JP5002927B2 - 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック - Google Patents

非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP5002927B2
JP5002927B2 JP2005243861A JP2005243861A JP5002927B2 JP 5002927 B2 JP5002927 B2 JP 5002927B2 JP 2005243861 A JP2005243861 A JP 2005243861A JP 2005243861 A JP2005243861 A JP 2005243861A JP 5002927 B2 JP5002927 B2 JP 5002927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte secondary
battery
aqueous electrolyte
secondary battery
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005243861A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007059230A (ja
Inventor
雅敏 永山
琢也 中嶋
芳幸 村岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2005243861A priority Critical patent/JP5002927B2/ja
Priority to KR1020060067816A priority patent/KR101092821B1/ko
Priority to US11/492,129 priority patent/US7767348B2/en
Priority to CNB2006101155344A priority patent/CN100456553C/zh
Publication of JP2007059230A publication Critical patent/JP2007059230A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5002927B2 publication Critical patent/JP5002927B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/469—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape tubular or cylindrical
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

本発明は高出力用途における非水電解液二次電池に関して、特に安価でかつ、高い安全性に寄与するものである。
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、他の蓄電池と比べてエネルギー密度が高いことから、ポータブル機器電源などの民生用途に加え、電動工具電源などのパワーツール用途へと市場が拡大しつつある。例えばハイブリッド電気自動車用非水電解液二次電池の場合、スタートや加速の時に瞬時に大電流を取り出すことができれば、その後は内燃機関により自動車を駆動させることが可能である。また電動工具用非水電解液二次電池の場合、駆動源が電池のみであり、モータ起動時に大きな負荷が必要となり、特に作業対象物に接した状態からの起動はさらに大きな出力が要求される。
よってこれら高出力用二次電池は、出力特性を高めることが必須であり、それには電池内部抵抗の低減が不可欠である。内部抵抗の低減には、極板における集電構成が大きく影響する。具体的には、芯材上に合剤を塗布しない芯材露出部に対して、集電体をその芯材露出部に集合接合することにより低抵抗化を図ることが可能である。この技術は、電動工具用途やハイブリッド電気自動車用途のニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池において既に実用されているが、これらの電池系は電極基材の厚みが３００ミクロン以上と厚いため、極板端部での集合接合が可能である。
一方、非水電解液二次電池に関しては、電極基材が数十ミクロンと非常に薄いため、集合接合するための芯材露出部を端部に形成させ、その部位を集合接合することが必要である。そのため電極に芯材露出部を形成する方法としては、さまざまな提案がなされている。例えば特許文献１の場合には、合剤層形成後の極板に対して合剤層の剥離を行うことで未芯材露出部を形成させることを提案しており、また特許文献２の場合には、あらかじめ芯材露出部となる箇所をテープで保護し、合剤層の塗工後にテープを剥離することにより芯材露出部を形成する。また特許文献３は極板端部に芯材露出部を残して合剤層を塗布形成させるが、芯材露出部と合剤層の境目はその合剤が盛り上がるように形成し、その後の圧延工程により平準化させるというものである。
特開平１０−１４４３０１号公報 特開平１１−３５４１１０号公報 特開２００３−２０８８９０号公報
しかしながら、特許文献１及び２の場合、剥離という工程が加わり生産性に課題が生じる。また消耗品であるマスキング部材を使用することも同様に、接着、剥離の工程が加わるばかりかコスト面でも不利である。また、特許文献３にあるような極板を形成する場合は、上記の工程削減や消耗品の使用はないが、安全性に関する課題を有する。その理由は、特に正極合剤の未塗工部と塗工部の境目で合剤が盛り上がるように形成させることは、この部位での正極重量が増加し、その対極にある負極の負荷設計値を上回ることになり、場合によっては負極内に収納できなくなったリチウムが表面に析出する可能性がある。負極に収納するリチウム量が多くなることにより、その熱安定性が低下することが知られており、この点から負極の負荷設計は非常に重要である。特に高出力用二次電池は、出力特性を高めるために電池を大型化する必要があるが、高出力化大型化することにより、非水電解液二次電池の内部エネルギーが増加し、熱安定性が低下することから、電極設計は非
常に重要となっている。
本発明は上記の課題に基づいてなされたものであり、高出力用途の電源として放電特性を鑑みた構造を形成させる際に、高い安全性を有した生産性の高い非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
本発明は、芯材上に合剤層を形成した正極および負極と、前記正極と前記負極とを電気的に絶縁する絶縁層とを巻回した電極群を備えた非水電解液二次電池であって、正極または／および負極は、巻回方向に対して平行に連続した芯材露出部を有し、かつ前記合剤層は芯材露出部の隣接部に平行して単位面積当りの合剤量が芯材露出部側で減少する重量傾斜域（Ｂ）と前記重量傾斜域（Ｂ）に隣接した単位面積当りの合材量が一定の重量一定域（Ａ）を持ち、前記重量傾斜域（Ｂ）の幅は前記合剤層（Ａ＋Ｂ）の幅に対し０．２以下であり、かつ前記重量傾斜域（Ｂ）の合剤密度は前記重量一定域（Ａ）の合剤密度に対して４０％以上９９％以下とすることを特徴とする。
