tape to produce a positive electrode.

得られた正極は、正極集電体の両面に厚さが50μmの正極層が担持された構造を有していた。なお、正極層の合計厚さは100μmで、充填密度3.3g/cm3である。 The obtained positive electrode had a structure in which a positive electrode layer having a thickness of 50 μm was supported on both surfaces of the positive electrode current collector. The total thickness of the positive electrode layer is 100 μm and the packing density is 3.3 g / cm 3 .

<負極の作製>
炭素質材料として3000℃で熱処理したメソフェーズピッチ系炭素繊維を用意した。前記炭素繊維は、平均繊維径が8μmで、平均繊維長が20μmで、平均面間隔(d002)が0.3360nmであった。前記炭素質物の粉末93重量%、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)7重量%及びNMP溶液を混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さが12μmの銅箔からなる負極集電体の両面に電極の長手方向に間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスした。
<Production of negative electrode>
A mesophase pitch carbon fiber heat-treated at 3000 ° C. was prepared as a carbonaceous material. The carbon fiber had an average fiber diameter of 8 μm, an average fiber length of 20 μm, and an average interplanar spacing (d 002 ) of 0.3360 nm. A slurry was prepared by mixing 93% by weight of the carbonaceous powder, 7% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and an NMP solution. The obtained slurry was intermittently applied to both sides of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 12 μm in the longitudinal direction of the electrode, dried and roll-pressed.

次いで、前記負極を長手方向に4分割した時に、端から1/4及び3/4の長さの位置に形成された負極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ0.2mm×幅5mm×長さ50mmのCu製負極リード(短手方向の断面積1mm2)を計2本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して負極を作製した。 Next, when the negative electrode is divided into four in the longitudinal direction, a thickness of 0.2 mm × width is applied to an uncoated portion of the negative electrode layer formed at a length of 1/4 and 3/4 from the end. A total of two 5 mm × 50 mm Cu negative electrode leads (cross-sectional area of 1 mm 2 in the short direction) were welded, and the weld was covered with insulating tape to produce a negative electrode.

電極密度が1.4g/cm3の負極を作製した。得られた負極は、負極集電体の両面に厚さが48μmの負極層が担持された構造を有していた。なお、負極層の合計の厚さは96μmである。 A negative electrode having an electrode density of 1.4 g / cm 3 was produced. The obtained negative electrode had a structure in which a negative electrode layer having a thickness of 48 μm was supported on both surfaces of the negative electrode current collector. The total thickness of the negative electrode layer is 96 μm.

<電極群の作製>
厚さが15μm、多孔度が50%のポリエチレン製セパレータを用意した。前記正極と前記負極をその間にセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが反対方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して厚さ2.7mm、幅120mm、高さ200mmの偏平形状に成形した。
<Production of electrode group>
A polyethylene separator having a thickness of 15 μm and a porosity of 50% was prepared. A separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode lead and the negative electrode lead are wound in a spiral shape so as to extend in opposite directions, and then pressed in the radial direction to a thickness of 2.7 mm. And formed into a flat shape having a width of 120 mm and a height of 200 mm.

正極端子及び負極端子として、凸形で、アルミニウムからなる正極端子(突出部の厚さ0.5mm、リード接続部の厚さ0.2mm)及び銅からなる負極端子(突出部の厚さ0.5mm、リード接続部の厚さ0.2mm)を用意した。   As the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, a convex positive electrode terminal made of aluminum (projection thickness 0.5 mm, lead connection thickness 0.2 mm) and copper negative electrode terminal (projection thickness 0. 5 mm, the thickness of the lead connection part 0.2 mm).

