JP5482744B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP5482744B2
JP5482744B2 JP2011173294A JP2011173294A JP5482744B2 JP 5482744 B2 JP5482744 B2 JP 5482744B2 JP 2011173294 A JP2011173294 A JP 2011173294A JP 2011173294 A JP2011173294 A JP 2011173294A JP 5482744 B2 JP5482744 B2 JP 5482744B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
separator
battery
extension
battery case
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.)
Active
Application number
JP2011173294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013037904A (en
Inventor
英史 長谷川
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.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International 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 GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Priority to JP2011173294A priority Critical patent/JP5482744B2/en
Publication of JP2013037904A publication Critical patent/JP2013037904A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5482744B2 publication Critical patent/JP5482744B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

この発明は、非水電解質二次電池に関し、特に、電池ケースと、正極および負極をセパレータを介して巻回した発電要素とを備える非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a battery case and a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a separator.

従来、電池ケースと、正極および負極をセパレータを介して巻回した発電要素とを備える非水電解質二次電池が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, a non-aqueous electrolyte secondary battery including a battery case and a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a separator is known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献1には、ステンレス鋼板(SUS材)からなる長円筒形状の電池ケースと、正極および負極をセパレータを介して巻回した発電要素とを備えた非水電解質二次電池が開示されている。発電要素は、負極、セパレータ、正極およびセパレータを内側からこの順で配置して巻回することにより形成されている。したがって、発電要素の最外周部では、内側の負極と外側の正極とがセパレータを挟んで対向している。また、発電要素は、電解液とともに電池ケースの内部に収容されている。   Patent Document 1 discloses a nonaqueous electrolyte secondary battery including a long cylindrical battery case made of a stainless steel plate (SUS material) and a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode are wound through a separator. Yes. The power generation element is formed by arranging and winding a negative electrode, a separator, a positive electrode, and a separator in this order from the inside. Therefore, at the outermost peripheral portion of the power generation element, the inner negative electrode and the outer positive electrode face each other with the separator interposed therebetween. The power generation element is housed inside the battery case together with the electrolytic solution.

特開2000−149901号公報JP 2000-149901 A

しかしながら、本願発明者は、上記特許文献1のように電池ケースにステンレス鋼板(SUS材)を用いた非水電解質二次電池では、使用期間の経過に伴い、電池ケース(ステンレス鋼板)から内部の電解液中に鉄イオン(Fe)が溶出し、発電要素の負極に鉄が析出するという不都合があることを見出した。そして、負極と正極とが対向する部分(負極の表面上)に析出する鉄の量が多くなると、負極の反応を阻害したり、負極と正極との対向部分において鉄がセパレータを貫通して微小な短絡状態を作る微小短絡が発生して電池の自己放電による容量低下が大きくなり、その結果、電池の性能劣化を引き起こすという問題点があるという知見を得た。 However, in the nonaqueous electrolyte secondary battery using a stainless steel plate (SUS material) for the battery case as described in Patent Document 1, the inventor of the present application has moved from the battery case (stainless steel plate) to the inside as the usage period elapses. It has been found that there is an inconvenience that iron ions (Fe + ) are eluted in the electrolytic solution and iron is deposited on the negative electrode of the power generation element. When the amount of iron deposited on the portion where the negative electrode and the positive electrode face each other (on the surface of the negative electrode) increases, the reaction of the negative electrode is inhibited, or the iron penetrates the separator in the portion where the negative electrode and the positive electrode face each other. It has been found that there is a problem that a small short circuit that creates a short-circuit state occurs and the capacity is reduced due to the self-discharge of the battery, resulting in deterioration of the battery performance.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、電池ケースから溶出した鉄による電池の性能劣化を低減することが可能な非水電解質二次電池を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is a non-aqueous electrolyte capable of reducing battery performance deterioration due to iron eluted from the battery case. The next battery is to provide.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記目的を達成するために本願発明者が鋭意検討した結果、負極を最外周に配置し、かつ、最外周の負極と電池ケースとの間に多孔質部材を所定の空孔体積で配置することによって、負極に溶出した鉄による電池の性能劣化を低減させることが可能であることを見出した。すなわち、この発明の一の局面による非水電解質二次電池は、鉄を含有する材料からなる電池ケースと、最外周面に負極が配置された発電要素とを備え、発電要素の最外周面に配置された負極と電池ケースとの間に多孔質部材が設けられており、多孔質部材の空孔体積が電池ケースの内部空間体積の2.5%以上になるように構成されている。   As a result of intensive studies by the inventors of the present invention in order to achieve the above object, the negative electrode is arranged on the outermost periphery, and the porous member is arranged with a predetermined pore volume between the outermost negative electrode and the battery case. Thus, it has been found that battery performance degradation due to iron eluted in the negative electrode can be reduced. That is, the non-aqueous electrolyte secondary battery according to one aspect of the present invention includes a battery case made of a material containing iron, and a power generation element having a negative electrode disposed on the outermost peripheral surface. A porous member is provided between the arranged negative electrode and the battery case, and the pore volume of the porous member is configured to be 2.5% or more of the internal space volume of the battery case.

この発明の一の局面による非水電解質二次電池では、発電要素の最外周面に配置された負極と電池ケースとの間に多孔質部材を設けるとともに、多孔質部材の空孔体積が電池ケースの内部空間体積の2.5%以上になるように構成することによって、電池ケースから溶出した鉄による電池の性能劣化を低減することができる。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to one aspect of the present invention, a porous member is provided between the negative electrode disposed on the outermost peripheral surface of the power generation element and the battery case, and the pore volume of the porous member is determined to be the battery case. By constituting so that it may become 2.5% or more of internal space volume of this, the performance deterioration of the battery by the iron which eluted from the battery case can be reduced.

上記一の局面による非水電解質二次電池において、好ましくは、多孔質部材は、正極と負極との間に備えられたセパレータの延長部分からなり、セパレータの延長部分が発電要素の外周に巻回または積層されている。このように構成すれば、多孔質部材を設けた場合にも、部品点数が増加することがないとともに、電池の組み立て工程が複雑化するのを抑制することができる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above aspect, the porous member preferably includes an extension portion of a separator provided between the positive electrode and the negative electrode, and the extension portion of the separator is wound around the outer periphery of the power generation element. Or they are stacked. With this configuration, even when the porous member is provided, the number of parts does not increase and the battery assembly process can be suppressed from becoming complicated.

この場合において、好ましくは、セパレータの空孔率が45%以上である。このように構成すれば、セパレータ(多孔質部材)の空孔体積が電池ケースの内部空間体積の2.5%以上になるように構成した場合にも、電池のエネルギー密度が低下するのを抑制することができる。   In this case, the separator preferably has a porosity of 45% or more. With this configuration, even when the separator (porous member) has a void volume of 2.5% or more of the internal space volume of the battery case, the battery energy density is prevented from decreasing. can do.

本発明の第1実施形態による電池の全体構成を示した分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing an overall configuration of a battery according to a first embodiment of the present invention. 図1の400−400線に沿った電池の内部構造を模式的に示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the battery along line 400-400 in FIG. 1. 本発明の第1実施形態による電池の発電要素の構造を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the electric power generation element of the battery by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による電池の発電要素の内部構造を模式的に示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed typically the internal structure of the electric power generation element of the battery by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による電池の発電要素の構造を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the electric power generation element of the battery by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による電池の発電要素の内部構造を模式的に示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed typically the internal structure of the electric power generation element of the battery by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施例および比較例の試験結果を示したグラフである。It is the graph which showed the test result of the Example and comparative example of this invention. 本発明の第1および第2実施形態の変形例による電池の発電要素の構造を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the electric power generation element of the battery by the modification of 1st and 2nd embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態による電池100の構成について説明する。なお、電池100は、本発明の「非水電解質二次電池」の一例である。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-4, the structure of the battery 100 by one Embodiment of this invention is demonstrated. The battery 100 is an example of the “nonaqueous electrolyte secondary battery” in the present invention.