本発明は、正極または／および負極に芯材露出部を形成させる際に、合剤層の重量傾斜域において合剤量に傾斜を設けることにより、剥離工程や消耗品を削減することで安価に製造できることに加え、特に正極板に関しては、塗工端付近の正極重量を少なくさせることにより、対向極である負極の設計負荷を確保でき安全性を高めることができる。
本発明の電池構成では、生産性が高く、高い安全性を有した非水電解液二次電池を提供することが可能となる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。
本発明は芯材上に合剤層を形成した正極および負極と、前記正極と前記負極とを電気的に絶縁する絶縁層とを巻回した電極群を備えた非水電解液二次電池であって、正極または／および負極は、巻回方向に対して平行に連続した芯材露出部を有し、かつ前記合剤層は芯材露出部の隣接部に平行して単位面積当りの合剤量が芯材露出部側で減少する重量傾斜域（Ｂ）と前記重量傾斜域（Ｂ）に隣接した単位面積当りの合材量が一定の重量一定域（Ａ）を持ち、前記重量傾斜域（Ｂ）の幅は前記合剤層（Ａ＋Ｂ）の幅に対し０．２以下であり、前記重量傾斜域（Ｂ）の合剤密度は前記重量一定域（Ａ）の合剤密度に対して４０％以上９９％以下とすることを特徴とする。
図１は本発明の芯材露出部を形成した正極１及び負極３、セパレータ４の構成に関わる概略図を示す。合剤層（Ａ＋Ｂ）の幅に対し重量傾斜域（Ｂ）の幅が０．２以下となるように合剤層を形成する。重量傾斜域（Ｂ）の合剤密度は重量一定域（Ａ）の合剤密度に対し（Ｂ）／（Ａ）が４０〜９９％と成るよう圧延をすることで制御する。合剤層（A＋B）の幅に対し重量傾斜領域（B）の幅が０．２以上になる場合には、電池容量が低下するという課題が生じるため０．２以下にすることが必要である。また合剤密度の比（Ｂ）／（Ａ）が４０％未満になる場合には、圧延後の芯材と合剤層との接着強度が低下することにより、過度の振動や衝撃が加わった際には、合剤脱落の危険性が高くなる。
また本発明は絶縁層にセパレータと耐熱層が含まれていることを特徴とする。通常非水電解質二次電池で用いるセパレータは高分子樹脂の多孔膜からなる。このセパレータは温度上昇により収縮する性質があり、特に使用環境が厳しい車両用途等の場合放電時に発生する熱に加えて、セパレータが収縮することによって電極間がショートし、場合によっては発熱や発煙等の危険性がある。よって、絶縁層に耐熱層を用いることで、セパレータ収縮を抑制することができ、安全性の面でより好ましい。また、さらに電池の高温異常時に電流を遮断させる機能を持たせるために、耐熱層中に融点の低い樹脂ビーズを混合してもよく、または積層形成することで設けてもよい。これらの耐熱層は、前駆体溶液を双椀式練合機などで攪拌してペースト化した後、このペーストをドクターブレードやダイコートなどの方法で下地となる電極、またはセパレータ上に塗布し、乾燥することにより形成することができる。
また本発明は耐熱層が熱変形温度２００℃以上の耐熱樹脂を用いることが好ましい。例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリフェニレンサルファイド、またはポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール等を用いることが出来る。特にアラミド樹脂は高い熱変形温度を有している観点で好ましい。
また本発明の耐熱層は、絶縁性フィラーからなることを特徴とする。絶縁性フィラーを含有させることで、多孔性を上げることが可能となり電解液の保持性があがることから電池特性の観点からも好ましい。特に絶縁性フィラーを主材料とし、これを結着剤にて相互に結着させた構成がより好ましい。この絶縁性フィラーを結着させる結着剤としては、ＰＶＤＦのほかに、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略記）、変性アクリロニトリルゴム粒子（日本ゼオン株式会社製ＢＭ−５００Ｂ：商品名）などを用いることができる。ＰＴＦＥやＢＭ−５００Ｂを採用する場合、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣと略記）、ポリエチレンオキシド（以下ＰＥＯと略記）、変性アクリロニトリルゴム（日本ゼオン株式会社製ＢＭ−７２０Ｈ：商品名）などと組み合わせて用いることが好ましい。これらの樹脂は非水電解液との親和性が高いため、程度の大小はあるものの、電解液を吸って膨潤する性質を有する。この膨潤により、多孔質耐熱層が適度に体積膨張し、本発明の効果を発揮するものと考えられる。また、絶縁性フィラーとしては、樹脂製ビーズ、無機酸化物等を用いることができるが、特に無機酸化物が比熱の観点から好ましい。特にアルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシアが、比熱、熱伝導率および耐熱衝撃性が高く好ましい。また、絶縁性フィラーと耐熱性樹脂は耐熱性の観点で独立しても用いることができるが、それぞれを混合してもよく、または積層をして用いてもよい。
さらに本発明は耐熱層が前記正極または／および前記負極の合剤層上に担持されていることを特徴とするものである。
多孔質耐熱層は正極１と負極３との双方に設けられていてもよいが、製造工程を削減する観点から、どちらか一方に設けられるのが好ましい。またこの場合、正極１に対し面積が大きい負極３に多孔質耐熱層を設ける方が、正極１と負極３との間の絶縁をより強固にする観点から好ましい。
本発明を適用した非水電解液二次電池の負極材料に含有される負極活物質としては、リチウムの吸蔵・放出が可能な炭素材料、結晶質、非結晶質金属酸化物等が用いられる。炭素材料としては、コークスやガラス状炭素等の難黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料の黒鉛類等が挙げられ、具体的には、熱分解炭素類、コークス類、（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、及び活性炭等が挙げられる。
負極に含有される結着剤としては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が考えられる。通常この種の電池の負極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができる。また、負極合剤には、必要に応じて公知の添加剤等を添加してもよい。
本発明を適用した非水電解液二次電池の正極活物質としては、リチウムの吸蔵・放出が可能であり、十分な量のリチウムを含んでいる従来公知の正極材料であれば、何れであっても良い。具体的には、一般式ＬｉＭｘＯｙ（但し、１＜ｘ≦２であり、２＜ｙ≦４であり、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｔｉのうち少なくとも１種類以上を含有する。）で表されるリチウムと遷移金属からなる複合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物等を用いることが好ましい。