次いで、前記正極端子及び負極端子のリード接続部に3本の正極リード及び2本の負極リードをそれぞれ溶接した後、それぞれ突出部のリード接続部側をポリプロピレンで被覆した。ポリプロピレン層の厚さは100μmとした。このようにして電極群を作製した。得られた電極群は、集電リード接続部の辺の長さL1=35.5mm、電極群の集電リード接続部に沿う辺の長さL2=120mmで、L1/L2=0.3であった。 Next, after three positive leads and two negative leads were welded to the lead connection portions of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, respectively, the lead connection portion side of the protruding portion was covered with polypropylene. The thickness of the polypropylene layer was 100 μm. In this way, an electrode group was produced. The obtained electrode group has a side length L 1 = 35.5 mm of the current collecting lead connecting portion, a side length L 2 = 120 mm along the current collecting lead connecting portion of the electrode group, and L 1 / L 2 = It was 0.3.

<非水電解質の調製>
エチレンカーボネート(EC)とγ−ブチロラクトン(BL)の混合溶媒(混合体積比40:60)に四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を1.5モル/L溶解して非水電解液(液状の非水電解質)を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
Lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) is dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and γ-butyrolactone (BL) (mixing volume ratio 40:60) at 1.5 mol / L to prepare a non-aqueous electrolyte (liquid Non-aqueous electrolyte) was prepared.

<電池組み立て>
アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ100μmのラミネートフィルムを筒状に成形し、これに前記電極群を収納し、得られたものを電池厚さが2.7mmになるようホルダで挟んだ。接着性を有する高分子であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を有機溶媒であるジメチルホルムアミド(DMF)(沸点が153℃)に0.3重量%溶解させた。得られた溶液を前記ラミネートフィルム内の電極群に電池容量100mAh当たり0.6mLとなるように注入し、前記溶液を前記電極群の内部に浸透させると共に、前記電極群と、正極リード及び負極リードの表面全体に付着させた。
<Battery assembly>
A 100 μm-thick laminate film in which both sides of an aluminum foil are covered with polypropylene is formed into a cylindrical shape, the electrode group is accommodated in this, and the obtained product is sandwiched between holders so that the battery thickness is 2.7 mm. . Polyvinylidene fluoride (PVdF), which is an adhesive polymer, was dissolved in 0.3% by weight in dimethylformamide (DMF) (boiling point: 153 ° C.), which is an organic solvent. The obtained solution was injected into the electrode group in the laminate film so as to have a capacity of 0.6 mL per 100 mAh of battery capacity, and the solution was infiltrated into the electrode group, and the electrode group, the positive electrode lead, and the negative electrode lead. Adhered to the entire surface.

次いで、前記ラミネートフィルム内の電極群に80℃で真空乾燥を12時間施すことにより前記有機溶媒を蒸発させ、正極、負極及びセパレータの空隙に接着性を有する高分子を保持させて正極、負極及びセパレータが一体化させると共に、前記電極群の表面に多孔質な接着部を形成した。   Next, the electrode group in the laminate film is subjected to vacuum drying at 80 ° C. for 12 hours to evaporate the organic solvent, and the adhesive polymer is held in the voids of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, and the positive electrode, the negative electrode, and The separator was integrated, and a porous adhesive portion was formed on the surface of the electrode group.

次いで、ホルダを解除した。電極群をホルダに挟んでいた時間は120分であった。前記ラミネートフィルム内の電極群に前記非水電解液を電池容量1Ah当たりの量が4.1gとなるように注入し、前述した図1、2に示す構造を有し、厚さが3mm、幅が150mm、高さが250mmの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。   The holder was then released. The time during which the electrode group was sandwiched between the holders was 120 minutes. The non-aqueous electrolyte is injected into the electrode group in the laminate film so that the amount per battery capacity of 1 Ah is 4.1 g, and has the structure shown in FIGS. A thin non-aqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 150 mm and a height of 250 mm was assembled.

実施例2
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さL1をそれぞれ60mmとし、L1/L2=0.5としたこと以外は実施例1と同様にして厚さが3mm、幅が150mm、高さが250mmの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
Example 2
The thickness L is 3 mm and the width is the same as in Example 1 except that the length L 1 of the side of the current collecting lead connecting portion at the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 60 mm and L 1 / L 2 = 0.5. A thin non-aqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 150 mm and a height of 250 mm was assembled.