本発明の一実施形態による電池100は、EV(電気自動車)などに用いられる大型の角形リチウムイオン電池である。この電池100は、図1に示すように、上面(Z1側の面)が開口した直方体の箱型形状を有する箱部1aと、箱部1aの開口に上方(Z1側)から嵌合する蓋部1bとを含む電池ケース1と、一対の発電要素2とを備えている。一対の発電要素2は、各々の縦断面(垂直断面)がZ方向(上下方向)に延びる長円筒形状を有するとともにY方向に隣接するように配置されている。   A battery 100 according to an embodiment of the present invention is a large prismatic lithium ion battery used in an EV (electric vehicle) or the like. As shown in FIG. 1, the battery 100 includes a box portion 1a having a rectangular parallelepiped box shape whose upper surface (Z1 side surface) is open, and a lid that is fitted to the opening of the box portion 1a from above (Z1 side). A battery case 1 including a portion 1b and a pair of power generation elements 2 are provided. The pair of power generating elements 2 are arranged so that each longitudinal section (vertical section) has a long cylindrical shape extending in the Z direction (up and down direction) and is adjacent to the Y direction.

電池ケース1は、鉄を含有する材料からなり、より具体的には、ステンレス鋼(SUS材)からなる。なお、電池ケース1としては、ニッケルメッキした鉄材や、ステンレス鋼以外の鉄合金からなる電池ケースを用いてもよい。電池100では、一対の発電要素2が箱部1aの内部に収納された状態で、蓋部1bが箱部1aの開口縁部に沿って周状に溶接されることによって封止されている。また、電池ケース1の内部には、発電要素2を浸漬させるようにして非水電解液が注入されている。図2に示すように、注入された非水電解液は、一部が発電要素2の内部(正極21および負極22の間のセパレータ23)に保持されているとともに、他の一部(余剰電解液ES)が電池ケース1の底部(内底面1c近傍)に溜められている。   The battery case 1 is made of a material containing iron, more specifically, stainless steel (SUS material). In addition, as the battery case 1, a battery case made of nickel-plated iron material or an iron alloy other than stainless steel may be used. In the battery 100, the lid 1b is sealed by being circumferentially welded along the opening edge of the box 1a in a state where the pair of power generation elements 2 are housed inside the box 1a. In addition, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery case 1 so that the power generation element 2 is immersed therein. As shown in FIG. 2, a part of the injected nonaqueous electrolytic solution is held inside the power generation element 2 (separator 23 between the positive electrode 21 and the negative electrode 22) and another part (surplus electrolysis). Liquid ES) is stored at the bottom of the battery case 1 (near the inner bottom surface 1c).

非水電解液は、非水溶媒に電解質塩を溶解させたものである。非水電解液の非水溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートおよびビニレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類や、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどの環状エステル類や、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)およびエチルメチルカーボネート(EMC)などの鎖状カーボネート類を用いることができる。上記した非水溶媒を単独または2種類以上混合して用いることができる。   The nonaqueous electrolytic solution is obtained by dissolving an electrolyte salt in a nonaqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent for the non-aqueous electrolyte include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate, chloroethylene carbonate and vinylene carbonate, and γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Cyclic esters and chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC) can be used. The above non-aqueous solvents can be used alone or in admixture of two or more.

また、非水電解液の電解質塩としては、LiPFを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。LiPF、LiClO、LiBF、LiAsFなどのLiを含む無機イオン塩を用いることができる。 As the electrolyte salt in the nonaqueous electrolytic solution, an example using LiPF 6, the present invention is not limited thereto. An inorganic ion salt containing Li, such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6, or the like can be used.

また、図1および図2に示すように、各発電要素2は、巻回軸方向が横向き(X方向、電池ケースの長手方向)になるように配置されるとともに2つの発電要素2は、電気的に並列接続されている。また、電池100には、図1に示すように、電池ケース1の蓋部1bから上方に突出する正極端子3および負極端子4が設けられている。また、電池100は、正極端子3を発電要素2に電気的に接続する正極集電端子5と、負極端子4を発電要素2に電気的に接続する負極集電端子6とをさらに備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, each power generation element 2 is arranged so that the winding axis direction is lateral (X direction, the longitudinal direction of the battery case), and the two power generation elements 2 are Are connected in parallel. Further, as shown in FIG. 1, the battery 100 is provided with a positive electrode terminal 3 and a negative electrode terminal 4 that protrude upward from the lid portion 1 b of the battery case 1. The battery 100 further includes a positive electrode current collecting terminal 5 that electrically connects the positive electrode terminal 3 to the power generating element 2, and a negative electrode current collecting terminal 6 that electrically connects the negative electrode terminal 4 to the power generating element 2. .

各々の発電要素2は、図3に示すように、内周側の帯状の正極21と外周側の帯状の負極22とを帯状の2枚のセパレータ23を介して巻回した巻回体からなる。   As shown in FIG. 3, each power generation element 2 includes a wound body in which a belt-like positive electrode 21 on the inner peripheral side and a belt-like negative electrode 22 on the outer peripheral side are wound through two strip-shaped separators 23. .

正極21は、アルミニウム箔からなる正極集電体21aを含んでいる。また、正極集電体21aの両面には、巻回軸方向(X方向)の一方端部(図1のX1側の端部)周辺領域を除いて、正極合剤21bが塗布されている。そして、正極集電端子5は、正極集電体21aの正極合剤21bが塗布されていない一方端部周辺において正極集電体21aに接続されている。   The positive electrode 21 includes a positive electrode current collector 21a made of an aluminum foil. Further, the positive electrode mixture 21b is applied to both surfaces of the positive electrode current collector 21a except for a peripheral region around one end in the winding axis direction (X direction) (end on the X1 side in FIG. 1). The positive electrode current collector terminal 5 is connected to the positive electrode current collector 21a around one end where the positive electrode mixture 21b of the positive electrode current collector 21a is not applied.

同様に、負極22は、銅箔からなる負極集電体22aを含んでいる。また、負極集電体22aの両面には、巻回軸方向(X方向)の他方端部(図1のX2側の端部)周辺領域を除いて、負極合剤22bが塗布されている。そして、負極集電端子6は、負極集電体22aの負極合剤22bが塗布されていない他方端部周辺において負極集電体22aに接続されている。図4に示すように、本実施形態では、負極22が正極21よりも外周側に配置されており、負極22の最外周部22cが、電池ケース1の内底面1cに沿うように配置されている。なお、図4では、説明の便宜のため、巻回された発電要素2の構造を簡略化して模式的に示している。   Similarly, the negative electrode 22 includes a negative electrode current collector 22a made of copper foil. Moreover, the negative electrode mixture 22b is applied to both surfaces of the negative electrode current collector 22a except for the peripheral region of the other end (end on the X2 side in FIG. 1) in the winding axis direction (X direction). The negative electrode current collector terminal 6 is connected to the negative electrode current collector 22a around the other end where the negative electrode mixture 22b of the negative electrode current collector 22a is not applied. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the negative electrode 22 is disposed on the outer peripheral side of the positive electrode 21, and the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22 is disposed along the inner bottom surface 1 c of the battery case 1. Yes. In FIG. 4, for convenience of explanation, the structure of the wound power generation element 2 is schematically shown in a simplified manner.

正極合剤21bおよび負極合剤22bは、それぞれ、正極および負極活物質と結着剤とを含んでいる。また、正極合剤21bおよび負極合剤22bに活物質の導電性を向上させるための導電剤を含ませてもよい。なお、必要に応じて、結着剤および導電剤の一方または両方を活物質と混合しなくてもよいし、結着剤および導電剤に加えて他の添加物を混合させてもよい。合剤に用いるこれらの活物質、結着剤および導電剤の混合比率は、用いる材料の物性に応じて最適値を選択すればよい。   The positive electrode mixture 21b and the negative electrode mixture 22b include a positive electrode, a negative electrode active material, and a binder, respectively. Moreover, you may contain the electrically conductive agent for improving the electroconductivity of an active material in the positive mix 21b and the negative mix 22b. If necessary, one or both of the binder and the conductive agent may not be mixed with the active material, or other additives may be mixed in addition to the binder and the conductive agent. The mixing ratio of these active materials, binders, and conductive agents used in the mixture may be selected in accordance with the physical properties of the materials used.

正極活物質としては、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であればよく、LiMn、LiCoO、LiNiOなどのリチウム複合酸化物や、これらの複合酸化物の遷移金属部分を他の遷移金属や軽金属で置換したリチウム複合酸化物を用いることができる。 The positive electrode active material may be any material that can occlude / release lithium. Lithium composite oxides such as LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , and other transition metal portions of these composite oxides A lithium composite oxide substituted with metal or light metal can be used.