正極に含有される結着剤としては、通常この種の電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が考えられる。また、正極合剤には、必要に応じて公知の添加剤等を添加してもよい。具体的にはカーボンブラック等を添加しても良い。
非水電解液は、非水溶媒に電解質が溶解されているものである。
非水溶媒には、比較的誘電率が高く、負極を構成する黒鉛により分解されにくいエチレンカーボネート（以下、ＥＣと称する。）等を主溶媒として用いる。特に、負極に黒鉛材料を用いる場合、主溶媒としては、ＥＣを用いることが好ましいが、ＥＣの水素原子をハロゲン元素で置換した化合物を用いることも可能である。
また、ＰＣのように黒鉛材料と反応性があるものの、主溶媒としてのＥＣやＥＣの水素原子をハロゲン元素で置換した化合物等に対して、その一部を第２成分溶媒で置換することにより、より良好な特性が得られる。
この第２成分溶媒としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシメタン、γ−ブチロラクトン、バレロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、スルホラン、メチルスルホラン等が挙げられる。
さらに、非水溶媒には、低粘度溶媒を併用し、導電率を向上させて電流特性を改善し、リチウム金属との反応性を低下させて安全性を改善することが好ましい。
低粘度溶媒としては、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート等の対称あるいは非対称である鎖状炭酸エステルや、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のカルボン酸エステルや、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル等を使用できる。これらの低粘度溶媒は１種類を単独で用いても良く、２種類以上を混合して用いることも可能である。
電解質としては、非水溶媒に溶解し、イオン伝導性を示すリチウム塩であれば特に限定されることはなく、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等を使用できる。特に、電解質としてＬｉＰＦ6を用いることが好ましい。これらの電解質は、１種類を単独で用いても良く、２種類以上を混合して用いることも可能である。
なお、本発明に係る非水電解質電池は、上述のように電解質として非水電解液を用いた非水電解液二次電池に限定されず、電解質として固体電解質やゲル状の電解質を用いることも可能である。また、本発明に係る非水電解質電池では、円筒型、角型、その形状については特に限定されず、また、薄型、大型等、何れの大きさとしてもよい。
電池缶の材質としては、Ｆｅ、Ｎｉ、ステンレス、Ａｌ、Ｔｉ等を使用できる。この電池缶には、電池の充放電にともなう電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、メッキ等が施されていても良い。
また本発明に係る非水電解質二次電池を組み合わせた電池パックを用いることで、安全性に優れた電池パックを得ることができる。なお、電池パックの外装樹脂としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の耐熱性及び機械的強度が高い材質を使用でき、電池間を接続する連絡板の材質には、Ｆｅ、Ｎｉ、ステンレス、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ等を使用できる。
（実施例１）
（１）正極極板の作製
正極の作製に関して、Ｌｉ1.0Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2を正極活物質とした。正極材料は、原材料として炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）とニッケル・マンガン・コバルトからなる水酸化物（（Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3）ＯＨ2）を所定のモル数で混合し、９００℃空気雰囲気下において１０時間焼成することで得られた。
ニッケル・マンガン・コバルトからなる水酸化物の合成は、硝酸ニッケル、硝酸マンガン、硝酸コバルトを所定量溶解し、その中に水酸化ナトリウムを加え、その共沈物を水洗し、１５０℃で乾燥させたものを用いた。
この正極活物質１００重量部に導電材としてアセチレンブラック３重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデンが５重量部になるようにポリフッ化ビニリデンのＮ−メチルピロリドン溶液を調整し、撹拌混合してペースト状の正極合剤を得た。次に、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を集電体とし、その両面に前記ペースト状正極合剤を塗布するが、そのとき集電体の端部を２０ｍｍ未塗工部として形成した。塗工端周辺の重量傾斜に関しては、本実施例ではＢ／（Ａ＋Ｂ）を０．１となるように塗工を行った。その測定方法としては、塗工後厚み測定を行い、厚み差によりその傾斜幅Ｂを求めた。なお全塗工幅は５０ｍｍとし、傾斜幅が５ｍｍとなった。
その重量傾斜を実現させる方法としては、塗料の粘度及び、塗工時のスピードで調整を行った。具体的には塗料の粘度に関しては、Ｂ型粘度計において、室温で８０００〜２００００ｃＰｓ（センチポイズ）の範囲であり、または毎分５ｍから１５ｍの間で塗工を行いながら、その重量傾斜を形成させた。その後、乾燥後圧延ローラーで圧延を行い、所定寸法に裁断して正極板とした。
次に、合剤密度の算出であるが、塗工端部の合剤密度をその合剤部の厚みと塗工重量か
ら算出し、また塗工時に重量傾斜を設けなかった重量一定域に関しても同様の方法で合剤密度を求めた。本実施例はその合剤密度比率Ｂ／Ａは７０％とした。
（２）負極極板の作製
負極は以下のように作製した。まず、平均粒径が約２０μｍになるように粉砕、分級した鱗片状黒鉛と結着剤のスチレン／ブタジエンゴム３重量部を混合した後、黒鉛に対しカルボキシメチルセルロースが１％となるようにカルボキシメチルセルロ−ス水溶液を加え、撹拌混合しペースト状負極合剤とした。厚さ１０μｍの銅箔を集電体とし、その両面にペースト状の負極合剤を塗布し、乾燥後圧延ローラーを用いて圧延を行い、所定寸法に裁断して負極板とした。
（３）非水電解液の作製
非水電解液にはエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを３０：７０の割合で調整した溶媒に１．０ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ6を溶解したものを用いた。
（４）非水電解液二次電池の作製