実施例3
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さL1をそれぞれ90mmとし、L1/L2=0.75としたこと以外は実施例1と同様にして厚さが3mm、幅が150mm、高さが250mmの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
Example 3
The thickness L is 3 mm and the width is the same as in Example 1 except that the length L 1 of the side of the current collector lead connecting portion at the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 90 mm and L 1 / L 2 = 0.75. A thin non-aqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 150 mm and a height of 250 mm was assembled.

実施例4
正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを40μmとしたこと以外は、実施例3と同様にして厚さが3mm、幅が150mm、高さが250mmの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
Example 4
A thin non-aqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 3 mm, a width of 150 mm, and a height of 250 mm in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the polypropylene layer covering the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 40 μm. Assembled.

比較例1
長手方向の一端に形成された活物質層の塗布されていない未塗布部に、アルミニウム製の正極リード及びCu製の負極リードを、それぞれ1本づつ溶接したこと以外は、実施例1と同様にして正極及び負極を作製した。
Comparative Example 1
Except that the positive electrode lead made of aluminum and the negative electrode lead made of Cu were welded one by one to the uncoated part of the active material layer formed at one end in the longitudinal direction, respectively, in the same manner as in Example 1. Thus, a positive electrode and a negative electrode were produced.

前記正極と前記負極をその間に実施例1と同じセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが同方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して偏平形状に成形し、厚さ2.7mm、幅120mm、高さ200mmの電極群を作製した。この電極群において、前記正極集電体は電極群の最外周に位置していた。また、前記正極集電リードおよび負極集電リードは、正極端子および負極端子には接続しなかった。   The positive electrode and the negative electrode are interposed between the same separators as in Example 1, wound in a spiral shape so that the positive electrode lead and the negative electrode lead extend in the same direction, and then pressed in the radial direction. An electrode group having a thickness of 2.7 mm, a width of 120 mm, and a height of 200 mm was formed into a flat shape. In this electrode group, the positive electrode current collector was located on the outermost periphery of the electrode group. Further, the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead were not connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.

アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ100μmのラミネートフィルムを袋状に成形し、これに前記電極群を収納した。   A laminate film having a thickness of 100 μm in which both surfaces of an aluminum foil were covered with polypropylene was formed into a bag shape, and the electrode group was accommodated in the bag.

以下実施例1と同様にして薄型非水電解液二次電池を組み立てた。   Thereafter, a thin non-aqueous electrolyte secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1.

比較例2
正極端子及び負極端子を接続しなかったこと以外は実施例1と同様にして、薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
Comparative Example 2
A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode terminal and the negative electrode terminal were not connected.

比較例3
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さL1をそれぞれ25mmとし、L1/L2=0.21とし、前記正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを30μmとしたこと以外は実施例1と同様にして厚さが3mm、幅が150mm、高さが250mmの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
Comparative Example 3
The length L 1 of the side of the current collector lead connecting portion in the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 25 mm, L 1 / L 2 = 0.21, and the thickness of the polypropylene layer covering the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 30 μm. A thin nonaqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 3 mm, a width of 150 mm, and a height of 250 mm was assembled in the same manner as in Example 1 except that.

得られた実施例1〜実施例4及び比較例1〜3の二次電池に対し、初充電工程として以下の処置を施した。まず、40℃の高温環境下に5h放置した後、その環境下で0.2C(2A)で4.2Vまで定電流・定電圧充電を10時間行なった。その後0.2Cで2.7Vまで放電し、さらに2サイクル目も1サイクル目と同様な条件で充電を行い、非水電解液二次電池を得た。   The following treatment was performed as an initial charging step on the obtained secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3. First, after being left in a high temperature environment of 40 ° C. for 5 hours, constant current / constant voltage charging was performed for 10 hours to 4.2 V at 0.2 C (2 A) in that environment. Thereafter, the battery was discharged at 0.2 C to 2.7 V, and the second cycle was charged under the same conditions as in the first cycle to obtain a nonaqueous electrolyte secondary battery.