負極活物質としては、グラファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素および非晶質カーボンなどの炭素材料や、リチウムを吸蔵・放出可能な合金などを用いることができる。   As the negative electrode active material, carbon materials such as graphite, hard carbon, low-temperature fired carbon, and amorphous carbon, alloys capable of inserting and extracting lithium, and the like can be used.

また、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などの熱可塑性樹脂や、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマ(EPDM)、スルホン化エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびフッ素ゴムなどのゴム弾性を有するポリマーなどを1種類または2種類以上用いることができる。   Further, as the binder, thermoplastic resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE) and polypropylene (PP), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM), One type or two or more types of polymers having rubber elasticity such as sulfonated ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), and fluorine rubber can be used.

また、導電剤としては、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛および土状黒鉛など)、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウイスカーおよび炭素繊維などの導電性材料を1種類または2種類以上用いることができる。   In addition, as the conductive agent, one or more conductive materials such as natural graphite (such as scaly graphite, scaly graphite and earthy graphite), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon whisker and carbon fiber are used. Two or more types can be used.

図3に示すように、セパレータ23は、絶縁体からなる帯状の多孔質膜である。セパレータとしては、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル系樹脂からなる多孔膜や、多孔膜以外の不織布などを用いることが可能である。   As shown in FIG. 3, the separator 23 is a belt-like porous film made of an insulator. As the separator, a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), or a non-woven fabric other than the porous film is used. It is possible.

また、本実施形態では、セパレータ23は、長さLの延長部23aを有しており、セパレータ23の長さが他の正極21および負極22の長さよりも大きくなるように構成されている。セパレータ23は、この延長部23aが負極22の最外周部22cの外側に巻回されて複数枚(第1実施形態では4枚)積層された状態になるように形成されている。このため、図4に示すように、セパレータ23の延長部23aは、電池ケース1の内部で、負極22の最外周部22cと電池ケース1との間に配置されている。なお、延長部23aは、本発明の「多孔質部材」の一例である。   In the present embodiment, the separator 23 has an extension 23 a having a length L, and the length of the separator 23 is configured to be longer than the lengths of the other positive electrode 21 and negative electrode 22. The separator 23 is formed such that the extended portion 23a is wound around the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 and a plurality of sheets (four in the first embodiment) are stacked. For this reason, as shown in FIG. 4, the extension 23 a of the separator 23 is disposed between the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22 and the battery case 1 inside the battery case 1. The extension 23a is an example of the “porous member” in the present invention.

延長部23aは、負極22の最外周部22cの外側において、電池ケース1内の電解液を保持する機能を有する。   The extension 23 a has a function of holding the electrolytic solution in the battery case 1 outside the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22.

また、本実施形態では、負極22の最外周部22cの外側に巻回された4枚の延長部23aの合計空孔体積が、電池ケース1の内部空間の体積(容積)の2.5%以上になるように構成されている。なお、電池ケース1内に2つの発電要素2が収容されるため、各々の発電要素2の4枚の延長部23aの空孔体積の合計が、電池ケース1の内部空間の体積(容積)の2.5%以上になるように構成されている。   In the present embodiment, the total void volume of the four extension portions 23 a wound around the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22 is 2.5% of the volume (volume) of the internal space of the battery case 1. It is comprised so that it may become above. In addition, since the two power generation elements 2 are accommodated in the battery case 1, the total void volume of the four extensions 23 a of each power generation element 2 is the volume (volume) of the internal space of the battery case 1. It is comprised so that it may become 2.5% or more.

延長部23aの空孔体積は、延長部23aの長さL(すなわち、延長部23aを発電要素2の外周に巻回する回数(枚数))を調節することによって変更することが可能である。延長部23aの巻回回数は、電池ケース1の内部空間体積に対する延長部23aの空孔体積の割合Pが、2.5%以上の所望の値となるように調整すればよい。   The void volume of the extension portion 23a can be changed by adjusting the length L of the extension portion 23a (that is, the number of times (number of sheets) the extension portion 23a is wound around the outer periphery of the power generation element 2). What is necessary is just to adjust the frequency | count of winding of the extension part 23a so that the ratio P of the void | hole volume of the extension part 23a with respect to the internal space volume of the battery case 1 may become a desired value of 2.5% or more.

また、延長部23aの合計空孔体積は、セパレータ23(延長部23a)の空孔率によっても変化する。セパレータ23の空孔率は、42%以上であり、好ましくは、45%以上である。これにより、セパレータ23の空孔体積を大きくした場合にも、電池100(電池ケース1)内に占めるセパレータ23全体の体積が増大するのを抑制することができる。その結果、セパレータ23の空孔体積が電池ケース1の内部空間体積の2.5%以上になるように構成しても、電池100のエネルギー密度が低下するのを抑制することができる。   Further, the total pore volume of the extension 23a also varies depending on the porosity of the separator 23 (extension 23a). The porosity of the separator 23 is 42% or more, and preferably 45% or more. Thereby, even when the void | hole volume of the separator 23 is enlarged, it can suppress that the volume of the separator 23 whole which occupies in the battery 100 (battery case 1) increases. As a result, even if the void volume of the separator 23 is configured to be 2.5% or more of the internal space volume of the battery case 1, it is possible to suppress a decrease in the energy density of the battery 100.

次に、第1実施形態による電池100における負極22の最外周部22cへの鉄の析出について説明する。   Next, iron deposition on the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 in the battery 100 according to the first embodiment will be described.

図2および図4に示すように、電池ケース1の内底面1c近傍には、余剰電解液ESが溜められる。電池ケース1にはステンレス鋼(SUS材)が用いられるため、電池100の使用期間の経過に伴って、電池ケース1から余剰電解液ESに鉄イオンが溶出する。   As shown in FIGS. 2 and 4, excess electrolyte solution ES is stored near the inner bottom surface 1 c of the battery case 1. Since stainless steel (SUS material) is used for the battery case 1, iron ions are eluted from the battery case 1 into the surplus electrolyte ES as the battery 100 is used.

このため、発電要素2の合計4枚の延長部23aでは、電池ケース1から溶出した鉄イオンを多く含んだ電解液(余剰電解液ES)が保液される。この結果、延長部23aと対向する負極22の最外周部22cには、電池ケース1から溶出した鉄が選択的に析出する。   For this reason, in a total of four extension parts 23a of the power generation element 2, an electrolytic solution containing a large amount of iron ions eluted from the battery case 1 (surplus electrolytic solution ES) is retained. As a result, iron eluted from the battery case 1 is selectively deposited on the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 facing the extension portion 23a.

第1実施形態では、上記のように、鉄を含有するSUS材料からなる電池ケース1の内部で負極22の最外周部22cに対向するように配置された絶縁体からなる延長部23aを有するセパレータ23を設けるとともに、セパレータ23の延長部23aの空孔体積が電池ケース1の内部空間体積(容積)の2.5%以上になるように構成することによって、電池ケース1から溶出した鉄イオンを含む電解液(余剰電解液ES)をセパレータ23の延長部23aに多量に保持させることができる。そして、延長部23aが負極22の最外周部22cと対向するため、延長部23aに保持させた多量の余剰電解液ES中の鉄を電池性能に影響しない負極22の最外周部22cに選択的に析出させることができる。これにより、電池性能に影響する負極22と正極21とが対向する部分(負極22の内周側部分)への鉄の析出を抑制することができ、電池ケース1から溶出した鉄による電池100の性能劣化を低減することができる。   In the first embodiment, as described above, the separator having the extension portion 23a made of the insulator disposed so as to face the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 inside the battery case 1 made of the SUS material containing iron. 23, and the pore volume of the extension 23a of the separator 23 is 2.5% or more of the internal space volume (volume) of the battery case 1, so that iron ions eluted from the battery case 1 can be reduced. A large amount of the electrolyte solution (excess electrolyte solution ES) can be held in the extension 23 a of the separator 23. And since the extension part 23a opposes the outermost periphery part 22c of the negative electrode 22, the iron in the large amount of excess electrolyte solution ES hold | maintained at the extension part 23a is selective to the outermost periphery part 22c of the negative electrode 22 which does not affect battery performance. Can be deposited. Thereby, precipitation of iron to the part (the inner peripheral side part of the negative electrode 22) which the negative electrode 22 and the positive electrode 21 which affect battery performance oppose can be suppressed, and the battery 100 by the iron eluted from the battery case 1 of the battery 100 can be suppressed. Performance degradation can be reduced.