上記の正極極板、負極極板、非水電解液を用いて、図２に示す円筒型非水電解液二次電池（直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ）を作製した。その正極板１と負極板３とを、そしてポリエチレン製のセパレータ４を介して捲回した電極群５を構成する。その際正極合剤端に対して負極合剤端が２ｍｍ大きくなるように構成した。その後正極板１に形成した未塗工部に集電体６を集合溶接した。負極に関しても同様に負極板３と集電体を接合し、その後電池缶７に挿入した後に各集電体とケース及び蓋板に結合した。最後に電解液を注入し、蓋板とケースを封口し、非水電解液二次電池を作製し電池１とした。
（実施例２）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行った以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２とした。
（比較例１）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１５ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．３になるように重量傾斜塗工を行った以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３とした。
（比較例２）
正極塗工幅５０ｍｍの端部に耐有機溶剤性の発泡材を設置し、端部の塗工厚みを増加させ、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを１０５とした以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池４とした。
（実施例３、実施例４）
圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａをそれぞれ９９、４０とした以外は、電池２と同様に非水電解液二次電池を作製しそれぞれ電池５、電池６とした。
（比較例３）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａをそれぞれ３０とした以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池７とした。
（実施例５〜実施例９）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、それぞれアラミド樹脂、アルミナ多孔質、チタニア多孔質、ジルコニア多孔質、マグネシア多孔質からなる絶縁膜を用いて電池を構成した以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池８〜電池１２とした。
（実施例１０）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅５．４ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．１になるように重量傾斜塗工を行い圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａの比率を７０とした負極板を作製した。その後この負極板に形成した未塗工部に集電体を集合溶接した。正極に関しても同様に正極板と集電体を接合し、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１３とした。
（実施例１１）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした以外は、上記電池１３と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１４とした。
（比較例４）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１６．２ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．３になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした以外は、上記電池１３と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１５とした。
（比較例５）
負極塗工幅５４ｍｍの端部に耐有機溶剤性の発泡材を設置し、端部の塗工厚みを増加させ、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを１０５とした以外は、上記電池１３と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１６とした。
（比較例６）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを３０とした以外は、上記電池１３と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１９とした。
（実施例１２、実施例１３）
圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａをそれぞれ９９，４０とした以外は、電池１９と同様に非水電解液二次電池を作製し電池１７、電池１８とした。
（実施例１４〜実施例１８）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、それぞれアラミド樹脂、アルミナ多孔質、チタニア多孔質、ジルコニア多孔質、マグネシア多孔質からなる絶縁膜を用いて電池を構成した以外は、上記電池１３と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２０〜電池２４とした。
（実施例１９）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした正極板と、負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした負極板を用いそれぞれの極板に形成した未塗工部に集電体を集合溶接した以外は、上記電池１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２５とした。
（比較例７）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１５ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．３になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした正極板を用いた以外は、上記電池２５と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２６とした。
（比較例８）