次に、実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3の二次電池について、大電流放電特性を測定し、その結果を表1に示す。この大電流放電特性を規定する方法として、ここでは2つの電流値で放電した際に得られる各放電容量の比で規定する方法を採用した。すなわち、電池の公称容量である10Ahを1時間で放電する10Aの電流を1Cとした時に、0.2Cで放電した時の放電容量(0.2C)、10Cで放電した時の放電容量(10C)をそれぞれ測定し、2つの放電容量の比である放電容量(10C)/放電容量(0.2C)の値を大電流放電容量比とし、以下、本文中で使用することとする。   Next, for the secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, large current discharge characteristics were measured, and the results are shown in Table 1. As a method for defining this large current discharge characteristic, here, a method for defining by the ratio of each discharge capacity obtained when discharging at two current values was adopted. That is, when the current of 10 A that discharges 10 Ah, which is the nominal capacity of the battery in 1 hour, is 1 C, the discharge capacity when discharged at 0.2 C (0.2 C), the discharge capacity when discharged at 10 C (10 C ), And the ratio of the two discharge capacities, which is the ratio of discharge capacity (10C) / discharge capacity (0.2C), is defined as the large current discharge capacity ratio, and will be used hereinafter.

続いて、実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3の二次電池をそれぞれ20個づつ用意し、60℃の恒温槽内に一定期間保存して、その間に漏液や膨れ等の異常が発生した電池の個数を調べ、その結果を表1に併記する。

Figure 0004802217
Subsequently, 20 secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared and stored in a constant temperature bath at 60 ° C. for a certain period. The number of batteries in which abnormalities occurred was examined, and the results are also shown in Table 1.
Figure 0004802217

表1から明らかなように、実施例1〜実施例4の電池では、漏液や膨れなどの異常が認められた電池の発生率が大幅に抑制されており、特に実施例1から実施例3では皆無であるのに対し、比較例2及び比較例3の電池においては、異常の発生率が高くなっていることがわかる。また比較例1では異常の発生率は低いものの、実施例1〜実施例4に比べて大電流放電比が著しく低下していることがわかる。   As is apparent from Table 1, in the batteries of Examples 1 to 4, the occurrence rate of batteries in which abnormalities such as leakage and swelling were observed was greatly suppressed, and in particular, Examples 1 to 3 However, in the batteries of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the abnormality occurrence rate is high. Moreover, although the incidence rate of abnormality is low in Comparative Example 1, it can be seen that the large current discharge ratio is significantly reduced as compared with Examples 1 to 4.

本発明に係わる非水電解質二次電池の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery concerning this invention. 図1のA部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the A section of FIG. 図3の非水電解質二次電池の正極端子部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the positive electrode terminal part of the nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG. 図3の非水電解質二次電池。The non-aqueous electrolyte secondary battery of FIG. 図3の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す斜視図。The perspective view which shows another example of the electrode group integrated in the nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG. 図3の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す側面図。The side view which shows another example of the electrode group integrated in the nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…外装材、2…電極群、3…セパレータ、4…正極活物質層、5…正極集電体、6…正極、7…負極活物質層、8…負極集電体、9…負極、10…熱可塑性樹脂層、11…正極リード、12…正極端子、13…負極リード、14…負極端子、15…正極、16…負極、17…セパレータ、18…正極、19…負極、20…セパレータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior material, 2 ... Electrode group, 3 ... Separator, 4 ... Positive electrode active material layer, 5 ... Positive electrode collector, 6 ... Positive electrode, 7 ... Negative electrode active material layer, 8 ... Negative electrode collector, 9 ... Negative electrode, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thermoplastic resin layer, 11 ... Positive electrode lead, 12 ... Positive electrode terminal, 13 ... Negative electrode lead, 14 ... Negative electrode terminal, 15 ... Positive electrode, 16 ... Negative electrode, 17 ... Separator, 18 ... Positive electrode, 19 ... Negative electrode, 20 ... Separator .