また、第1実施形態では、上記のように、セパレータ23の延長部23aを負極22の最外周部22cの外側に巻回することによって、正極21および負極22の間に介在させるセパレータ23と、多孔質部材としての延長部23aとを共通化することができるので、多孔質部材を設けた場合にも、部品点数が増加することがないとともに、電池100の組み立て工程が複雑化するのを抑制することができる。   Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, the separator 23 interposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 by winding the extension part 23a of the separator 23 on the outer side of the outermost peripheral part 22c of the negative electrode 22, Since the extension 23a as a porous member can be shared, the number of parts does not increase even when a porous member is provided, and the assembly process of the battery 100 is prevented from becoming complicated. can do.

(第2実施形態)
次に、図5および図6を参照して、本発明の第2実施形態による電池200の構成について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態の構成に加えて、セパレータ123の延長部123aに多孔質の無機材料123bを塗布した例について説明する。なお、上記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。なお、電池200は、本発明の「非水電解質二次電池」の一例である。また、延長部123aは、本発明の「多孔質部材」の一例である。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the battery 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In the second embodiment, an example in which a porous inorganic material 123b is applied to the extension 123a of the separator 123 will be described in addition to the configuration of the first embodiment. In addition, while using the same code | symbol about the structure similar to the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted. The battery 200 is an example of the “nonaqueous electrolyte secondary battery” in the present invention. The extension 123a is an example of the “porous member” in the present invention.

図5および図6に示すように、第2実施形態による電池200の発電要素102は、内周側の帯状の正極21と外周側の帯状の負極22とを帯状の2枚のセパレータ123を介して巻回した巻回体からなる。セパレータ123の延長部123aは、負極22の最外周部22cに対向するようにして、最外周部22cの外側に巻回されている。なお、図6においても上記第1実施形態(図4)と同様に、延長部123aが最外周部22cの外側に2回(合計4枚)重ねて巻回された例を示している。   As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the power generation element 102 of the battery 200 according to the second embodiment includes a belt-like positive electrode 21 on the inner peripheral side and a belt-like negative electrode 22 on the outer peripheral side through two belt-like separators 123. It consists of a wound body. The extension 123a of the separator 123 is wound around the outermost part 22c so as to face the outermost part 22c of the negative electrode 22. In addition, also in FIG. 6, the extension part 123a has shown the example wound over 2 times (a total of 4 sheets) on the outer side of the outermost peripheral part 22c similarly to the said 1st Embodiment (FIG. 4).

ここで、第2実施形態では、セパレータ123の延長部123aには、片面(内周面)に多孔質の無機材料123bが形成されている。無機材料123bは、セパレータ123の空孔率よりも大きい空孔率を有する。このような無機材料123bとしては、たとえばアルミナ(Al)またはシリカ(SiO)などの多孔質材料を用いることが可能である。無機材料123bは、たとえば、無機材料の粉末と結着剤とを溶媒に溶解または分散させ、延長部123aに塗布することによって形成することができる。そして、延長部123aは、負極22の最外周部22cの外側に巻回された延長部123aの空孔体積が、電池ケース1の内部空間の体積(容積)の2.5%以上になるように構成されている。 Here, in 2nd Embodiment, the porous inorganic material 123b is formed in the extension part 123a of the separator 123 at one side (inner peripheral surface). The inorganic material 123 b has a porosity that is greater than the porosity of the separator 123. As such an inorganic material 123b, for example, a porous material such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) can be used. The inorganic material 123b can be formed, for example, by dissolving or dispersing an inorganic material powder and a binder in a solvent and applying the solution to the extension portion 123a. The extension portion 123a has a void volume of the extension portion 123a wound around the outermost outer peripheral portion 22c of the negative electrode 22 being 2.5% or more of the volume (volume) of the internal space of the battery case 1. It is configured.

無機材料123bの結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などの熱可塑性樹脂や、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマ(EPDM)、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびフッ素ゴムなどのゴム弾性を有するポリマーなどを1種類または2種類以上用いることができる。   Examples of the binder for the inorganic material 123b include thermoplastic resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE), and polypropylene (PP), and ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM). ), Polymers having rubber elasticity such as styrene butadiene rubber (SBR) and fluororubber can be used singly or in combination.

第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

第2実施形態では、上記のように、負極22の最外周部22cの外側に配置されたセパレータ123の延長部123aの片面(内周面)に、延長部123a(セパレータ123)の空孔率よりも大きい空孔率を有する無機材料123bを設けることによって、セパレータ123よりも空孔率の大きい無機材料123bにより、電池ケース1から溶出した鉄イオンを含む余剰電解液ESを、より多量にセパレータ123の延長部123aに保持させることができる。これにより、延長部123aおよび無機材料123bに保持させた電解液中の鉄を負極22の最外周部22cにより多量に析出させることができる。   In the second embodiment, as described above, the porosity of the extension portion 123a (separator 123) is provided on one surface (inner peripheral surface) of the extension portion 123a of the separator 123 arranged outside the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22. By providing the inorganic material 123b having a larger porosity than the separator 123, the inorganic material 123b having a larger porosity than the separator 123 allows a larger amount of excess electrolyte ES containing iron ions eluted from the battery case 1 to be separated. 123 can be held by the extension 123a. Thereby, a large amount of iron in the electrolytic solution held in the extension part 123 a and the inorganic material 123 b can be deposited on the outermost peripheral part 22 c of the negative electrode 22.

第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、本発明の効果を確認するために、上記第1実施形態の電池100および第2実施形態の電池200に対応する実施例による電池と、比較対象としての比較例による電池とを作製して行った評価試験について説明する。   Next, in order to confirm the effect of the present invention, a battery according to an example corresponding to the battery 100 according to the first embodiment and the battery 200 according to the second embodiment and a battery according to a comparative example as a comparison target were prepared. The evaluation test performed is described.

(実施例1)
(正極の作製)
LiMnからなる正極活物質の粉末90質量%と、アセチレンブラック(AB)からなる導電剤4質量%と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなる結着剤6質量%とを混合した混合物に、N−メチルピロリドン(NMP)を適量加えて粘度を調整することにより、ペースト状の正極合剤を作製した。作製したペースト状の正極合剤を約20μmの厚みを有するアルミニウム箔からなる正極集電体21aの両面に、巻軸方向(X方向)の一方端部(図1のX1側の端部)周辺領域を除いて塗布した。そして、この状態で正極集電体21aを乾燥させた。これにより、正極合剤が塗布された正極21を作製した。その後、正極集電体21aの正極合剤が塗布されていない一方端部周辺領域に正極集電端子5(図1参照)を接続した。
Example 1
(Preparation of positive electrode)
In a mixture obtained by mixing 90% by mass of a positive electrode active material powder composed of LiMn 2 O 4 , 4% by mass of a conductive agent composed of acetylene black (AB), and 6% by mass of a binder composed of polyvinylidene fluoride (PVDF) A paste-like positive electrode mixture was prepared by adding an appropriate amount of N-methylpyrrolidone (NMP) to adjust the viscosity. The prepared paste-like positive electrode mixture is disposed on both sides of a positive electrode current collector 21a made of an aluminum foil having a thickness of about 20 μm, around one end in the winding axis direction (X direction) (end on the X1 side in FIG. 1). It was applied except in the area. In this state, the positive electrode current collector 21a was dried. Thereby, the positive electrode 21 to which the positive electrode mixture was applied was produced. Then, the positive electrode current collection terminal 5 (refer FIG. 1) was connected to the one edge part periphery area | region where the positive electrode mixture of the positive electrode collector 21a is not apply | coated.

(負極の作製)
グラファイトからなる負極活物質92質量%と、PVDFからなる結着剤8質量%とを混合した混合物に、NMPを適量加えてペースト状の負極合剤を作製した。作製したペースト状の負極合剤を約15μmの厚みを有する銅箔からなる負極集電体22aの両面に、巻軸方向(X方向)の他方端部(図1のX2側の端部)周辺領域を除いて塗布した。そして、この状態で負極集電体22aを乾燥させた。これにより、負極合剤が塗布された負極22を作製した。その後、負極集電体22aの負極合剤が塗布されていない他方端部周辺領域に負極集電端子6を接続した。
(Preparation of negative electrode)
An appropriate amount of NMP was added to a mixture in which 92% by mass of a negative electrode active material made of graphite and 8% by mass of a binder made of PVDF were mixed to prepare a paste-like negative electrode mixture. The prepared paste-like negative electrode mixture is provided on both sides of a negative electrode current collector 22a made of a copper foil having a thickness of about 15 μm, around the other end in the winding axis direction (X direction) (the end on the X2 side in FIG. 1). It was applied except in the area. In this state, the negative electrode current collector 22a was dried. This produced the negative electrode 22 by which the negative mix was apply | coated. Thereafter, the negative electrode current collector terminal 6 was connected to the peripheral region of the other end portion where the negative electrode mixture of the negative electrode current collector 22a was not applied.