負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１６．２ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．３になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした負極板を用いた以外は、上記電池２５と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２７とした。
（比較例９）
正極塗工幅５０ｍｍの端部に耐有機溶剤性の発泡材を設置し、端部の塗工厚みを増加させ、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを１０５とした正極板と、負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした負極板を用いた以外は、上記電池２５と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２８とした。
（比較例１０）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを３０とした正極板と負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした負極板以外は、上記電池２８と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３１とした。
（実施例２０、実施例２１）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａをそれぞれ９９、４０とした正極板を用いた以外は電池３１と同様に非水電解液二次電池を作製し電池２９、電池３０とした。
（比較例１１）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした正極板と負極塗工幅５４ｍｍの端部に耐有機溶剤性の発泡材を設置し、端部の塗工厚みを増加させ、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを１０５とした負極板を用いた以外は、上記電池２８と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３２とした。
（比較例１２）
正極塗工幅５０ｍｍに対して傾斜幅１０ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを７０とした正極板と負極塗工幅５４ｍｍに対して傾斜幅１０．８ｍｍとし、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２になるように重量傾斜塗工を行い、圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａを３０とした負極板を用いた以外は、上記電池２８と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３５とした。
（実施例２２、実施例２３）
負極に圧延後電極の重量一定域（Ａ）の密度に対して、重量傾斜域（Ｂ）の密度の比率Ｂ／Ａをそれぞれ９９、４０とした負極板を用いた以外は、上記電池３５と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３３、電池３４とした。
（実施例２４〜実施例２８）
絶縁膜にそれぞれアラミド樹脂、アルミナ多孔質、チタニア多孔質、ジルコニア多孔質、マグネシア多孔質からなる絶縁膜を用いて電池を構成した以外は、上記電池２５と同様に非水電解液二次電池を作製し電池３６〜電池４０とした。
（５）非水電解液二次電池パックの作製
上記の非水電解液二次電池を１ｍｍの間隔の隔離板を用いて、電池間距離維持し５セルを横方向に直列配列した。電池間の接続に関しては、ニッケル製の連絡板８を用い抵抗溶接により接続を行った。またさらに中央に配置された非水電解液二次電池には、充放電中の温度測定を行う目的で、温度監視用の測定部９（熱電対）を非水電解液二次電池の絶縁チューブ上に密着させ、制御部については充放電を停止させる温度を６０℃に設定した。最後に非水電解液二次電池の正極端子１０と負極端子１１を接続し、最後にこの組電池をＡＢＳ（アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン）樹脂製の外装ケース１２でカバーし、図３に示すような非水電解液二次電池パックを作製した。
（非水電解液二次電池の放電容量の確認）
上記の非水電解液二次電池パックに関して、２５℃環境下で充放電試験を行った。充放電制御に関しては、与えた電流値と休止時間以外は、電池パックに搭載した制御部で行った。充電条件は、定電流定電圧方式を用い、充電電圧を制御し、４．２Ｖに達するまでは充電電流２Ａで定電流充電を行い、定電圧充電に移行した後は、充電電流が２００ｍＡまで減少した所で充電完了とした。また放電に関しては、電流値１０Ａで２．５Ｖまで放電を行った。また充電、放電間の休止時間は各２０分とした。その際の５セルの平均放電容量を表１に示す。
（低温サイクル試験後のリチウム析出の確認）
本試験の目的は、極板端部周辺の密度違いによるリチウム受け入れ性の確認することであり、上記電池１から４０からなる電池パックを用いて、０℃環境下において、２００サイクルの充放電を行った。充電条件は、定電流定電圧方式を用い、充電電圧を制御し、４．２５Ｖに達するまでは充電電流２Ａで定電流充電を行い、定電圧充電に移行した後は、充電電流が２００ｍＡまで減少した所で充電完了とした。また放電に関しては、電流値１０Ａで２．５Ｖまで放電を行った。また充電、放電間の休止時間は各２０分とした。２００サイクル終了後、充電状態においてパック内における中心電池を分解し、正極端部の対向する負極部位にリチウムが析出しているかどうかを確認した。目視上の変化の有無を、「析出あり」「析出なし」として表１に示す。
（電池パックでの振動試験）
上記の電池を用いた各電池パックに対して、２０Ｇで５０Ｈｚのパルス幅の振動を、１
０時間加える試験を行った。この試験前後における開回路電圧（０ＣＶ）の差を表１に記す。
（電池パック保存試験）
上記の電池を用いた各電池パックに対して、２５℃環境下で４．２Ｖに達するまでは充電電流２Ａで定電流充電を行い、定電圧充電に移行した後は、充電電流が２００ｍＡまで減少した所で完了とする充電を行った後に電流値１０Ａで２．５Ｖまで放電し、放電状態において８０℃環境下で３日、また１００℃環境下で６時間保存した。それぞれの保存後に１セルずつ分解を行い、絶縁膜の最大収縮率を求めた。その結果を表１に記す。
Figure 0005002927
 電池１から電池３より、正極板におけるＢ／（Ａ＋Ｂ）が０．２を超える場合には、傾斜幅が大きくなることにより正極重量が減少し、放電容量が低下する。また、電池４から７より、正極端部の密度が大きくなることによって、負極の負荷が増加する。長期間かつ低温環境下での使用を想定した試験後、電池を分解して観察したところリチウム受け入れ性が低下していることが確認できた。この現象は、場合によっては、電極間でのショートにより発熱や発煙といった危険性を有する。