Claims (9)

正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記(1)式により算出される長さ比は、0.3以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。
1/L2 (1)
但し、(1)式において、L1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、L2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
An electrode group having a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode;
A non-aqueous electrolyte held in the electrode group;
At least a part of the inner surface is made of a laminate film formed from a thermoplastic resin layer, and houses the electrode group, and heat seals the thermoplastic resin layers together to form a sealing portion. An exterior material for sealing;
A plurality of positive electrode current collecting leads having one end connected to the positive electrode of the electrode group and the other end extended from the electrode group;
A plurality of negative electrode current collector leads having one end connected to the negative electrode of the electrode group and the other end extending from the electrode group in a direction opposite to the positive electrode current collector lead;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of positive electrode current collecting leads are connected, and a positive electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of negative electrode current collecting leads are connected, and a negative electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material In the non-aqueous electrolyte secondary battery
The laminate has a structure wound in a flat shape,
The length ratio calculated by the following formula (1) in the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 0.3 or more, and the nonaqueous electrolyte secondary battery is characterized in that:
L 1 / L 2 (1)
However, (1) In formula, L 1 represents the length of the current collector lead connecting portions of the sides in the positive and negative terminals, the length of the side L 2 is along the current collecting lead connecting portion in the electrode group Indicates.
正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記(1)式により算出される長さ比は、0.3以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
1/L2 (1)
但し、(1)式において、L1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、L2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
An electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode;
A non-aqueous electrolyte held in the electrode group;
At least a part of the inner surface is made of a laminate film formed from a thermoplastic resin layer, and houses the electrode group, and heat seals the thermoplastic resin layers together to form a sealing portion. An exterior material for sealing;
A plurality of positive electrode current collecting leads having one end connected to the positive electrode of the electrode group and the other end extended from the electrode group;
A plurality of negative electrode current collector leads having one end connected to the negative electrode of the electrode group and the other end extending from the electrode group in a direction opposite to the positive electrode current collector lead;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of positive electrode current collecting leads are connected, and a positive electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material;
A plate-like current collecting lead connecting portion to which the other ends of the plurality of negative electrode current collecting leads are connected, and a negative electrode terminal extending outside through the sealing portion of the exterior material In the non-aqueous electrolyte secondary battery
The length ratio calculated by the following formula (1) in the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is 0.3 or more,
The other ends of the plurality of positive current collecting leads are connected in a state aligned with the current collecting lead connecting portion of the positive terminal, and the other ends of the plurality of negative current collecting leads are connected to the negative terminal. A non-aqueous electrolyte secondary battery, which is connected in a state of being arranged in a current collector lead connection portion.
L 1 / L 2 (1)
However, (1) In formula, L 1 represents the length of the current collector lead connecting portions of the sides in the positive and negative terminals, the length of the side L 2 is along the current collecting lead connecting portion in the electrode group Indicates.
前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくとも前記封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の非水電解質二次電池。   3. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein at least a portion of the surface of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal that passes through the sealing portion is covered with a thermoplastic resin layer. . 前記熱可塑性樹脂層の厚さは、40μm〜100μmであることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の非水電解質二次電池。   4. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the thermoplastic resin layer has a thickness of 40 μm to 100 μm. 前記集電リードの短手方向の断面積は、0.5mm2〜5mm2であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の非水電解質二次電池。 Shorter cross-sectional area of the direction claims 1-4 non-aqueous electrolyte secondary battery of any one of claims, which is a 0.5 mm 2 to 5 mm 2 of the current collector lead. 前記負極は、リチウムチタン酸化物を含むことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode contains lithium titanium oxide. 前記正極端子及び前記負極端子の厚さは100μm〜500μmであることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の非水電解質二次電池。   The thickness of the said positive electrode terminal and the said negative electrode terminal is 100 micrometers-500 micrometers, The nonaqueous electrolyte secondary battery of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記正極は、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を含むことを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode includes a mixture of a lithium-containing nickel oxide and a lithium manganese composite oxide. 前記外装材の厚さは、0.05mm〜0.5mmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載の非水電解質二次電池。   9. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a thickness of the exterior material is in a range of 0.05 mm to 0.5 mm.
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