(未注液電池の作製)
セパレータ23として、空孔率42%のポリエチレン微多孔膜を準備した。この際、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが2.6%となるようにした。正極21、セパレータ23、負極22、セパレータ23の順番で重なるように、これらの正極21、セパレータ23、負極22およびセパレータ23を巻回した。この際、負極22の最外周部22cと対向するようにして、セパレータ23の延長部23aを負極22の最外周部22cの外側に巻回した。これにより、一対の発電要素2(図2参照)を作製した。そして、図1に示すように、一対の発電要素2を互いに対向させて、各々の正極端子3と正極集電端子5とを接合するとともに、各々の負極端子4と負極集電端子6とを接合した。その後、互いに対向させた一対の発電要素2を箱部1aの内部に配置して、箱部1aの開口に蓋部1bを嵌合させ、レーザ溶接によって箱部1aと蓋部1bとの嵌合部分を溶接した。このようにして、非水電解質を注入する前の電池100を作製した。
(Preparation of non-injected battery)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 42% was prepared. At this time, the length L (see FIG. 3) of the extension 23a of the separator 23 is adjusted, and the void volume of the extension 23a in the battery case 1 (the void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2). The total P) was set to 2.6%. The positive electrode 21, the separator 23, the negative electrode 22, and the separator 23 were wound so that the positive electrode 21, the separator 23, the negative electrode 22, and the separator 23 overlapped in this order. At this time, the extension 23 a of the separator 23 was wound around the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22 so as to face the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22. Thus, a pair of power generation elements 2 (see FIG. 2) was produced. And as shown in FIG. 1, while making a pair of electric power generation element 2 mutually oppose, each positive electrode terminal 3 and the positive electrode current collection terminal 5 are joined, each negative electrode terminal 4 and the negative electrode current collection terminal 6 are connected. Joined. After that, a pair of power generating elements 2 facing each other are arranged inside the box portion 1a, the lid portion 1b is fitted into the opening of the box portion 1a, and the box portion 1a and the lid portion 1b are fitted by laser welding. The parts were welded. Thus, the battery 100 before inject | pouring a nonaqueous electrolyte was produced.

(非水電解質の作製および注液)
また、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、EC:DEC:EMC=25:35:40(体積比)となるように混合した非水溶媒に、電解質塩の濃度が1mol/LになるようにLiPFを溶解させて非水電解質(電解液)を作製した。そして、作製した非水電解質(電解液)を箱部1aの側面の図示しない注液口から注入した。最後に、注液口を封止することによって、図1に示す実施例1の電池100を作製した。
(Preparation and injection of non-aqueous electrolyte)
In addition, an electrolyte was added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed so that EC: DEC: EMC = 25: 35: 40 (volume ratio). LiPF 6 was dissolved so that the salt concentration was 1 mol / L to prepare a non-aqueous electrolyte (electrolytic solution). And the produced nonaqueous electrolyte (electrolytic solution) was inject | poured from the injection port which is not shown in the side surface of the box part 1a. Finally, by sealing the liquid injection port, the battery 100 of Example 1 shown in FIG. 1 was produced.

(実施例2)
セパレータ23として、空孔率45%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが2.7%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、実施例2による電池100を作製した。
(Example 2)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 45% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted so that the extension 23 a occupying the battery case 1. Except for the point that the ratio P of the void volume (the total void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2) is 2.7%, the example is similar to the example 1. A battery 100 according to 2 was produced.

(実施例3)
セパレータ23として、空孔率45%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが4.1%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、実施例3による電池100を作製した。
(Example 3)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 45% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted so that the extension 23 a occupying the battery case 1. The example is the same as the example 1 except that the ratio P of the pore volume (the total of the pore volumes of the extension portions 23a of the pair of power generating elements 2) is 4.1%. A battery 100 according to 3 was produced.

(実施例4)
セパレータ23として、空孔率45%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが5.5%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、実施例4による電池100を作製した。
(Example 4)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 45% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted so that the extension 23 a occupying the battery case 1. The example is the same as the example 1 except that the ratio P of the pore volume (the total of the pore volumes of the extension portions 23a of the pair of power generating elements 2) is 5.5%. A battery 100 according to 4 was produced.

(実施例5)
実施例5では、上記第2実施形態の電池200を作製した。セパレータ123として、空孔率45%のポリエチレン微多孔膜を準備した。また、空孔率70%、平均粒径0.9μmのアルミナ(Al)の粉末と、スチレンブタジエンゴム(SBR)からなる結着剤とを混合した混合物に、溶媒としてN−メチルピロリドン(NMP)を適量加えて粘度を調整することにより、無機材料ペーストを作製した。作製した無機材料ペーストをセパレータ123の延長部123aの片面(内側表面)に塗布して厚み5μmの無機材料123bを形成した。
(Example 5)
In Example 5, the battery 200 of the second embodiment was produced. A polyethylene microporous membrane having a porosity of 45% was prepared as the separator 123. Further, N-methylpyrrolidone as a solvent was mixed with a mixture of alumina (Al 2 O 3 ) powder having a porosity of 70% and an average particle size of 0.9 μm and a binder made of styrene butadiene rubber (SBR). An inorganic material paste was prepared by adjusting the viscosity by adding an appropriate amount of (NMP). The prepared inorganic material paste was applied to one surface (inner surface) of the extension 123a of the separator 123 to form an inorganic material 123b having a thickness of 5 μm.

また、セパレータ123の延長部123aの長さL(図5参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部123aの空孔体積(一対の発電要素102の延長部123aの空孔体積の合計)の割合Pが2.7%となるようにした。そして、正極21、セパレータ123、負極22、セパレータ123の順番で重なるように、これらの正極21、セパレータ123、負極22およびセパレータ123を巻回した。これにより、一対の発電要素102(図2参照)を作製した。これ以外の点は、実施例1と同様にして、実施例5による電池200を作製した。   Further, by adjusting the length L (see FIG. 5) of the extension 123a of the separator 123, the void volume of the extension 123a in the battery case 1 (the void volume of the extension 123a of the pair of power generation elements 102) is adjusted. The ratio P of (total) was set to 2.7%. And these positive electrode 21, separator 123, negative electrode 22, and separator 123 were wound so that the positive electrode 21, the separator 123, the negative electrode 22, and the separator 123 might overlap in order. Thus, a pair of power generation elements 102 (see FIG. 2) was produced. A battery 200 according to Example 5 was made in the same manner as Example 1 except for the above.

(比較例1)
セパレータ23として、空孔率38%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが2.3%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、比較例1による電池を作製した。
(Comparative Example 1)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 38% is prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 is adjusted, so that the extension 23 a occupying the battery case 1 Comparative example as in Example 1 except that the ratio P of the void volume (the total void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2) was 2.3%. A battery according to 1 was produced.

(比較例2)
セパレータ23として、空孔率40%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが2.4%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、比較例1による電池を作製した。
(Comparative Example 2)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 40% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted, so that the extension 23 a occupying the battery case 1. Comparative Example as in Example 1 except that the ratio P of the void volume (the total void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2) was 2.4%. A battery according to 1 was produced.

(比較例3)
セパレータ23として、空孔率42%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが1.3%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、比較例3による電池を作製した。
(Comparative Example 3)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 42% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted, so that the extension 23 a occupying the battery case 1. Comparative example as in Example 1 except that the ratio P of the void volume (the total void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2) is 1.3%. A battery according to 3 was produced.

(比較例4)
セパレータ23として、空孔率42%のポリエチレン微多孔膜を準備した点と、セパレータ23の延長部23aの長さL(図3参照)を調節して、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積(一対の発電要素2の延長部23aの空孔体積の合計)の割合Pが1.9%となるようにした点とを除いては、実施例1と同様にして、比較例4による電池を作製した。
(Comparative Example 4)
As the separator 23, a polyethylene microporous film having a porosity of 42% was prepared, and the length L (see FIG. 3) of the extension 23 a of the separator 23 was adjusted, so that the extension 23 a occupying the battery case 1. Comparative example as in Example 1 except that the ratio P of the void volume (the total void volume of the extension 23a of the pair of power generating elements 2) is 1.9%. A battery according to 4 was produced.