一方、合剤密度比率Ｂ／Ａが４０未満になると、振動試験によるＯＣＶが低下し、一部極板の遊離や浮きといった現象が認められた。これは、密度の低下によるアルミニウム芯材と正極合剤の密着性が低下したことが原因だと考えられる。
次に電池２および電池８〜電池１２から、ポリエチレン絶縁膜と耐熱性絶縁膜とを比較すると、８０℃環境下ではその収縮率に差はなく共に良好な結果が得られるが、１００℃環境下においては、耐熱性絶縁膜を用いた電池において絶縁性に対する信頼性がより向上することが明らかとなった。したがって、絶縁層として耐熱性絶縁膜を備えることでさらなる安全性の向上を図ることができる。
また電池１３から電池１９に示したように、負極板に未塗工部を設けた場合には、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２を超えた際、傾斜幅が大きくなることにより塗工量が減少し、対向する正極材料からのリチウムを完全に収容することができない。これは正極板及び負極板の端面位相差を電池設計上で回避することは可能であるが、その場合、電池容量の低下、エネルギー密度の低下等の課題が生じる。
また合剤密度比に関しては、１０５となった電池１６が示すように、負極密度が上昇することによって、本条件の場合リチウムの受け入れ性が低下し、リチウムの析出が確認された。一方、合剤密度比が３０となった電池１９は、正極板と同様、振動により極板から合剤が脱落した。
負極に未塗工部を有する場合も同様、電池２０から電池２４と電池１４を比較してわかるように１００℃環境下でも耐熱性絶縁膜を使用することによって収縮を抑制することが可能である。
さらに、電池２５から電池４０においても、正極板と負極板ともに未塗工部を設けた場合にも、上記に述べた効果により同様の現象と課題解決がなされている。
本発明にかかる非水電解液二次電池は、剥離工程や消耗品を削減することによって安価に製造できることに加え、特に正極板に関しては、塗工端付近の正極重量を少なくさせることにより、対向極である負極の設計負荷を確保できる。またセパレータ収縮を抑制するために耐熱樹脂を用いることや、万一セパレータが収縮した際でも電極間に形成した多孔質耐熱層によりショートしない構造とすることにより、高安全な高出力非水電解液二次電池及び電池パックを提供することができ、電動工具、アシスト自転車、電動スクーター、ロボット等の電源として有用である。
本発明にかかる正極、負極およびセパレータの構成を示す概略図 本発明にかかる非水電解液二次電池の概略図 本発明にかかる非水電解液二次電池を用いた電池パックの概略図
符号の説明
１ 正極
２ 芯材露出部
３ 負極
４ セパレータ
５ 電極群
６ 集電体
７ 電池缶
８ ニッケル製連絡板
９ 温度監視用測定部
１０ 正極端子
１１ 負極端子
１２ 外装ケース
２１ 中心部
２２ 正極芯材
２３ 負極芯材
２４ 正極合剤層
２５ 負極合剤層
Ａ 重量一定域
Ｂ 重量傾斜域

Claims (8)

  1. 芯材上に合剤層を形成した正極および負極と、前記正極と前記負極とを電気的に絶縁する絶縁層とを巻回した電極群を備えた非水電解液二次電池であって、前記正極または／および前記負極は、巻回方向に対して平行に連続した芯材露出部を有し、かつ前記合剤層は芯材露出部の隣接部に平行して単位面積当りの合剤量が芯材露出部側で減少する重量傾斜域（Ｂ）と前記重量傾斜域（Ｂ）に隣接した単位面積当りの合剤量が一定の重量一定域（Ａ）を持ち、前記重量傾斜域（Ｂ）の幅は前記合剤層（Ａ＋Ｂ）の幅に対し０．２以下であり、かつ前記重量傾斜域（Ｂ）の合剤密度は前記重量一定域（Ａ）の合剤密度に対して４０％以上９９％以下であることを特徴とする非水電解質二次電池。
  2. 前記絶縁層はセパレータと耐熱層が含まれていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。
  3. 前記耐熱層は熱変形温度２００℃以上の耐熱樹脂からなることを特徴とする請求項２記載の非水電解質二次電池。
  4. 前記耐熱層は、アラミド樹脂からなることを特徴とする請求項３記載の非水電解質二次電池。
  5. 前記耐熱層は、絶縁性フィラーを含有することを特徴とする請求項２記載の非水電解質二次電池。
  6. 前記絶縁性フィラーは、無機酸化物であることを特徴とする請求項５記載の非水電解質二次電池。
  7. 前記耐熱層は、前記正極または／および前記負極の合剤層上に担持されていることを特徴とする請求項２記載の非水電解質二次電池。
  8. 請求項１から７記載の非水電解液二次電池を用いた電池パック。
JP2005243861A 2005-08-25 2005-08-25 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック Expired - Fee Related JP5002927B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005243861A JP5002927B2 (ja) 2005-08-25 2005-08-25 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック
KR1020060067816A KR101092821B1 (ko) 2005-08-25 2006-07-20 비수 전해질 이차전지와 그를 이용한 전지팩
US11/492,129 US7767348B2 (en) 2005-08-25 2006-07-25 Non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack using the same
CNB2006101155344A CN100456553C (zh) 2005-08-25 2006-08-18 非水电解质二次电池与使用该电池的电池组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005243861A JP5002927B2 (ja) 2005-08-25 2005-08-25 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007059230A JP2007059230A (ja) 2007-03-08
JP5002927B2 true JP5002927B2 (ja) 2012-08-15

Family

ID=37804607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005243861A Expired - Fee Related JP5002927B2 (ja) 2005-08-25 2005-08-25 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7767348B2 (ja)
JP (1) JP5002927B2 (ja)
KR (1) KR101092821B1 (ja)