(放置試験)
そして、作製した実施例1〜4の電池100および実施例5の電池200と、比較例1〜4の電池とを用いて、所定期間経過後における負極22の最外周部22cへの鉄の析出量を測定した。具体的には、それぞれの電池を85℃、SOC(State Of Charge)100%で2ヶ月間放置した後、電池から取り出した負極22の最外周部22cの表面における炭素(C)と鉄(Fe)との元素存在比R(Fe/C)を測定した。元素存在比Rの測定には、電子線マイクロアナライザ(島津製作所製EPMA−1600)を用いた。また、試験開始時および2ヶ月経過時に電池の電圧測定を行い、2ヶ月間放置前後の電池の電圧降下量(ΔV)を算出した。
(Leave test)
Then, using the produced battery 100 of Examples 1 to 4 and the battery 200 of Example 5 and the batteries of Comparative Examples 1 to 4, precipitation of iron on the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 after a predetermined period has elapsed. The amount was measured. Specifically, after leaving each battery at 85 ° C. and SOC (State Of Charge) 100% for 2 months, carbon (C) and iron (Fe) on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 taken out from the battery are removed. ) And the element abundance ratio R (Fe / C). For measurement of the element abundance ratio R, an electron beam microanalyzer (EPMA-1600 manufactured by Shimadzu Corporation) was used. In addition, the voltage of the battery was measured at the start of the test and after the elapse of two months, and the amount of voltage drop (ΔV) before and after being left for two months was calculated.

表1に、実施例1〜4の電池100および実施例5の電池200と、比較例1〜4の電池とに対する放置試験の結果を示す。また、図7には、表1に対応する電圧降下量(ΔV)と元素存在比R(Fe/C)との実験結果をグラフにして示した。   Table 1 shows the results of a standing test for the batteries 100 of Examples 1 to 4 and the battery 200 of Example 5 and the batteries of Comparative Examples 1 to 4. FIG. 7 is a graph showing the experimental results of the voltage drop (ΔV) and the element abundance ratio R (Fe / C) corresponding to Table 1.

Figure 0005482744
Figure 0005482744

上記表1および図7に示すように、比較例1〜4では、負極22の最外周部22cの表面における元素存在比R(Fe/C)が0.0028(比較例3)から0.0042(比較例2)の範囲に止まった。一方、実施例1〜5では、元素存在比Rが0.0050を下回ることはなく、最小でも0.0056(実施例1)であり、最大では0.0080(実施例5)となった。特に、無機材料を塗布した実施例5による電池200(元素存在比R=0.0080)では、他の実施例1〜4の電池100と比較しても元素存在比Rが顕著に高くなった。この負極22の最外周部22cの表面における元素存在比R(Fe/C)は、値が大きいほど最外周部22cの表面への鉄の析出量が大きいことを示している。   As shown in Table 1 and FIG. 7, in Comparative Examples 1 to 4, the element abundance ratio R (Fe / C) on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 is 0.0028 (Comparative Example 3) to 0.0042. It stopped in the range of (Comparative Example 2). On the other hand, in Examples 1-5, element abundance ratio R did not fall below 0.0050, and was 0.0056 (Example 1) at the minimum, and became 0.0080 (Example 5) at the maximum. In particular, in the battery 200 according to Example 5 coated with an inorganic material (element abundance ratio R = 0.080), the element abundance ratio R was significantly higher than that of the batteries 100 of other Examples 1 to 4. . The element abundance ratio R (Fe / C) on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 indicates that the larger the value, the larger the amount of iron deposited on the surface of the outermost peripheral portion 22c.

また、放置前後の電池の電圧降下量(ΔV)については、比較例1〜4では、ΔVが93.3mV(比較例2)から112.4mV(比較例3)の範囲となった。一方、実施例1〜5では、ΔVはほとんど等しく、約75mV〜約76mVの範囲内に収まった。このように、実施例1〜5では、比較例1〜4よりもΔVの値が平均して約20mV以上小さくなっており、電圧降下量(ΔV)(自己放電量)が小さくなった。すなわち、実施例1〜5では、比較例1〜4と比較して、電池100(200)の自己放電特性が改善されていることが分かる。   Regarding the voltage drop amount (ΔV) of the battery before and after being left, in Comparative Examples 1 to 4, ΔV was in the range of 93.3 mV (Comparative Example 2) to 112.4 mV (Comparative Example 3). On the other hand, in Examples 1 to 5, ΔV was almost equal and was within the range of about 75 mV to about 76 mV. As described above, in Examples 1 to 5, the average value of ΔV was about 20 mV or more smaller than that of Comparative Examples 1 to 4, and the voltage drop amount (ΔV) (self-discharge amount) was small. That is, in Examples 1-5, it turns out that the self-discharge characteristic of the battery 100 (200) is improved compared with Comparative Examples 1-4.

上記試験結果から、電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積の割合Pと元素存在比Rとの関係をみると、空孔体積の割合P=2.3%の比較例1(元素存在比R=0.0040)と空孔体積の割合P=2.4%の比較例2(元素存在比R=0.0042)との間では、元素存在比Rの差異(0.0002)は極めて小さく、元素存在比Rにほとんど変化が見られない。一方、延長部23aの空孔体積の割合P=2.4%の比較例2と、空孔体積の割合P=2.6%の実施例1(元素存在比R=0.0056)とを比較すると、元素存在比Rに大きな差異(0.0014)が生じている。このことから、2.4%と2.6%との間を境界として、空孔体積の割合Pが2.5%以上では、最外周部22cの表面における元素存在比Rが顕著に大きくなっていると言える。各実施例および比較例で、電池ケース1から電解液への鉄の溶出量は略等しいと考えられるため、負極22の最外周部22cの表面における元素存在比Rが大きい程、溶出した鉄イオンがより多く最外周部22cに析出したものと考えられる。したがって、空孔体積の割合Pが2.5%以上である実施例1〜5では、比較例1〜4と比較して、負極22の最外周部22cの表面への鉄の選択的な析出が顕著に生じおり、負極22の最外周部22cで電池ケース1から溶出した鉄を捕捉していることが分かる。   From the above test results, the relationship between the void volume ratio P of the extension 23a in the battery case 1 and the element abundance ratio R is found to be Comparative Example 1 (elements) with the void volume ratio P = 2.3%. The difference in the element abundance ratio R (0.0002) between the abundance ratio R = 0.040) and the comparative example 2 (element abundance ratio R = 0.002) with the pore volume ratio P = 2.4% Is extremely small, and the element abundance ratio R hardly changes. On the other hand, Comparative Example 2 having a void volume ratio P = 2.4% of the extension 23a and Example 1 (element abundance ratio R = 0.0006) having a void volume ratio P = 2.6% were used. In comparison, there is a large difference (0.0014) in the element abundance ratio R. Therefore, the element abundance ratio R on the surface of the outermost peripheral portion 22c is remarkably increased when the void volume ratio P is 2.5% or more with a boundary between 2.4% and 2.6%. It can be said that. In each of the examples and comparative examples, the amount of iron eluted from the battery case 1 into the electrolyte solution is considered to be substantially equal. Therefore, the greater the element abundance ratio R on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22, the greater the eluted iron ions. It is considered that more was deposited on the outermost peripheral portion 22c. Therefore, in Examples 1 to 5 in which the ratio P of the pore volume is 2.5% or more, iron is selectively deposited on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 as compared with Comparative Examples 1 to 4. It can be seen that iron eluted from the battery case 1 is captured by the outermost peripheral portion 22 c of the negative electrode 22.

また、放置前後の電圧降下量(ΔV)と電池ケース1内に占める延長部23aの空孔体積の割合Pとの関係についても同様に、割合P=2.4%以下の比較例1〜4と、割合P=2.6%以上の実施例1〜5との間(2.5%)を境界として、電圧降下量(ΔV)に大きな差異(約20mV)が生じている。   Similarly, as for the relationship between the voltage drop amount (ΔV) before and after being left and the ratio P of the void volume of the extension 23a in the battery case 1, the comparative examples 1 to 4 having a ratio P of 2.4% or less are similarly applied. And a large difference (about 20 mV) in the voltage drop amount (ΔV) with the boundary between Examples 1 to 5 (2.5%) with the ratio P = 2.6% or more as a boundary.

延長部23aの空孔体積の割合Pが2.5%未満の場合(比較例1〜4)に放置前後の電圧降下量(ΔV)が大きくなる要因としては、電池ケース1から溶出した鉄が負極22の最外周部22cよりも内周側の部分(負極22が正極21と対向している部分)(図4参照)に析出することによって、析出したFeによる微小短絡が正負極間で発生することが考えられる。つまり、空孔体積の割合Pが2.5%未満の場合(比較例1〜4)には、空孔体積の割合Pが2.5%以上の場合(実施例1〜5)と比較して元素存在比Rが小さいことから、溶出した鉄を負極22の最外周部22cに少量しか析出させることができずに、負極22が正極21と対向している内周側の部分にも溶出した鉄が析出していると考えられる。このため、正負極間の微小短絡を抑制することができずに電圧降下量(ΔV)(自己放電量)が大きくなったものと考えられる。   When the ratio P of the pore volume of the extension 23a is less than 2.5% (Comparative Examples 1 to 4), the factor that the voltage drop amount (ΔV) before and after being left is large is iron eluted from the battery case 1. By depositing on the inner peripheral part of the negative electrode 22 from the outermost peripheral part 22c (the part where the negative electrode 22 faces the positive electrode 21) (see FIG. 4), a minute short circuit due to the precipitated Fe occurs between the positive and negative electrodes. It is possible to do. That is, when the void volume ratio P is less than 2.5% (Comparative Examples 1 to 4), the void volume ratio P is 2.5% or more (Examples 1 to 5). Since the element abundance ratio R is small, only a small amount of the eluted iron can be deposited on the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22, and the negative electrode 22 is also eluted on the inner peripheral side facing the positive electrode 21. It is thought that the deposited iron is deposited. For this reason, it is considered that the voltage drop amount (ΔV) (self-discharge amount) is increased without suppressing a minute short circuit between the positive and negative electrodes.

一方、電池ケース1内に占める延長部23a(123a)の空孔体積の割合Pが2.5%以上の場合(実施例1〜5)では、上記の通り、空孔体積の割合Pが2.5%未満の場合(比較例1〜4)よりも元素存在比Rが大きいことから、負極22の最外周部22cの表面への鉄の析出量が多くなっている。このため、空孔体積の割合Pが2.5%以上の場合(実施例1〜5)では、電池ケース1から溶出した鉄を負極22の最外周部22cの表面で補足(トラップ)することができ、負極22が正極21と対向している部分への鉄の析出を抑制することができたと考えられる。この結果、空孔体積の割合Pが2.5%以上の場合(実施例1〜5)では、正負極間に析出したFeによる微小短絡を抑制する効果が大きくなり、実施例1〜5で放置前後の電圧降下量(ΔV)が小さくなったものと考えられる。以上により、電池ケース1内に占める延長部23a(123a)の空孔体積の割合Pを2.5%以上とすることの効果が確認された。   On the other hand, when the ratio P of the void volume of the extension 23a (123a) in the battery case 1 is 2.5% or more (Examples 1 to 5), the ratio P of the void volume is 2 as described above. Since the element abundance ratio R is larger than the case of less than 5% (Comparative Examples 1 to 4), the amount of iron deposited on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22 is increased. For this reason, when the ratio P of the pore volume is 2.5% or more (Examples 1 to 5), iron eluted from the battery case 1 is captured (trapped) on the surface of the outermost peripheral portion 22c of the negative electrode 22. It is considered that the deposition of iron on the portion where the negative electrode 22 faces the positive electrode 21 could be suppressed. As a result, when the ratio P of the pore volume is 2.5% or more (Examples 1 to 5), the effect of suppressing the micro short circuit due to Fe deposited between the positive and negative electrodes is increased. It is considered that the voltage drop amount (ΔV) before and after being left decreased. From the above, the effect of setting the ratio P of the void volume of the extension 23a (123a) in the battery case 1 to 2.5% or more was confirmed.

なお、実施例1〜4では、割合Pの増加に伴って最外周部22cの元素存在比Rが大きくなっている一方、放置前後の電圧降下量(ΔV)にはほとんど変化がない。このため、実施例1〜4でほとんど変化しない電圧降下量(ΔV=約75mV)については、正負極間に析出したFeによる微小短絡以外の要因によるものと考えられる。したがって、析出したFeによる微小短絡の影響を抑制するためには、延長部23aの空孔体積の割合Pを2.5%以上とすれば十分であることが分かる。一方、延長部23aの空孔体積の割合Pを必要以上に大きくすることは、延長部23a全体の体積の増大につながるため、電池のエネルギー密度の観点から好ましくない。このため、本実験結果からは、延長部23aの空孔体積の割合Pが2.5%以上で、かつ、10%未満であることが好ましいと言える。また、エネルギー密度の点からは、延長部123aに無機材料123bを塗布した実施例5による電池200では、延長部123aの空孔体積の割合が2.7%であるにも関わらず、元素存在比Rが0.0080で最も大きく、放置前後の電圧降下量(ΔV)も実施例1〜5中で最小値となっている。したがって、無機材料123bを塗布した実施例5による電池200は、エネルギー密度の点からも好ましいといえる。   In Examples 1 to 4, while the element abundance ratio R of the outermost peripheral portion 22c increases as the ratio P increases, the amount of voltage drop (ΔV) before and after being left is almost unchanged. For this reason, it is considered that the voltage drop amount (ΔV = about 75 mV) that hardly changes in Examples 1 to 4 is caused by factors other than the minute short circuit caused by Fe deposited between the positive and negative electrodes. Therefore, it can be seen that it is sufficient to set the void volume ratio P of the extension portion 23a to 2.5% or more in order to suppress the influence of the micro short circuit caused by the precipitated Fe. On the other hand, increasing the void volume ratio P of the extension 23a more than necessary leads to an increase in the volume of the entire extension 23a, which is not preferable from the viewpoint of the energy density of the battery. For this reason, from this experimental result, it can be said that the ratio P of the pore volume of the extension 23a is preferably 2.5% or more and less than 10%. Further, in terms of energy density, in the battery 200 according to Example 5 in which the inorganic material 123b is applied to the extension portion 123a, the presence of element is present despite the vacancy volume ratio of the extension portion 123a being 2.7%. The ratio R is the largest at 0.0080, and the voltage drop amount (ΔV) before and after being left is also the smallest value in Examples 1-5. Therefore, it can be said that the battery 200 by Example 5 which apply | coated the inorganic material 123b is preferable also from the point of energy density.

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments and examples but by the scope of claims for patent, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1、第2実施形態および実施例1〜5では、2つの発電要素を備えた電池の例を示したが、本発明はこれに限られない。発電要素は1つでもよいし、3つ以上でもよい。   For example, although the example of the battery provided with two electric power generation elements was shown in the said 1st, 2nd embodiment and Examples 1-5, this invention is not limited to this. There may be one power generation element, or three or more power generation elements.

また、上記第1、第2実施形態および実施例1〜5では、本発明の多孔質部材としてセパレータ(延長部)を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、セパレータ以外の多孔質部材を別途設けてもよい。この場合、多孔質部材をセパレータのような帯状形状に形成する必要はなく、発電要素(負極の最外周部)の外側に巻回する必要もない。たとえば、負極の最外周部の外側に複数枚のシート状の多孔質部材を積層するものでもよい。多孔質部材は、負極の最外周部と対向するように設けられており、かつ、多孔質部材の空孔体積が電池ケースの内部空間体積の2.5%以上になるように構成されていればよい。   Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment and Examples 1-5, although the example which used the separator (extension part) as a porous member of this invention was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, a porous member other than the separator may be provided separately. In this case, the porous member does not need to be formed in a belt-like shape like a separator, and does not need to be wound outside the power generation element (the outermost peripheral portion of the negative electrode). For example, a plurality of sheet-like porous members may be laminated outside the outermost peripheral portion of the negative electrode. The porous member is provided so as to face the outermost peripheral portion of the negative electrode, and the pore volume of the porous member is configured to be 2.5% or more of the internal space volume of the battery case. That's fine.