CN (1) CN100456553C (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080105853A (ko) * 2007-06-01 2008-12-04 삼성에스디아이 주식회사 세라믹층이 코팅된 양극 또는 음극을 포함하는리튬이차전지
JP2009004289A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Panasonic Corp 非水電解質二次電池
US20120308861A1 (en) * 2007-07-09 2012-12-06 Greatbatch Ltd. Method of making electrodes with distributed material loading used in electrochemical cells
US20090098446A1 (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Yukihiro Okada Secondary battery
US8276695B2 (en) * 2007-12-25 2012-10-02 Byd Co. Ltd. Battery electrode sheet
JP5300274B2 (ja) * 2008-01-22 2013-09-25 日立ビークルエナジー株式会社 リチウム二次電池
CN201340888Y (zh) * 2009-01-08 2009-11-04 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池
KR101147242B1 (ko) * 2010-04-01 2012-05-18 삼성에스디아이 주식회사 전극 어셈블리와 이를 적용한 이차전지
US8470898B2 (en) * 2011-05-31 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC Methods of making lithium ion battery separators
KR20130087968A (ko) 2012-01-30 2013-08-07 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
US9017861B2 (en) * 2012-03-15 2015-04-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5984051B2 (ja) 2012-07-12 2016-09-06 株式会社Ｇｓユアサ 電極体
US9647261B2 (en) * 2012-11-12 2017-05-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-aqueous electrolyte secondary battery
CN105409049A (zh) * 2013-06-06 2016-03-16 株式会社杰士汤浅国际 非水电解质二次电池和非水电解质二次电池的制造方法
CN107732108A (zh) * 2017-10-09 2018-02-23 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种电化学装置隔离膜及其制备方法
JP6819542B2 (ja) * 2017-10-25 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 正極、およびそれを備える非水電解質二次電池
CN111029527B (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 宁德新能源科技有限公司 负极和包含所述负极的电化学装置及电子装置
KR20240001928A (ko) 2022-06-28 2024-01-04 에스케이온 주식회사 리튬 이차 전지

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2097301A5 (ja) * 1970-07-01 1972-03-03 Accumulateurs Fixes
CH600584A5 (ja) * 1975-10-17 1978-06-30 Accumulateurs Fixes
US4154908A (en) * 1977-07-08 1979-05-15 Gould Inc. Electrode configuration for alkaline battery systems
JPH09190814A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Sony Corp 非水電解液二次電池
JPH10144301A (ja) 1996-11-06 1998-05-29 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法
JPH10188952A (ja) * 1996-12-27 1998-07-21 Fuji Film Selltec Kk 電池用電極とこれを用いた電池
JPH10241663A (ja) * 1997-02-21 1998-09-11 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JP3743781B2 (ja) * 1997-03-27 2006-02-08 日本電池株式会社 非水電解質二次電池
TW460505B (en) * 1998-04-27 2001-10-21 Sumitomo Chemical Co Separator for nonaqueous electrolyte battery and lithium secondary battery made from the same
JPH11354110A (ja) 1998-06-10 1999-12-24 Mitsubishi Cable Ind Ltd 密閉型電池の電極板およびその製造方法
JP2000021386A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
EP2219253B1 (en) * 1998-09-18 2015-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material
JP3620703B2 (ja) * 1998-09-18 2005-02-16 キヤノン株式会社 二次電池用負極電極材、電極構造体、二次電池、及びこれらの製造方法
JP3471244B2 (ja) * 1999-03-15 2003-12-02 株式会社東芝 非水電解液二次電池の製造方法
JP4411690B2 (ja) * 1999-06-30 2010-02-10 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
JP4487457B2 (ja) * 2000-08-30 2010-06-23 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータおよび非水電解液二次電池