また、上記第1、第2実施形態および実施例1〜5では、本発明の多孔質部材として、セパレータの延長部を発電要素(負極の最外周部)の外側に巻回した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、本発明の多孔質部材としてのセパレータを別体で設けてもよい。すなわち、図8に示す変形例のように、正極と負極とをセパレータを介して巻回することにより発電要素202を形成した上で、別途、発電要素202(負極の最外周部)の外側に巻回するためのセパレータ223を設けてもよい。なお、セパレータ223は、本発明の「多孔質部材」の一例である。この他、積層したセパレータを環状にして、発電要素202(負極の最外周部)の外周を取り囲むように配置してもよい。   Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment and Examples 1-5, the example which wound the extension part of the separator on the outer side of the electric power generation element (the outermost periphery part of a negative electrode) was shown as a porous member of this invention. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the separator as the porous member of the present invention may be provided separately. That is, as in the modification shown in FIG. 8, after the power generation element 202 is formed by winding the positive electrode and the negative electrode through a separator, separately on the outside of the power generation element 202 (the outermost peripheral portion of the negative electrode). A separator 223 for winding may be provided. The separator 223 is an example of the “porous member” in the present invention. In addition, the laminated separators may be formed in an annular shape so as to surround the outer periphery of the power generation element 202 (the outermost peripheral portion of the negative electrode).

また、上記第1、2実施形態および実施例1〜5では、2枚のセパレータ23(123)の両方に延長部23a(123a)を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、2枚のセパレータのいずれか一方のみに延長部を設けてもよい。この場合には、2枚のセパレータの両方に延長部を設ける場合よりも負極の最外周部の外側への延長部の巻回数(すなわち、延長部の空孔体積)をより細かく調節することができる。   Moreover, although the example which provided the extension part 23a (123a) in both the two separators 23 (123) was shown in the said 1st, 2nd embodiment and Examples 1-5, this invention is limited to this. Absent. In the present invention, the extension may be provided only in one of the two separators. In this case, it is possible to finely adjust the number of windings of the extension part to the outside of the outermost peripheral part of the negative electrode (that is, the pore volume of the extension part), compared to the case where the extension part is provided on both of the two separators. it can.

また、上記実施例1〜5では、空孔率が42%または45%のセパレータを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、セパレータの空孔率に制限はない。ただし、上記の通り、電池ケース内に占める延長部の空孔体積の割合Pを2.5%以上とするためには、セパレータの空孔率は大きい方が好ましい。一方、セパレータの空孔率が大きすぎると電極間の短絡防止性能が低下するので、空孔率を過度に大きくしすぎない方がよい。   Moreover, in the said Examples 1-5, although the example using the separator whose porosity is 42% or 45% was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the porosity of the separator is not limited. However, as described above, it is preferable that the separator has a larger porosity in order to set the ratio P of the volume of the extension portion in the battery case to 2.5% or more. On the other hand, if the separator has an excessively high porosity, the short-circuit prevention performance between the electrodes deteriorates, so it is better not to increase the porosity excessively.

また、上記第1、第2実施形態および実施例1〜5では、発電要素の巻回軸方向を電池ケースの上下方向(Z方向)に直交する横向き(X方向)になるように配置(図1参照)して、負極の最外周部を電池ケースの内底面に沿うように配置した(図4参照)例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発電要素の巻回軸方向を電池ケースの上下方向に一致させてもよく、この場合には、円筒型の電池ケースを用いても良い。ただし、長円筒型の発電要素を角型の電池ケース内に挿入した場合には、図4および図6に示すように、電池ケース内底部の角部分にデッドスペースが発生して余剰電解液ESが溜まることから、発電要素の外周に余剰電解液が溜まりやすい構造を得ることが可能であるため、好ましい。一方、円筒型の電池ケースを用いて発電要素の巻回軸方向を電池ケースの上下方向に一致させた場合には、電池ケース内部にデッドスペースが発生せず、余剰電解液は電池ケース内部にまんべんなく保持されることになる。   Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment and Examples 1-5, it arrange | positions so that the winding axis direction of an electric power generation element may turn sideways (X direction) orthogonal to the up-down direction (Z direction) of a battery case (FIG. 1), the example in which the outermost peripheral portion of the negative electrode is arranged along the inner bottom surface of the battery case (see FIG. 4) is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the winding axis direction of the power generation element may coincide with the vertical direction of the battery case, and in this case, a cylindrical battery case may be used. However, when the long cylindrical power generation element is inserted into the rectangular battery case, as shown in FIGS. 4 and 6, dead space is generated at the corner of the bottom of the battery case, and the excess electrolyte ES Therefore, it is possible to obtain a structure in which excess electrolyte easily accumulates on the outer periphery of the power generation element, which is preferable. On the other hand, when a cylindrical battery case is used and the winding axis direction of the power generation element is made to coincide with the vertical direction of the battery case, no dead space is generated inside the battery case, and the surplus electrolyte is stored inside the battery case. It will be held evenly.

また、上記第2実施形態および実施例5では、セパレータ123の延長部123aの片側(内周面側)にのみ、無機材料123bを形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、セパレータの延長部の外周面側のみに無機材料を形成してもよいし、セパレータの延長部の両面に無機材料を形成してもよい。   Moreover, in the said 2nd Embodiment and Example 5, although the example which formed the inorganic material 123b only in the one side (inner peripheral surface side) of the extension part 123a of the separator 123 was shown, this invention is not limited to this. . In this invention, you may form an inorganic material only in the outer peripheral surface side of the extension part of a separator, and you may form an inorganic material in both surfaces of the extension part of a separator.

1 電池ケース
2、102、202 発電要素
21 正極
22 負極
22c 最外周部
23、123 セパレータ
23a、123a 延長部(多孔質部材)
100、200 電池(非水電解質二次電池)
123b 無機材料
223 セパレータ(多孔質部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 2, 102, 202 Electric power generation element 21 Positive electrode 22 Negative electrode 22c Outermost peripheral part 23, 123 Separator 23a, 123a Extension part (porous member)
100, 200 battery (non-aqueous electrolyte secondary battery)
123b Inorganic material 223 Separator (porous member)

Claims (3)

鉄を含有する材料からなる電池ケースと、
最外周面に負極が配置された発電要素とを備え、
前記発電要素の最外周面に配置された負極と前記電池ケースとの間に多孔質部材が設けられており、
前記多孔質部材の空孔体積が前記電池ケースの内部空間体積の2.5%以上になるように構成されている、非水電解質二次電池。
A battery case made of a material containing iron;
A power generation element having a negative electrode disposed on the outermost peripheral surface,
A porous member is provided between the battery case and the negative electrode disposed on the outermost peripheral surface of the power generation element,
A nonaqueous electrolyte secondary battery configured such that a pore volume of the porous member is 2.5% or more of an internal space volume of the battery case.
前記多孔質部材は、正極と前記負極との間に備えられたセパレータの延長部分からなり、前記セパレータの延長部分が前記発電要素の外周に巻回または積層されている、請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The said porous member consists of an extension part of the separator provided between the positive electrode and the said negative electrode, The extension part of the said separator is wound or laminated | stacked on the outer periphery of the said electric power generation element. Non-aqueous electrolyte secondary battery. 前記セパレータの空孔率が45%以上である、請求項2に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein the separator has a porosity of 45% or more.
JP2011173294A 2011-08-08 2011-08-08 Nonaqueous electrolyte secondary battery Active JP5482744B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011173294A JP5482744B2 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011173294A JP5482744B2 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013037904A JP2013037904A (en) 2013-02-21
JP5482744B2 true JP5482744B2 (en) 2014-05-07

Family

ID=47887337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011173294A Active JP5482744B2 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5482744B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185854A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 株式会社Gsユアサ Electricity storage element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013037904A (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6192146B2 (en) Lithium electrode and lithium secondary battery including the same
JP5924552B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
US9960453B2 (en) Lithium ion secondary battery and system using same
JP6357981B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP5721334B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019016483A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011081931A (en) Lithium ion secondary battery
US20120156529A1 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP2016058247A (en) Electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
KR101707335B1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016006763A (en) Power storage device
KR20160134808A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6184810B2 (en) Non-aqueous secondary battery
US9893350B2 (en) Lithium secondary battery
KR20210018099A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2009266706A (en) Lithium-ion secondary battery
JP6120083B2 (en) Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2012109102A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
US20140023915A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary cell
JP5482744B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2018106981A (en) Secondary battery
JP6864851B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2019181285A1 (en) Secondary battery
KR102183188B1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2016095988A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131220

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: 20140121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5482744

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150