JP2002270156A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池
US7097673B2 (en) * 2001-06-07 2006-08-29 3M Innovative Properties Company Coating edge control
KR100399642B1 (ko) * 2001-10-24 2003-09-29 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 그 제조방법
JP3520989B2 (ja) 2002-01-15 2004-04-19 日本電池株式会社 非水系二次電池の電極板の製造方法
JP4097443B2 (ja) * 2002-03-27 2008-06-11 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
JP2004014127A (ja) * 2002-06-03 2004-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐熱性セパレータ及び二次電池
JP3960877B2 (ja) * 2002-08-05 2007-08-15 三洋電機株式会社 電池の製造方法
JP2004146161A (ja) 2002-10-23 2004-05-20 Sony Corp バッテリーパック
JP4565811B2 (ja) 2003-03-31 2010-10-20 三洋電機株式会社 非水系電解質二次電池及びその製造方法
JP4380201B2 (ja) * 2003-04-09 2009-12-09 パナソニック株式会社 非水電解液二次電池の製造方法
CN1543004A (zh) * 2003-05-04 2004-11-03 柯国平 二次电池、二次电池的负极板及其制造方法
EP1652246B1 (en) * 2003-07-31 2016-10-12 Nissan Motor Company Limited Secondary cell electrode and fabrication method, and secondary cell, complex cell, and vehicle
CN1300866C (zh) * 2003-12-29 2007-02-14 中国电子科技集团公司第十八研究所 防短路电极的制备方法
CN100440588C (zh) 2004-01-09 2008-12-03 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池
JP2005209570A (ja) * 2004-01-26 2005-08-04 Teijin Ltd 非水系二次電池用セパレータ、その製造法および非水系二次電池
JP2005277064A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Tdk Corp 電極の製造方法及び電極、並びに、電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイス
JP4347759B2 (ja) * 2004-07-07 2009-10-21 Ｔｄｋ株式会社 電極の製造方法
US7638230B2 (en) * 2004-09-03 2009-12-29 Panasonic Corporation Lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070024353A (ko) 2007-03-02
KR101092821B1 (ko) 2011-12-12
CN100456553C (zh) 2009-01-28
US7767348B2 (en) 2010-08-03
JP2007059230A (ja) 2007-03-08
US20070048615A1 (en) 2007-03-01
CN1925205A (zh) 2007-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5002927B2 (ja) 非水電解液二次電池及びこれを用いた電池パック
JP6948601B2 (ja) 二次電池
JP4541324B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP4927064B2 (ja) 二次電池
JP5264099B2 (ja) 非水電解質二次電池
WO2010131401A1 (ja) リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池
JP5854279B2 (ja) 非水電解液二次電池の製造方法
JP5590424B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP2014127242A (ja) リチウム二次電池
KR102217574B1 (ko) 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2014225326A (ja) 非水電解質二次電池
JP2014035923A (ja) 非水電解質二次電池
US9991563B2 (en) Energy storage device and energy storage apparatus
JP5213003B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP6345659B2 (ja) 非水電解質二次電池用正極、および非水電解質二次電池
JP5432746B2 (ja) リチウムイオン二次電池
US9960459B2 (en) Method of manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6249242B2 (ja) 非水電解質二次電池
KR102520421B1 (ko) 부극
JP7182198B2 (ja) 非水電解質二次電池、電解液及び非水電解質二次電池の製造方法
JP2005116321A (ja) リチウム二次電池及びその低温特性評価方法
CN112447941A (zh) 非水电解质二次电池
CN113950757A (zh) 蓄电元件
JP2006344395A (ja) リチウム二次電池用正極及びその利用と製造
JP2019153539A (ja) 非水電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080522

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120424

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120507

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees