JP5515267B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質二次電池に関する。より詳しくは、車両の搭載を念頭に置いた非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery with vehicle mounting in mind.

近年、大気汚染や地球温暖化に対処するため、二酸化炭素量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が盛んに行われている。   In recent years, in order to cope with air pollution and global warming, reduction of the amount of carbon dioxide has been strongly desired. In the automobile industry, there is a great expectation for reducing carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV), and the development of secondary batteries for motor drive that holds the key to commercialization of these is thriving. Has been done.

モータ駆動用二次電池としては、全ての電池の中で最も高い理論エネルギーを有する非水電解質二次電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、一般に、バインダを用いて正極活物質等を正極集電体の両面に塗布した正極と、バインダを用いて負極活物質等を負極集電体の両面に塗布した負極とが、電解質層を介して接続されている。そして、電池ケースに収納される構成を有している。   As a secondary battery for driving a motor, a non-aqueous electrolyte secondary battery having the highest theoretical energy among all the batteries is attracting attention, and is currently being developed rapidly. A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery generally has a positive electrode in which a positive electrode active material or the like is applied to both surfaces of a positive electrode current collector using a binder, and a negative electrode active material or the like using a binder. Negative electrodes applied to both sides of the current collector are connected via an electrolyte layer. And it has the structure accommodated in a battery case.

上述したような自動車等のモータ駆動用電源として用いられる非水電解質二次電池には、携帯電話やノートパソコン等に使用される民生用非水電解質二次電池と比較して極めて高い出力特性を有することが求められている。かような要求に応えるべく鋭意研究開発が進められているのが現状である。   The non-aqueous electrolyte secondary battery used as a motor drive power source for automobiles and the like as described above has extremely high output characteristics compared to consumer non-aqueous electrolyte secondary batteries used in mobile phones, notebook computers, etc. It is required to have. At present, research and development is underway to meet such demands.

ところで、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、充電によって生成するリチウムが電解液の有機溶媒と反応したり、析出したリチウムがデンドライト状に成長する場合がある。すると、電子伝導性のないリチウムが生成されることにより、リチウムイオン二次電池の充放電効率が低下する問題や負極よりデンドライト状に成長したリチウムにより電池の内部短絡が発生する可能性がある。   By the way, in a non-aqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery, lithium generated by charging may react with an organic solvent of the electrolytic solution, or precipitated lithium may grow in a dendrite shape. Then, when lithium without electron conductivity is generated, there is a possibility that the charging / discharging efficiency of the lithium ion secondary battery is reduced, or the battery is short-circuited due to lithium grown in a dendrite shape from the negative electrode.

リチウムデンドライトの発生は、充電電流密度と相関があり、反応の局在化(電流密度の集中)に起因する。このようなリチウム負極のデンドライトの発生は、負極の周縁部において顕著に現れる。   The generation of lithium dendrite has a correlation with the charging current density and is caused by the localization of the reaction (concentration of current density). Such generation of dendrite of the lithium negative electrode appears remarkably in the peripheral portion of the negative electrode.

かような問題を解決する手段として、角形の電池ケース内に交互に挿入された、相対する複数枚の正極とリチウム負極と有機電解質とからなる電池が開示されている(特許文献1)。ここで、角形リチウム二次電池は、各々の負極の面積は相対する正極の面積より大であり、負極の周縁部が相対する正極の周縁部よりも外側にあるような構造をしている。
特開平3−152881号公報
As means for solving such a problem, a battery composed of a plurality of opposing positive electrodes, lithium negative electrodes, and an organic electrolyte, which are alternately inserted into a rectangular battery case, is disclosed (Patent Document 1). Here, the prismatic lithium secondary battery has a structure in which the area of each negative electrode is larger than the area of the opposing positive electrode, and the peripheral edge of the negative electrode is outside the peripheral edge of the opposing positive electrode.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-152881

しかしながら、かような手段における角形リチウム二次電池によると、負極と正極との面積が異なるため、それらを組み合わせて電池にした際に、エッジ部分の強度に問題がある。そして、その問題は、電池を何層も積層した場合に顕著に現れる。   However, according to the square lithium secondary battery in such a means, since the areas of the negative electrode and the positive electrode are different, there is a problem in the strength of the edge portion when they are combined to form a battery. And the problem appears notably when many layers of a battery are laminated | stacked.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、非水電解質二次電池において、デンドライトを有意に防止しつつも、電池の機械的強度を向上させることにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to improve the mechanical strength of the battery while significantly preventing dendrite in the nonaqueous electrolyte secondary battery.

電極反応部の領域が負極より正極の方が小さくなるように、または一致するように、正極活物質層または負極活物質層の外周縁部に非イオン透過性樹脂部を形成してなる非水電解質二次電池を提供することで、前記課題を解決できることを見出した。   A non-aqueous resin formed by forming a non-ion permeable resin part on the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer so that the region of the electrode reaction part is smaller or coincides with the positive electrode than the negative electrode It has been found that the above problem can be solved by providing an electrolyte secondary battery.

本発明によれば、特定の非イオン透過性樹脂部を形成してなる非水電解質二次電池を提供するため、負極の周縁部に電流密度の集中を有意に防止でき、デンドライトを有意に防止することができる。   According to the present invention, in order to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery formed with a specific non-ion permeable resin part, it is possible to significantly prevent concentration of current density at the peripheral part of the negative electrode and to prevent dendrite significantly. can do.

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の非水電解質二次電池を詳細に説明する。なお、各図面は説明の便宜上誇張されて表現されており、各図面における各構成要素の寸法比率が実際とは異なる場合がある。   Hereinafter, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Each drawing is exaggerated for convenience of explanation, and the dimensional ratio of each component in each drawing may be different from the actual one.

本発明の電池の種類は、特に制限されないが、上記非水電解質二次電池を形態・構造で区別した場合には、積層型(扁平型)電池、巻回型(円筒型)電池など、従来公知のいずれの形態・構造にも適用し得るものである。また、非水電解質二次電池内の電気的な接続形態(電極構造)で見た場合、上述した非双極型(内部並列接続タイプ)電池および双極型(内部直列接続タイプ)電池のいずれにも適用し得るものである。双極型電池では、通常の電池に比べて単電池の電圧が高く、容量、出力特性に優れた電池を構成できる。また、積層型(扁平型)電池構造を採用することで簡単な熱圧着などのシール技術により長期信頼性を確保でき、コスト面や作業性の点では有利である。   The type of the battery of the present invention is not particularly limited. However, when the non-aqueous electrolyte secondary battery is distinguished by its form and structure, a conventional battery such as a stacked (flat) battery or a wound (cylindrical) battery has been used. It can be applied to any known form / structure. In addition, when viewed in terms of the electrical connection configuration (electrode structure) in the non-aqueous electrolyte secondary battery, both the above-described non-bipolar (internal parallel connection type) battery and bipolar (internal series connection type) battery It can be applied. In the bipolar battery, a single cell voltage is higher than that of a normal battery, and a battery excellent in capacity and output characteristics can be configured. In addition, by adopting a laminated (flat) battery structure, long-term reliability can be secured by a sealing technique such as simple thermocompression bonding, which is advantageous in terms of cost and workability.

<電池の構成>
[非双極型非水電解質二次電池]
図1に、扁平型(積層型)の非双極型非水電解質二次電池の断面概略図を示す。図1に示す扁平型(積層型)の非水電解質二次電池1(積層型電池1)では、電池外装材12に高分子−金属を複合したラミネートフィルムを用いる。そして、その周辺部の全部を熱融着にて接合する。そして、非水電解質二次電池1では、正極(正極板)、電解質層15、負極(負極板)を有する単電池層が複数積層されている。正極には、第1集電体(以下、「正極集電体」とも称する)13の両面(発電要素の最下層および最上層用は片面)に、正極活物質層14が形成される。負極には、第2集電体(以下、「負極集電体」とも称する)16の両面(発電要素の最下層および最上層用は片面)に負極活物質層17が形成される。
<Battery configuration>
[Non-bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery]
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a flat (stacked) non-bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery. In the flat (laminated) nonaqueous electrolyte secondary battery 1 (laminated battery 1) shown in FIG. 1, a laminated film in which a polymer-metal composite is combined with a battery exterior material 12 is used. Then, the entire peripheral portion is joined by heat fusion. In the nonaqueous electrolyte secondary battery 1, a plurality of single battery layers having a positive electrode (positive electrode plate), an electrolyte layer 15, and a negative electrode (negative electrode plate) are stacked. In the positive electrode, positive electrode active material layers 14 are formed on both surfaces of a first current collector (hereinafter also referred to as “positive electrode current collector”) 13 (one side for the lowermost layer and the uppermost layer of the power generation element). In the negative electrode, a negative electrode active material layer 17 is formed on both surfaces of the second current collector (hereinafter also referred to as “negative electrode current collector”) 16 (one side for the lowermost layer and the uppermost layer of the power generation element).

本願の非水電解質二次電池1において、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部(図示せず)と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部(図示せず)と、からなる。そして、本願の非水電解質二次電池1において、前記樹脂浸透部は、前記正極活物質層14または前記負極活物質層17の面方向において、前記電極反応部の外周に配置される。さらには、本願の非水電解質二次電池1において、前記正極活物質層14における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層17における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置してなる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 of the present application, at least one of the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 17 includes an electrode reaction part (not shown) effective for an electrochemical reaction, and a non-ion permeable resin. And a resin infiltration portion (not shown) formed by infiltrating the resin. And in the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 of this application, the said resin penetration part is arrange | positioned in the surface direction of the said positive electrode active material layer 14 or the said negative electrode active material layer 17, and the outer periphery of the said electrode reaction part. Furthermore, in the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 of the present application, the outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the positive electrode active material layer 14 is aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the negative electrode active material layer 17. Be located.

非水電解質二次電池1は、これらが積層した発電要素18を収納し密封した構成を有している。また、上記の各電極(正極及び負極)と導通される正極(端子)リード19および負極(端子)リード10が、各電極板の第1集電体13及び第2集電体16に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられる。このように、上記熱融着部に挟まれて上記の電池外装材12の外部に露出される構造を有している。   The nonaqueous electrolyte secondary battery 1 has a configuration in which a power generation element 18 in which these are stacked is housed and sealed. Further, the positive electrode (terminal) lead 19 and the negative electrode (terminal) lead 10 that are electrically connected to the electrodes (positive electrode and negative electrode) are ultrasonically applied to the first current collector 13 and the second current collector 16 of each electrode plate. It is attached by welding or resistance welding. Thus, it has the structure which is pinched | interposed into the said heat sealing | fusion part and exposed to the exterior of said battery exterior material 12. FIG.

[双極型非水電解質二次電池]
図2に、双極型非水電解質二次電池(単に、双極型電池とも称する。)の断面概略図を示す。
[Bipolar non-aqueous electrolyte secondary battery]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a bipolar nonaqueous electrolyte secondary battery (also simply referred to as a bipolar battery).

図2に示す双極型電池2は、実際に充放電反応が進行する略矩形の電池要素21が、外装であるラミネートシート29の内部に封止された構造を有する。   The bipolar battery 2 shown in FIG. 2 has a structure in which a substantially rectangular battery element 21 in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside a laminate sheet 29 that is an exterior.

図2に示すように、本実施形態の双極型電池2の電池要素21は、正極活物質層22と、負極活物質層23とが集電体(第1集電体と第2集電体とが同じもので1枚となっている)24のそれぞれの面に形成された双極型電極(図示せず)を複数個有する。各双極型電極は、電解質層25を介して積層されて電池要素21を形成する。この際、一の双極型電極の正極活物質層22と前記一の双極型電極に隣接する他の双極型電極の負極活物質層23とが電解質層25を介して向き合うように、各双極型電極および電解質層25が積層されている。   As shown in FIG. 2, the battery element 21 of the bipolar battery 2 of the present embodiment includes a positive electrode active material layer 22 and a negative electrode active material layer 23 as current collectors (first current collector and second current collector). A plurality of bipolar electrodes (not shown) formed on each surface of 24. Each bipolar electrode is stacked via an electrolyte layer 25 to form a battery element 21. At this time, each bipolar type is formed such that the positive electrode active material layer 22 of one bipolar electrode and the negative electrode active material layer 23 of another bipolar electrode adjacent to the one bipolar electrode face each other through the electrolyte layer 25. An electrode and an electrolyte layer 25 are laminated.

そして、隣接する正極活物質層22、電解質層25および負極活物質層23は、一つの単電池層26を構成する。したがって、双極型電池2は、単電池層26が積層されてなる構成を有するともいえる。また、単電池層26の外周には、隣接する集電体24間を絶縁するための絶縁層27が設けられている。なお、電池要素21の最外層に位置する集電体(最外層集電体)(24a、24b)には、片面のみに、正極活物質層22(正極側最外層集電体24a)または負極活物質層23(負極側最外層集電体24b)のいずれか一方が形成されている。   The adjacent positive electrode active material layer 22, electrolyte layer 25, and negative electrode active material layer 23 constitute one unit cell layer 26. Therefore, it can be said that the bipolar battery 2 has a configuration in which the single battery layers 26 are stacked. In addition, an insulating layer 27 for insulating the adjacent current collectors 24 is provided on the outer periphery of the unit cell layer 26. The current collector (outermost layer current collector) (24a, 24b) located in the outermost layer of the battery element 21 has a positive electrode active material layer 22 (positive electrode side outermost layer current collector 24a) or a negative electrode only on one side. One of the active material layers 23 (the negative electrode side outermost layer current collector 24b) is formed.

この最外層集電体24aおよび24bのさらに外側に集電板24a’、24b’が設けられている。これらは集電板24a’、24b’はそれぞれ延長されて負極タブ28bおよび正極タブ28aとなっている。また、集電板24a’、24b’は、集電体より厚く形成することで、積層された複数の単電池層26からの電流を取り出しやすくなるようにしている。   Current collector plates 24a 'and 24b' are provided on the outer sides of the outermost layer current collectors 24a and 24b. The current collector plates 24a 'and 24b' are extended to form a negative electrode tab 28b and a positive electrode tab 28a, respectively. Further, the current collector plates 24a 'and 24b' are formed thicker than the current collector so that the current from the plurality of stacked unit cell layers 26 can be easily taken out.

そして、これらの正極タブ28aおよび負極タブ28bが外部に導出するように、発電要素21が、ラミネートシート29からなる外装材内に封止されている。   And the electric power generation element 21 is sealed in the exterior material which consists of the laminate sheet 29 so that these positive electrode tabs 28a and negative electrode tabs 28b may lead out outside.

なお、集電板に代えて、最外層集電体24aおよび24bを、そのまま正極タブ28aおよび負極タブ28bに電気的に接続してもよい。この際、最外層集電体(24a、24b)とタブ(28a、28b)との間を正極端子リード、負極端子リードを介して電気的に接続してもよい。また、集電板に代えて、最外層集電体24aおよび24bを厚くして、そのままラミネートシート29の外に延長して負極タブ28bおよび正極タブ28aとしてもよい。また、最外層集電体24aおよび24bと集電板24a’、24b’の間に電極活物質層があってもよい。すなわち、片面にのみ電極活物質を設けた最外層専用の集電体24a’、24b’とするのではなく、両面に電極活物質がある集電体をそのまま最外層の集電体として用いてもよいのである。   Instead of the current collector plate, the outermost layer current collectors 24a and 24b may be electrically connected to the positive electrode tab 28a and the negative electrode tab 28b as they are. At this time, the outermost layer current collector (24a, 24b) and the tab (28a, 28b) may be electrically connected via a positive terminal lead and a negative terminal lead. Further, instead of the current collector plate, the outermost layer current collectors 24a and 24b may be thickened and directly extended outside the laminate sheet 29 to form the negative electrode tab 28b and the positive electrode tab 28a. Further, an electrode active material layer may be provided between the outermost layer current collectors 24a and 24b and the current collector plates 24a 'and 24b'. That is, the current collectors 24a ′ and 24b ′ dedicated to the outermost layer provided with the electrode active material only on one side are used as the current collector of the outermost layer as it is, instead of the current collector having the electrode active material on both sides. It is good.

本願の双極型電池2は、前記正極活物質層22および前記負極活物質層23の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部(図示せず)と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部(図示せず)と、からなる。そして、本願の双極型電池2において、前記樹脂浸透部は、前記正極活物質層22または前記負極活物質層23の面方向において、前記電極反応部の外周に配置される。   In the bipolar battery 2 of the present application, at least one of the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 is infiltrated with an electrode reaction part (not shown) effective for an electrochemical reaction and a non-ion permeable resin. And a resin permeation portion (not shown) formed. In the bipolar battery 2 of the present application, the resin permeation portion is disposed on the outer periphery of the electrode reaction portion in the surface direction of the positive electrode active material layer 22 or the negative electrode active material layer 23.

さらには、本願の双極型電池2において、前記正極活物質層22における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層23における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置してなる。この双極型電池2の基本構成は、複数積層した単電池層(単セル)が直列に接続された構成ともいえるものである。   Furthermore, in the bipolar battery 2 of the present application, the outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the positive electrode active material layer 22 is positioned inward or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the negative electrode active material layer 23. Become. The basic configuration of the bipolar battery 2 can be said to be a configuration in which a plurality of stacked single battery layers (single cells) are connected in series.

なお、非水電解質二次電池としては、特に好ましくは、リチウムイオン二次電池である。また、本明細書中、「非水電解質二次電池」を単に「電池」と称することもある。   The non-aqueous electrolyte secondary battery is particularly preferably a lithium ion secondary battery. Further, in the present specification, the “non-aqueous electrolyte secondary battery” may be simply referred to as “battery”.

上記の通り、反応の局在化(電流密度の集中)によりデンドライトが発生する問題を解決するため手段として、特許文献1に記載の技術が開示されている。他にも、デンドライトが発生する問題を解決するためには、例えば、正極の周囲を電解液に不溶性で、かつ電気絶縁性の物質でシールすることも考えられる。しかしながら、充填容量が小さくなる課題や、正極板の周縁部の密着強度が必ずしも十分とは言えず、充放電サイクル中の正極合剤の脱落による内部短絡が発生する可能性もある。   As described above, the technique described in Patent Document 1 is disclosed as a means for solving the problem of dendrite generation due to reaction localization (concentration of current density). In addition, in order to solve the problem that dendrites are generated, for example, it is conceivable to seal the periphery of the positive electrode with an insulative material that is insoluble in the electrolytic solution. However, the problem that the filling capacity is reduced and the adhesion strength of the peripheral edge of the positive electrode plate are not necessarily sufficient, and an internal short circuit may occur due to the dropping of the positive electrode mixture during the charge / discharge cycle.

さらには、非水電解液二次電池において、セパレータの負極周辺部に対向する部分における微孔を塞ぐことも考えられる。しかしながら、負極と正極の対向する面積が、セパレータの塞がれていない面積で決定されてしまうため、設計容量と実際の容量が異なるという問題点がある。特に、負極、セパレータ、正極を積層した後に、セパレータ周縁部のみ熱融着プロセスで微孔を塞ぐ際には、電極端部で負極と正極の短絡が生じる可能性がある。   Furthermore, in the non-aqueous electrolyte secondary battery, it is conceivable to close the micropores in the portion facing the negative electrode peripheral portion of the separator. However, since the area where the negative electrode and the positive electrode face each other is determined by the area where the separator is not blocked, there is a problem that the designed capacity and the actual capacity are different. In particular, when the micropores are blocked only by the thermal fusion process after laminating the negative electrode, the separator, and the positive electrode, there is a possibility that the negative electrode and the positive electrode are short-circuited at the electrode end.

上記のような問題点を解決すべく、本発明は、第一集電体の少なくとも一方の表面に形成された正極活物質層と、第二集電体の少なくとも他方の表面に形成された負極活物質層と、が電解質層を挟んで積層されてなる単電池層を複数積層されてなる発電要素を含む非水電解質二次電池であって、前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部と、からなり、前記樹脂浸透部は、前記正極活物質層または前記負極活物質層の面方向において、前記電極反応部の外周に配置され、前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置する、非水電解質二次電池を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a positive electrode active material layer formed on at least one surface of a first current collector and a negative electrode formed on at least the other surface of the second current collector. An active material layer is a non-aqueous electrolyte secondary battery including a power generation element in which a plurality of unit cell layers are stacked with an electrolyte layer interposed therebetween, wherein the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer At least one comprises an electrode reaction part effective for an electrochemical reaction and a resin infiltration part formed by infiltrating a non-ion permeable resin, and the resin infiltration part is the positive electrode active material layer or the negative electrode active part. The outer peripheral edge of the electrode reaction part in the positive electrode active material layer is aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the negative electrode active material layer. Non-aqueous electrolyte secondary located in To provide a pond.

さらには、一般的に電池は、充電時、正極の方が負極に比べて電位が高く、正極に用いられる集電体が溶解したり、電解質に酸化反応が起きたりするため、電位の低い負極で還元反応が起きてしまう。このように負極は一般的に劣化しやすく、負極に腐食が起こると、たとえ電池の設計段階で正極と負極との大きさを等しくしても、正極・負極の位置関係(厳密に言えば、正極活物質層と負極活物質層の位置関係)が変わる。つまり、負極の方が正極に比べて小さくなる方向に傾くため、結果としてデンドライトが生ずることになる。   Furthermore, in general, when a battery is charged, the positive electrode has a higher potential than the negative electrode, and the current collector used for the positive electrode dissolves or an oxidation reaction occurs in the electrolyte. A reduction reaction occurs. In this way, the negative electrode is generally easily deteriorated, and when the negative electrode is corroded, the positional relationship between the positive electrode and the negative electrode (strictly speaking, The positional relationship between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer) changes. That is, since the negative electrode is inclined in a direction smaller than the positive electrode, dendrite is generated as a result.

本発明によれば、正極活物質層と負極活物質層の大きさを、電池の設計段階で等しく作製しても、非イオン透過性樹脂を浸透させ、樹脂浸透部(電気化学反応に有効ではない部分)を形成させることにより、電気化学反応に有効な部分の形成を制御することができる。そのため、容易にデンドライトの発生を抑制/防止することができる。   According to the present invention, even if the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer have the same size at the battery design stage, the non-ion permeable resin is infiltrated, and the resin infiltration portion (not effective for electrochemical reaction) The formation of the portion effective for the electrochemical reaction can be controlled. Therefore, the generation of dendrite can be easily suppressed / prevented.

以上の通り、本願の非水電解質二次電池は、前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部と、からなる。   As described above, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present application, at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has an electrode reaction portion effective for an electrochemical reaction and a non-ion permeable resin infiltrated. And a resin permeation portion to be formed.

本願の非水電解質二次電池においては、前記樹脂浸透部が、前記正極活物質層または前記負極活物質層(以下、単に「活物質層」とも称する)の面方向において、前記電極反応部の外周に配置される。そして、本願の非水電解質二次電池においては、前記正極活物質層における電極反応部(以下、「正極反応部」とも称する)の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部(以下、「負極反応部」とも称する)の外周縁辺に対して一致または内方に位置する。かような非水電解質二次電池の構造に由来し、デンドライトを抑制/防止することができる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present application, the resin permeation portion is formed in the surface direction of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer (hereinafter also simply referred to as “active material layer”). It is arranged on the outer periphery. And in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present application, the outer peripheral edge of the electrode reaction part (hereinafter also referred to as “positive electrode reaction part”) in the positive electrode active material layer is the electrode reaction part (hereinafter, referred to as “positive electrode reaction part”). It is also coincident or inward with respect to the outer peripheral edge of the “negative electrode reaction part”. It is derived from the structure of such a nonaqueous electrolyte secondary battery, and dendrite can be suppressed / prevented.

続いて、正極反応部の外周縁辺と、負極反応部の外周縁辺と、の位置関係(一致または内方)の理解をより容易にするために、図3を用いて説明する。   Subsequently, in order to make it easier to understand the positional relationship (coincidence or inward) between the outer peripheral edge of the positive electrode reaction part and the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part, a description will be given with reference to FIG.

図3は、正極反応部を投影したときを模式的に表した斜視図である。図3が示すように、正極反応部に仮想の光を垂直に照射すると、負極反応部の面上に、正極反応部の外周縁辺が投影されるのが分かる。「前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置する」とは、分かりやすく言い換えると、以下である。すなわち、「この投影された正極反応部の外周縁辺が、負極反応部の外周縁辺と一致する、または、負極反応部の外周縁辺よりも内方に位置する」という意味である。   FIG. 3 is a perspective view schematically showing a case where the positive electrode reaction part is projected. As shown in FIG. 3, it can be seen that when the positive electrode reaction part is vertically irradiated with virtual light, the outer peripheral edge of the positive electrode reaction part is projected onto the surface of the negative electrode reaction part. In other words, “the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the positive electrode active material layer is aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the negative electrode active material layer” is as follows. That is, it means that the projected outer peripheral edge of the positive electrode reaction part coincides with the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part or is located inward from the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part.

つまり、本発明の非水電解質二次電池においては、他方の電極に向かい合う各電極の反応部の外周縁辺(エッジ)が、所定の位置関係になるように形成されてなる。   That is, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the outer peripheral edge (edge) of the reaction part of each electrode facing the other electrode is formed in a predetermined positional relationship.

このように、正極活物質層における電気化学反応に有効な部分を、負極活物質層における電気化学反応に有効な部分より小さくすることで、有意にデンドライトを抑制/防止することができる。   Thus, dendrite can be significantly suppressed / prevented by making the portion effective for the electrochemical reaction in the positive electrode active material layer smaller than the portion effective for the electrochemical reaction in the negative electrode active material layer.

この樹脂浸透部は、前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくともいずれか一方に形成されればよいが、より好ましくは、少なくとも正極活物質層に形成され、さらに好ましくは正極活物質層にのみ形成される。   The resin permeation portion may be formed in at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, more preferably formed in at least the positive electrode active material layer, and more preferably in the positive electrode active material layer. Only formed.

下記に各構成要素につき以下にまとめて説明するが、上記説明した特徴以外は、当該分野において通常の知識を有するものであれば従来公知の知見を適宜参照し、または、組み合わせて適用することができる。   Each component will be described below in summary. However, in addition to the features described above, conventionally known knowledge can be appropriately referred to or applied in combination as long as it has ordinary knowledge in the field. it can.

<正極・負極>
正極・負極を合わせて、電池用電極とも称する。正極とは、第1集電体(正極集電体)と、該集電体上に形成されてなる正極活物質層とから構成される。負極とは、第2集電体(負極集電体)と、該集電体上に形成されてなる負極活物質層とから構成される。
<Positive electrode / Negative electrode>
The positive electrode and the negative electrode are collectively referred to as a battery electrode. The positive electrode includes a first current collector (positive electrode current collector) and a positive electrode active material layer formed on the current collector. The negative electrode is composed of a second current collector (negative electrode current collector) and a negative electrode active material layer formed on the current collector.

[集電体]
本発明で用いることのできる集電体(単に、「集電体」と称するときは、第1集電体および第2集電体の少なくとも一方である。)としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。例えば、アルミニウム箔、ステンレス(SUS)箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、SUSとアルミニウムのクラッド材あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく使える。また、金属表面に、アルミニウムを被覆させた集電体であってもよい。また、場合によっては、2つ以上の金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい(複合集電体)。
[Current collector]
The current collector that can be used in the present invention (simply referred to as “current collector” is at least one of the first current collector and the second current collector) is not particularly limited. In addition, conventionally known ones can be used. For example, aluminum foil, stainless steel (SUS) foil, nickel-aluminum clad material, copper-aluminum clad material, SUS-aluminum clad material, or a plated material of a combination of these metals can be preferably used. Further, a current collector in which a metal surface is coated with aluminum may be used. In some cases, a current collector in which two or more metal foils are bonded together may be used (composite current collector).

複合集電体を用いる場合、第1集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、SUS、チタンなどの導電性金属を用いることができるが、アルミニウムが特に好ましい。一方、第2集電体の材料としては、例えば、銅、ニッケル、銀、SUSなどの導電性金属を用いることができるが、SUS及びニッケル等が特に好ましい。また、複合集電体においては、第1集電体と第2集電体とは、互いに直接あるいは第三の材料からなる導電性を有する中間層を介して電気的に接続していれば良い。また、第1集電体と、第2集電体とを1つの集電体として、双極型非水電解質二次電池に供してもよい。   When the composite current collector is used, as a material for the first current collector, for example, a conductive metal such as aluminum, an aluminum alloy, SUS, or titanium can be used, but aluminum is particularly preferable. On the other hand, as the material of the second current collector, for example, conductive metals such as copper, nickel, silver, and SUS can be used, and SUS and nickel are particularly preferable. Further, in the composite current collector, the first current collector and the second current collector may be electrically connected to each other directly or via a conductive intermediate layer made of a third material. . Further, the first current collector and the second current collector may be used as one current collector for a bipolar nonaqueous electrolyte secondary battery.

集電体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは10〜20μmである。ただし、この範囲を外れる厚さの集電体を用いてもよい。   Although the thickness of a collector is not specifically limited, Preferably it is 10-20 micrometers. However, a current collector having a thickness outside this range may be used.

集電体の形状にも特に制限はないが、好ましくは、正方形や長方形のような矩形である。   The shape of the current collector is not particularly limited, but is preferably a rectangle such as a square or a rectangle.

[正極活物質層・負極活物質層]
正極活物質層は、正極活物質を含む。この他にも、他の正極材料としては、導電助剤、バインダ、電解液(電解質支持塩および可塑剤)、高分子ゲルないし固体電解質(イオン導電性ポリマー、電解液など)などの電解質が挙げられる。また、ホストポリマーが含まれる場合、前記ポリマーを重合させるための重合開始剤をさらに含んでもよい。
[Positive electrode active material layer / Negative electrode active material layer]
The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material. In addition, other positive electrode materials include electrolytes such as conductive additives, binders, electrolytes (electrolyte support salts and plasticizers), polymer gels or solid electrolytes (ionic conductive polymers, electrolytes, etc.). It is done. Further, when a host polymer is included, it may further include a polymerization initiator for polymerizing the polymer.

正極活物質層の厚みにも特に制限はないが、好ましくは1μm〜300μm、より好ましくは5μm〜200μm、さらに好ましくは10μm〜150μmである。正極活物質層の厚さを制御する方法としては、特に制限されないが、ドクターブレード法などが挙げられる。また、正極活物質層の厚さを定量的に求める方法としては、種々の方法が考えられるが、例えば、マイクロメーターで測定や、放射線を用いた膜厚測定などをして、求めることができる。   Although there is no restriction | limiting in particular also in the thickness of a positive electrode active material layer, Preferably they are 1 micrometer-300 micrometers, More preferably, they are 5 micrometers-200 micrometers, More preferably, they are 10 micrometers-150 micrometers. A method for controlling the thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and examples thereof include a doctor blade method. In addition, various methods can be considered as a method for quantitatively obtaining the thickness of the positive electrode active material layer. For example, the thickness can be obtained by measuring with a micrometer or measuring the film thickness using radiation. .

また、正極活物質層の形状にも特に制限はなく、集電体の形状に合わせて適宜設計されるが、好ましくは正方形や長方形のような矩形である。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the shape of a positive electrode active material layer, Although it designs suitably according to the shape of a collector, Preferably it is a rectangle like a square or a rectangle.

負極活物質層は、負極活物質を含む。この他にも、他の負極材料としては、上記正極材料として説明されたものが含まれてもよい。   The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material. In addition to this, other negative electrode materials may include those described as the positive electrode material.

以下、正極活物質と負極活物質とを、総称して「活物質」とも称する。   Hereinafter, the positive electrode active material and the negative electrode active material are also collectively referred to as “active material”.

そして、前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくともいずれか一方の外周部には、非イオン透過性樹脂が浸透した、樹脂浸透部が形成されてなる。なお、正極活物質層に浸透する非イオン透過性樹脂を、便宜上「第1非イオン透過性樹脂」と称し、負極活物質層に浸透する非イオン透過性樹脂を、便宜上「第2非イオン透過性樹脂」と称することもある。なお、単に「非イオン透過性樹脂」と称する場合、それは、第1非イオン透過性樹脂、第2非イオン透過性樹脂の少なくとも1つのことである。   A resin infiltrating portion into which a non-ion permeable resin has permeated is formed on the outer peripheral portion of at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The non-ion permeable resin that permeates the positive electrode active material layer is referred to as “first non-ion permeable resin” for convenience, and the non-ion permeable resin that permeates the negative electrode active material layer is referred to as “second non-ion permeation” for convenience. May also be referred to as a “resin”. In addition, when only calling it "non-ion permeable resin", it is at least one of the first non-ion permeable resin and the second non-ion permeable resin.

負極活物質層の厚みにも特に制限はないが、好ましくは1μm〜300μm、より好ましくは5μm〜200μm、さらに好ましくは10μm〜150μmである。負極活物質層の厚さを制御する方法としては、特に制限されないが、正極活物質層を制御する方法が同様に妥当する。   Although there is no restriction | limiting in particular also in the thickness of a negative electrode active material layer, Preferably they are 1 micrometer-300 micrometers, More preferably, they are 5 micrometers-200 micrometers, More preferably, they are 10 micrometers-150 micrometers. A method for controlling the thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but a method for controlling the positive electrode active material layer is equally applicable.

負極活物質層の形状にも特に制限はなく、集電体の形状に合わせて適宜設計されるが、好ましくは正方形や長方形のような矩形である。   The shape of the negative electrode active material layer is not particularly limited and is appropriately designed according to the shape of the current collector, but is preferably a rectangle such as a square or a rectangle.

(電極反応部・樹脂浸透部)
前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部と、からなる。前記樹脂浸透部は、好ましくは少なくとも正極活物質層に形成され、さらに好ましくは正極活物質層にのみ形成される。
(Electrode reaction part / resin permeation part)
At least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer includes an electrode reaction portion effective for an electrochemical reaction and a resin infiltration portion formed by infiltrating a non-ion permeable resin. The resin penetration portion is preferably formed at least in the positive electrode active material layer, and more preferably formed only in the positive electrode active material layer.

ここで、「電気化学反応に有効な電極反応部」とは、非イオン透過性樹脂が浸透していない、つまり、樹脂浸透部が形成されていない活物質層と同じイオン伝導性を有している部分を言う。   Here, the “electrode reaction part effective for electrochemical reaction” means that the non-ion-permeable resin does not penetrate, that is, has the same ionic conductivity as the active material layer where the resin penetration part is not formed. Say that part.

一方で、「非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部」とは、活物質層において、非イオン透過性樹脂が形成されている部分を言う。かような樹脂浸透部は、活物質層のうち電気化学反応に有効ではない部分として機能する。つまり、「樹脂浸透部」とは、活物質層において、樹脂浸透部が形成されていない活物質層のイオン伝導率よりも低い部分をいう。「樹脂浸透部」のイオン伝導率は、樹脂浸透部が形成されていない活物質層のイオン伝導率よりも低ければ足りるが、好ましくは樹脂浸透部が形成されていない活物質層のイオン伝導率の0.01〜0.5倍、より好ましくは0.05〜0.1倍である。   On the other hand, the “resin permeation portion formed by infiltrating a non-ion permeable resin” refers to a portion where the non-ion permeable resin is formed in the active material layer. Such a resin penetration part functions as a part which is not effective in an electrochemical reaction among active material layers. That is, the “resin permeation portion” refers to a portion of the active material layer that is lower than the ionic conductivity of the active material layer where the resin permeation portion is not formed. The ionic conductivity of the “resin-penetrating part” should be lower than the ionic conductivity of the active material layer where the resin-penetrating part is not formed, but preferably the ionic conductivity of the active material layer where the resin-penetrating part is not formed 0.01 to 0.5 times, more preferably 0.05 to 0.1 times.

まとめると、活物質層において、「非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部」以外の部分が、「電気化学反応に有効な電極反応部」として機能する。換言すると、電極反応部と、樹脂浸透部との境界が、電極反応部の外周縁辺とも言える。   In summary, in the active material layer, a portion other than the “resin permeation portion formed by permeating the non-ion permeable resin” functions as an “electrode reaction portion effective for electrochemical reaction”. In other words, the boundary between the electrode reaction part and the resin infiltration part can be said to be the outer peripheral edge of the electrode reaction part.

なお、イオン伝導率を求める方法は、特に制限されないが、ブロッキング電極法が挙げられる。   In addition, although the method in particular of calculating | requiring ionic conductivity is not restrict | limited, The blocking electrode method is mentioned.

非イオン透過性樹脂は、絶縁性を有する樹脂であれば特に制限されない。熱硬化性樹脂であっても、熱可塑性樹脂であってもよい。   The non-ion permeable resin is not particularly limited as long as it is an insulating resin. It may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

非イオン透過性樹脂の具体例としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性を持つ付加縮合系プラスチック樹脂;ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、シリコーン樹脂等の重縮合系プラスチック;ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアクリルアミド(PAA)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)等のアクリル系プラスチックからなる群から選択される少なくとも1種の耐溶剤性を有する材料が好ましく例示できる。   Specific examples of non-ion permeable resins include, for example, addition-condensation plastic resins having thermosetting properties such as phenol resins, urea resins, melamine resins; polyester resins, unsaturated polyester resins, polyimides, polyamides, silicone resins, etc. Polycondensation plastic: at least one solvent resistance selected from the group consisting of acrylic plastics such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylonitrile (PAN), polyacrylamide (PAA), polyvinyl acetate (PVAc), etc. The material which has can be illustrated preferably.

樹脂浸透部は、前記正極活物質層または前記負極活物質層の面方向において、前記電極反応部の外周に配置(形成)される。   The resin infiltration portion is disposed (formed) on the outer periphery of the electrode reaction portion in the surface direction of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

ここで、「電極反応部の外周に配置される」とは、活物質層全体を基準とした際に、活物質層の外周縁辺から内方に向かって、活物質中に非イオン透過性樹脂が形成されていることをいう。非イオン透過性樹脂が形成される部分に特に制限はなく、少しでも活物質層の外周縁辺から内方に向かって、非イオン透過性樹脂が形成されていればよい。ただ、一例を示すと、非イオン透過性樹脂は、活物質層の外周縁辺から、より好ましくは活物質層の厚さの0.1〜100倍、さらに好ましくは0.5〜10倍、特に好ましくは1〜5倍の長さで内方に向かって形成される。   Here, “disposed on the outer periphery of the electrode reaction part” means that when the entire active material layer is used as a reference, a non-ion permeable resin in the active material from the outer peripheral edge of the active material layer toward the inside. Is formed. There is no restriction | limiting in particular in the part in which non-ion-permeable resin is formed, Non-ion-permeable resin should just be formed inward from the outer peripheral edge side of an active material layer as much as possible. However, as an example, the non-ion permeable resin is more preferably 0.1 to 100 times, more preferably 0.5 to 10 times, more preferably 0.5 to 10 times the thickness of the active material layer from the outer peripheral edge of the active material layer. Preferably, it is formed inward with a length of 1 to 5 times.

樹脂浸透部が、前記電極反応部の外周に配置されているか否かを調べる方法としては、例えば、固体NMR、FT−IRのような方法を用いて、樹脂の構造解析、有機官能基解析を行うことが挙げられる。   As a method for examining whether or not the resin permeation part is arranged on the outer periphery of the electrode reaction part, for example, a method such as solid NMR or FT-IR is used to perform resin structural analysis or organic functional group analysis. To do.

(正極反応部と負極反応部との位置関係)
前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置する。
(Positional relationship between positive electrode reaction part and negative electrode reaction part)
The outer peripheral edge of the electrode reaction part in the positive electrode active material layer is located on or inward of the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the negative electrode active material layer.

本発明の非水電解質二次電池においては、正極活物質層、負極活物質層の大きさには特に制限はない。なお、好ましくは正極活物質層の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置するとよい。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, there are no particular limitations on the size of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. In addition, the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer is preferably positioned inward or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the negative electrode active material layer.

(正極活物質)
本発明のリチウムイオン二次電池正極を構成する正極活物質に用いることのできる組成(材質)としては、特に制限されるものではないが、好ましくは下記化学式(1)に示すリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物である。
(Positive electrode active material)
Although it does not restrict | limit especially as a composition (material) which can be used for the positive electrode active material which comprises the lithium ion secondary battery positive electrode of this invention, Preferably the lithium nickel cobalt manganese composite shown by following Chemical formula (1) It is an oxide.

Figure 0005515267
Figure 0005515267

上記式において、0<a≦1.2、0.3≦b≦0.9、0≦c≦0.6、0.25≦d≦0.6、0≦e≦0.3、1.5≦f≦2.2、0≦g≦0.5である。MはAlまたは、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Gaからなる群から選択される少なくとも1種類であり、Xは、F、Cl、Sの少なくとも一種類である。これら正極活物質の組成は、ICP、原子吸光法、蛍光X線法、キレート滴定、パーティクルアナライザーにより測定できる。   In the above formula, 0 <a ≦ 1.2, 0.3 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.6, 0.25 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 0.3, 1. 5 ≦ f ≦ 2.2 and 0 ≦ g ≦ 0.5. M is at least one selected from the group consisting of Al or Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, and Ga, and X is at least one of F, Cl, and S. The composition of these positive electrode active materials can be measured by ICP, atomic absorption method, fluorescent X-ray method, chelate titration, and particle analyzer.

具体的に、例えば、リチウム−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル複合酸化物、リチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−鉄複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物、リチウム−マンガン−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物、リチウム−金属リン酸化合物、リチウム−マンガンリン酸化物、リチウム−ニッケルリン酸化物、リチウム−コバルトリン酸化物、リチウム−鉄リン酸化物、およびリチウム−遷移金属硫酸化合物などが例示される。場合によっては、2種以上の正極活物質が併用されてもよい。   Specifically, for example, lithium-manganese composite oxide, lithium-nickel composite oxide, lithium-cobalt composite oxide, lithium-iron composite oxide, lithium-nickel-cobalt composite oxide, lithium-manganese-cobalt composite oxide , Lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide, lithium-metal phosphate compound, lithium-manganese phosphate, lithium-nickel phosphate, lithium-cobalt phosphate, lithium-iron phosphate, and lithium -Transition metal sulfate compounds are exemplified. In some cases, two or more positive electrode active materials may be used in combination.

正極活物質の平均粒子径は好ましくは、0.05〜20μmで、より好ましくは0.1〜10μmであり、さらに好ましくは、0.1〜5μmである。   The average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.05 to 20 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and still more preferably 0.1 to 5 μm.

正極活物質のBET比表面積は、好ましくは、0.5〜10m/g、より好ましくは1〜5m/gであり、さらに好ましくは、2〜3m/gである。 The BET specific surface area of the positive electrode active material is preferably 0.5 to 10 m 2 / g, more preferably 1 to 5 m 2 / g, and still more preferably 2 to 3 m 2 / g.

(負極活物質)
負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質の種類以外は、上記で説明した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material. Since the contents other than the type of the negative electrode active material are the same as described above, the description thereof is omitted here.

負極材料活物質としては、従来公知の溶液系のリチウムイオン電池でも使用される負極活物質を用いることができる。具体的には、天然黒鉛、人造黒鉛、アモルファスカーボン、コークスおよびメソフェーズピッチ系炭素繊維、グラファイト、非晶質炭素であるハードカーボンなどの炭素材料から選ばれてなる少なくとも1種を主材料とする負極活物質を用いることが望ましいが、特に限定されない。この他にも金属酸化物(特に遷移金属酸化物、具体的にはチタン酸化物)、金属(特に遷移金属、具体的にはチタン)とリチウムとの複合酸化物、シリカ系などを用いることもできる。   As the negative electrode material active material, a negative electrode active material that is also used in a conventionally known solution-type lithium ion battery can be used. Specifically, a negative electrode mainly composed of at least one selected from carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, coke and mesophase pitch carbon fiber, graphite, and hard carbon which is amorphous carbon. Although it is desirable to use an active material, it is not particularly limited. In addition, metal oxides (especially transition metal oxides, specifically titanium oxides), metal (especially transition metals, specifically titanium) and lithium complex oxides, silica-based materials, etc. may be used. it can.

負極活物質の平均粒子径は好ましくは、0.05〜20μmで、より好ましくは0.1〜10μmであり、さらに好ましくは、0.1〜5μmである。   The average particle diameter of the negative electrode active material is preferably 0.05 to 20 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and still more preferably 0.1 to 5 μm.

負極活物質のBET比表面積は、好ましくは、0.5〜10m/g、より好ましくは1〜5m/gであり、さらに好ましくは、2〜3m/gである。 The BET specific surface area of the negative electrode active material is preferably 0.5 to 10 m 2 / g, more preferably 1 to 5 m 2 / g, and still more preferably 2 to 3 m 2 / g.

活物質層には、必要であれば、その他の物質が含まれてもよい。例えば導電助剤、バインダ、支持塩(リチウム塩)、イオン伝導性ポリマー等が含まれうる。また、イオン伝導性ポリマーが含まれる場合には、前記ポリマーを重合させるための重合開始剤が含まれてもよい。   The active material layer may contain other materials if necessary. For example, a conductive aid, a binder, a supporting salt (lithium salt), an ion conductive polymer, and the like can be included. When an ion conductive polymer is included, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.

[活物質層の外方の構造]
本発明の非水電解質二次電池においては、正極活物質層および/または前記負極活物質層の外方の構造にも特に制限はないが、前記非イオン透過性樹脂からなる接着層(以下、単に「接着層」とも称する)が、活物質層の外方に配置されると好ましい。正極活物質層および/または前記負極活物質層の外方がかような構造であると、機械的特性(例えば、繰返しの応力−ひずみ特性など)を向上させるという点で有用である。特に、電池を積層した場合の応力に強くなるという効果がある。さらには、電池を積層した場合に、電極同士のズレが生じにくいという効果もある。
[Outside structure of active material layer]
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the positive electrode active material layer and / or the outer structure of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but an adhesive layer made of the non-ion permeable resin (hereinafter, It is preferable that it is disposed outside the active material layer. Such a structure of the positive electrode active material layer and / or the outer side of the negative electrode active material layer is useful in terms of improving mechanical characteristics (for example, repeated stress-strain characteristics). In particular, there is an effect that the stress becomes stronger when batteries are stacked. Furthermore, when batteries are stacked, there is an effect that displacement between electrodes is less likely to occur.

また、本発明の非水電解質二次電池において、前記接着層は、前記第1集電体または前記第2集電体と接し、前記接着層と前記電解質層との間に、前記正極活物質層または前記負極活物質層の厚さを保持する基材層(以下、単に「基材層」とも称する)が備えられると好ましい。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the adhesive layer is in contact with the first current collector or the second current collector, and the positive electrode active material is between the adhesive layer and the electrolyte layer. It is preferable that a base material layer (hereinafter also simply referred to as “base material layer”) that maintains the thickness of the layer or the negative electrode active material layer is provided.

なお、この場合、これら接着層や基材層は、図4(a)〜図9のように活物質層の外周縁辺と接するように形成されていてもよい。また、図10〜図14のように前記基材層と、前記正極活物質層および/または前記負極活物質層の外周縁辺と、の間に、前記非イオン透過性樹脂が満たされてなってもよい。なお、図4(a)〜図14については、後に詳説する。   In this case, the adhesive layer and the base material layer may be formed so as to be in contact with the outer peripheral edge of the active material layer as shown in FIGS. 10 to 14, the non-ion permeable resin is filled between the base material layer and the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer. Also good. 4A to 14 will be described in detail later.

さらには、電池における接着層および基材層の総厚みが、活物質層よりも若干厚めであるとよい。その場合、電池は、耐久性、積層性を含む機械的強度を向上させる効果がある。ここで「若干厚め」とは、接着層および基材層の総厚みが、活物質層の、好ましくは1.01〜1.2倍、より好ましくは1.05〜1.1倍程度に設定する。このようにすることで、電池の積層で生じる応力に起因する電極の劣化を防ぐことができる。   Furthermore, the total thickness of the adhesive layer and the base material layer in the battery is preferably slightly thicker than the active material layer. In that case, the battery has an effect of improving mechanical strength including durability and stackability. Here, “slightly thicker” means that the total thickness of the adhesive layer and the base material layer is preferably set to 1.01 to 1.2 times, more preferably about 1.05 to 1.1 times that of the active material layer. To do. By doing in this way, the deterioration of the electrode resulting from the stress which arises by lamination | stacking of a battery can be prevented.

(基材)
本明細書中において、「基材層」を非イオン透過性樹脂を保持する部材として着目する際に、それを「基材」と称することもある。
(Base material)
In this specification, when attention is paid to the “base material layer” as a member that holds the non-ion-permeable resin, it may be referred to as “base material”.

基材の具体例としては、特に制限はないが、例えば、フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂などが挙げられる。より具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリプロピレン(PP)等の融点・軟化点が比較的高い樹脂群から選択される樹脂であることが好ましい。基材としては、正極(負極)合剤に用いられうるバインダ(上記にて説明済み)と同一の樹脂であっても異なる樹脂であってもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a specific example of a base material, For example, a fluorine resin, an olefin resin, etc. are mentioned. More specifically, a resin selected from a resin group having a relatively high melting point / softening point such as polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), and polypropylene (PP) is preferable. The substrate may be the same resin as the binder (described above) that can be used for the positive electrode (negative electrode) mixture or a different resin.

基材の形状にも特に制限はない。ただ、基材上に非イオン透過性樹脂が保持されてなるものを活物質層の外方に配置することが好ましいため、この活物質層を取り囲める形状であることが好ましい。例えば、活物質層が正方形や長方形のような矩形である場合、基材は、枠形状であることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular also in the shape of a base material. However, since it is preferable to dispose the non-ion permeable resin held on the base material outside the active material layer, the shape surrounding the active material layer is preferable. For example, when the active material layer is a rectangle such as a square or a rectangle, the substrate is preferably frame-shaped.

基材の厚みにも特に制限はない。ただし、後述もするが、活物質層の厚さとの関係で適宜調節すればよい。一例を挙げると、好ましくは1〜300μm、より好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは10〜150μmである。   There is no restriction | limiting in particular also in the thickness of a base material. However, as will be described later, it may be adjusted as appropriate in relation to the thickness of the active material layer. For example, the thickness is preferably 1 to 300 μm, more preferably 5 to 200 μm, and still more preferably 10 to 150 μm.

なお、下記においても説明するが、正極側に用いられる基材を便宜上、「正極基材」、負極側に用いられる基材を「負極基材」とも称する。   In addition, although demonstrated below, the base material used for the positive electrode side is also called "positive electrode base material" for convenience, and the base material used for the negative electrode side is also called "negative electrode base material".

(導電助剤)
本発明で用いることのできる導電助剤としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。
(Conductive aid)
The conductive auxiliary agent that can be used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.

導電助剤とは、導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維、黒鉛などの炭素材料が挙げられる。また、金属粉も導電助剤として好適に用いられうる。   A conductive assistant means the additive mix | blended in order to improve electroconductivity. Examples of the conductive auxiliary agent include carbon materials such as carbon black such as acetylene black, graphite, vapor-grown carbon fiber, and graphite. Moreover, metal powder can also be used suitably as a conductive support agent.

(バインダ)
バインダとは、活物質層において、複数の塊状の多孔質体を結着させる役割を果たすために配合される添加物をいう。バインダの具体的な例としては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリ酢酸ビニル、ポリイミド、ユリア樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、ブチルゴム、スチレン系ゴムなどのゴム系材料が好ましく挙げられる。
(Binder)
The binder refers to an additive blended to play a role of binding a plurality of massive porous bodies in the active material layer. Specific examples of the binder include thermoplastic resins such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl acetate, polyimide, urea resin, and thermosetting resins such as epoxy resin and polyurethane resin. Preferred are rubber materials such as butyl rubber and styrene rubber.

(支持塩)
支持塩(リチウム塩)としては、Li(CSON、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO等が挙げられる。
(Supporting salt)
Examples of the supporting salt (lithium salt) include Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 and the like.

(イオン伝導性ポリマー)
イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。ここで、前記ポリマーは、本発明の電極が採用される電池の電解質層において用いられるイオン伝導性ポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
(Ion conductive polymer)
Examples of the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based and polypropylene oxide (PPO) -based polymers. Here, the polymer may be the same as or different from the ion conductive polymer used in the electrolyte layer of the battery in which the electrode of the present invention is employed, but is preferably the same.

(重合開始剤)
重合開始剤は、イオン伝導性ポリマーの架橋性基に作用して、架橋反応を進行させるために配合される。開始剤として作用させるための外的要因に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤などに分類される。重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール(BDK)等が挙げられる。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator is added to act on the crosslinkable group of the ion conductive polymer to advance the crosslinking reaction. Depending on the external factor for acting as an initiator, it is classified into a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator and the like. Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), which is a thermal polymerization initiator, and benzyl dimethyl ketal (BDK), which is a photopolymerization initiator.

活物質層に含まれうる、成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。   The compounding ratio of the components that can be included in the active material layer is not particularly limited, and can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about the lithium ion secondary battery.

<電解質層>
本発明では、電解質層に用いられる電解質は、液状、ゲル状、固体状等、Liイオン伝導性があれば特に限定されない。その使用目的に応じて、(a)電解液を染み込ませたセパレータ、(b)高分子ゲル電解質、(c)高分子固体電解質のいずれにも適用し得るものである。
<Electrolyte layer>
In the present invention, the electrolyte used for the electrolyte layer is not particularly limited as long as it has Li ion conductivity, such as liquid, gel, or solid. It can be applied to any of (a) a separator impregnated with an electrolytic solution, (b) a polymer gel electrolyte, and (c) a polymer solid electrolyte depending on the purpose of use.

(a)電解液を染み込ませたセパレータ
セパレータに染み込ませることのできる電解液としては、高分子ゲル電解質に含まれる電解液(電解質塩および可塑剤)と同様のものを用いることができるため、ここでの説明は省略する。電解液の好適な1例を示せば、電解質として、LiClO、LiAsF、LiPF、LiBOB、LiCFSOおよびLi(CFSOの少なくとも1種類を用い、溶媒として、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソランおよびγ−ブチルラクトンよりなるエーテル類から少なくとも1種類を用い、前記電解質を前記溶媒に溶解させることにより、電解質の濃度が0.5〜2モル/リットルに調整されているものであるが、本発明はこれらに何ら制限されるべきものではない。
(A) Separator soaked with electrolyte solution As the electrolyte solution that can be soaked into the separator, the same electrolyte solution (electrolyte salt and plasticizer) contained in the polymer gel electrolyte can be used. The description in is omitted. As a preferable example of the electrolytic solution, as an electrolyte, as LiClO 4, LiAsF 6, LiPF 5 , LiBOB, using at least one of LiCF 3 SO 3 and Li (CF 3 SO 2) 2 , solvent, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane and ether composed of γ-butyllactone The concentration of the electrolyte is adjusted to 0.5 to 2 mol / liter by dissolving at least one kind from the class and dissolving the electrolyte in the solvent, but the present invention is not limited to these. It shouldn't be.

(b)高分子ゲル電解質及び(c)高分子固体電解質
高分子ゲル電解質および高分子固体電解質としては、高分子ゲル電解質および高分子固体電解質と同様のものを用いることができるため、ここでの説明は省略する。
(B) Polymer gel electrolyte and (c) Polymer solid electrolyte As the polymer gel electrolyte and polymer solid electrolyte, the same polymer gel electrolyte and polymer solid electrolyte can be used. Description is omitted.

なお、上記(a)〜(c)の電解質層は、1つの電池の中で併用してもよい。   The electrolyte layers (a) to (c) may be used in one battery.

また、高分子電解質は、高分子ゲル電解質層、正極活物質層、負極活物質層に含まれ得るが、同一の高分子電解質を使用してもよく、層によって異なる高分子電解質を用いてもよい。   In addition, the polymer electrolyte may be included in the polymer gel electrolyte layer, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer, but the same polymer electrolyte may be used, or different polymer electrolytes may be used depending on the layer. Good.

ところで、現在好ましく使用される高分子ゲル電解質用のホストポリマーは、PEO、PPOのようなポリエーテル系高分子である。このため、高温条件下における正極側での耐酸化性が弱い。従って、酸化還元電位の高い正極材料を使用する場合には、負極(活物質層)の容量が、高分子ゲル電解質層を介して対向する正極(活物質層)の容量より少ないことが好ましい。負極(活物質層)の容量が対向する正極(活物質層)の容量より少ないと、充電末期に正極電位が上がり過ぎることを防止できる。なお、正極(活物質層)および負極(活物質層)の容量は、正極(活物質層)および負極(活物質層)を製造する際の理論容量として、製造条件から求めることができる。完成品の容量を測定装置で直接測定してもよい。ただし、負極(活物質層)の容量を対向する正極(活物質層)の容量と比べて少ないと、負極電位が下がりすぎて電池の耐久性が損なわれる恐れがあるので充放電電圧に注意する必要がある。例えば、一のセル(単電池層)の平均充電電圧を使用する正極活物質の酸化還元電位に対して適切な値に設定して、耐久性が低下しないように注意する。   By the way, a host polymer for a polymer gel electrolyte that is preferably used at present is a polyether polymer such as PEO and PPO. For this reason, the oxidation resistance on the positive electrode side under high temperature conditions is weak. Therefore, when using a positive electrode material having a high oxidation-reduction potential, the capacity of the negative electrode (active material layer) is preferably smaller than the capacity of the positive electrode (active material layer) opposed via the polymer gel electrolyte layer. When the capacity of the negative electrode (active material layer) is less than the capacity of the opposing positive electrode (active material layer), it is possible to prevent the positive electrode potential from rising excessively at the end of charging. In addition, the capacity | capacitance of a positive electrode (active material layer) and a negative electrode (active material layer) can be calculated | required from manufacturing conditions as theoretical capacity | capacitance at the time of manufacturing a positive electrode (active material layer) and a negative electrode (active material layer). You may measure the capacity | capacitance of a finished product directly with a measuring device. However, if the capacity of the negative electrode (active material layer) is smaller than the capacity of the opposing positive electrode (active material layer), the negative electrode potential will drop too much and the durability of the battery may be impaired. There is a need. For example, care should be taken not to lower the durability by setting the average charge voltage of one cell (single cell layer) to an appropriate value for the oxidation-reduction potential of the positive electrode active material.

電池を構成する電解質層の厚さは、特に限定するものではない。しかしながら、コンパクトな電池を得るためには、電解質としての機能が確保できる範囲で極力薄くすることが好まく、電解質層の厚さは5〜200μmであることが望ましい。   The thickness of the electrolyte layer constituting the battery is not particularly limited. However, in order to obtain a compact battery, it is preferable to make it as thin as possible within a range in which the function as an electrolyte can be ensured, and the thickness of the electrolyte layer is preferably 5 to 200 μm.

(セパレータ)
上記セパレータとしては、絶縁性の多孔体、繊維等であれば、有機材料、無機材料、特に限定されるべきものではなく、従来公知のものを用いることができる。例えば、上記電解液を吸収保持するポリマーからなる多孔性シート(例えば、ポリオレフィン系微多孔質セパレータなど)、不織布セパレータなどを用いることができる。有機溶媒に対して化学的に安定であるという性質を持つ上記ポリオレフィン系微多孔質セパレータは、電解質(電解液)との反応性を低く抑えることができるという優れた効果を有するものである。
(Separator)
The separator is not particularly limited as long as it is an insulating porous material, fiber, or the like, and any conventionally known material can be used. For example, a porous sheet made of a polymer that absorbs and holds the electrolytic solution (for example, a polyolefin-based microporous separator), a nonwoven fabric separator, or the like can be used. The polyolefin microporous separator having the property of being chemically stable to an organic solvent has an excellent effect that the reactivity with the electrolyte (electrolytic solution) can be kept low.

上記ポリオレフィン系微多孔質セパレータなどの多孔性シートの材質としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、PP/PE/PPの3層構造をした構造、ポリイミドなどが挙げられる。   Examples of the material for the porous sheet such as the polyolefin-based microporous separator include polyethylene (PE), polypropylene (PP), a structure having a three-layer structure of PP / PE / PP, and polyimide.

不織布セパレータの材質としては、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを用いることができる。使用目的(電解質層に要求される機械強度など)に応じて、単独または混合して用いる。   As a material of the nonwoven fabric separator, for example, conventionally known materials such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester, polypropylene, polyethylene such as polyethylene, polyimide, and aramid can be used. Depending on the purpose of use (such as mechanical strength required for the electrolyte layer), these are used alone or in combination.

また、不織布の嵩密度は、含浸させた高分子ゲル電解質により十分な電池特性を得られるものであればよく、特に制限されるべきものではない。すなわち、あまり不織布の嵩密度が大きすぎると、電解質層中の非電解質材料が占める割合が大きくなりすぎ、電解質層におけるイオン伝導度などを損なうおそれがあるためである。   The bulk density of the non-woven fabric is not particularly limited as long as sufficient battery characteristics can be obtained by the impregnated polymer gel electrolyte. That is, if the bulk density of the nonwoven fabric is too large, the proportion of the non-electrolyte material in the electrolyte layer becomes too large, and the ionic conductivity and the like in the electrolyte layer may be impaired.

上記セパレータ(ポリオレフィン系微多孔質セパレータなど)の空孔率は20〜50質量%であることが望ましい。セパレータの空孔率が、上記範囲にあることで電解質(電解液)の抵抗による出力低下の防止と、微粒がセパレータの空孔(微細孔)を貫くことによる短絡の防止という理由から出力と信頼性の両方を確保するという効果がある。ここでセパレータの空孔率とは、原材料レジンの密度と最終製品のセパレータの密度から体積比として求められる値である。   The porosity of the separator (eg, polyolefin-based microporous separator) is preferably 20 to 50% by mass. The separator's porosity is within the above range, preventing output from being reduced due to the resistance of the electrolyte (electrolyte), and preventing the short circuit caused by fine particles penetrating the separator's pores (micropores). It has the effect of securing both sexes. Here, the porosity of the separator is a value obtained as a volume ratio from the density of the raw material resin and the density of the separator of the final product.

また不織布セパレータの空孔率は50〜90質量%であることが好ましい。空孔率が50質量%未満では、電解質の保持性が悪化し、90%質量超では強度が不足する虞れがある。   Moreover, it is preferable that the porosity of a nonwoven fabric separator is 50-90 mass%. If the porosity is less than 50% by mass, the electrolyte retention deteriorates, and if it exceeds 90% by mass, the strength may be insufficient.

上記セパレータへの電解液の含浸量は、セパレータの保液能力範囲まで含浸させればよいが、当該保液能力範囲を超えて含浸させてもよい。これは、電解質シール部に樹脂を注入して電解質層からの電解液の染み出しを防止できるため、該電解質層に保液できる範囲であれば含浸可能である。該電解液は、真空注液法などにより注液した後、完全にシールすることができるなど、従来公知の方法でセパレータに電解液を含浸させることができる。   The amount of the electrolytic solution impregnated in the separator may be impregnated to the range of the liquid retention capacity of the separator, but may be impregnated beyond the liquid retention capacity range. This can prevent impregnation of the electrolyte from the electrolyte layer by injecting a resin into the electrolyte seal portion, and therefore can be impregnated as long as the electrolyte layer can be retained. The electrolyte can be impregnated in the separator by a conventionally known method, for example, the electrolyte can be completely sealed after being injected by a vacuum injection method or the like.

<非水電解質二次電池の製造方法>
本発明は、デンドライトが有意に防止され、機械的強度を向上した非水電解質二次電池を提供することを目的とする。そこで、ここでは、かような非水電解質二次電池を製造する方法につき説明を行う。
<Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery>
An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery in which dendrites are significantly prevented and mechanical strength is improved. Therefore, here, a method for manufacturing such a nonaqueous electrolyte secondary battery will be described.

特許文献1に記載の技術では、上記述べたような機械的強度に問題があるだけでなく、正極と負極を、セパレータを介して積層して電極群を作製する際に、正極および負極をセパレータの中央に正確に配置させなければならなかった。かような技術であると、電池作製を効率的に行なうことが困難である。   The technique described in Patent Document 1 not only has a problem in mechanical strength as described above, but also forms a group of electrodes by laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween. Had to be placed exactly in the middle of the. With such a technique, it is difficult to efficiently produce a battery.

本発明の非水電解質二次電池の製造方法によると、正極と負極とをセパレータの中央に正確に配置させる必要がないため、電池作製を効率的に行なうことができる。   According to the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, it is not necessary to accurately dispose the positive electrode and the negative electrode at the center of the separator, so that the battery can be manufactured efficiently.

すなわち、本願発明に係る非水電解質二次電池の製造方法は、第一集電体の表面に形成された正極活物質層と、第二集電体の表面に形成された負極活物質層と、が電解質層を挟んで複数積層されてなる発電要素を含む非水電解質二次電池の製造方法であって、前記第一集電体の表面であって前記正極活物質層の外周に、前記正極活物質層の厚さより厚い第一非イオン透過性樹脂部材を形成し、および/または、前記第二集電体の表面であって前記負極活物質層の外周に、前記負極活物質層の厚さより厚い第二非イオン透過性樹脂部材を形成して単電池層を作製する第1工程と、前記第1工程後に前記単電池層を積層方向にプレスし、前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺を、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる第2工程と、を含む、非水電解質二次電池の製造方法である。   That is, the method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a positive electrode active material layer formed on the surface of the first current collector, and a negative electrode active material layer formed on the surface of the second current collector. , Is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a power generation element formed by stacking a plurality of electrolyte layers, the surface of the first current collector and the outer periphery of the positive electrode active material layer, Forming a first non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the positive electrode active material layer and / or the surface of the second current collector on the outer periphery of the negative electrode active material layer; A first step of forming a second non-ion permeable resin member thicker than the thickness to produce a single cell layer; and after the first step, the single cell layer is pressed in the stacking direction, and an electrode reaction in the positive electrode active material layer With respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the negative electrode active material layer. Comprising a second step of matching or located inward, and a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery.

以下、第一非イオン透過性樹脂部材または第二非イオン透過性樹脂部材を、単に「非イオン透過性樹脂部材」とも称するのは上述の通りである。また、非イオン透過性樹脂部材は、接着層のみからなってもよいが、好ましくは、基材層と、接着層と、を含む。   Hereinafter, the first non-ion permeable resin member or the second non-ion permeable resin member is also simply referred to as “non-ion permeable resin member” as described above. Moreover, although a non-ion-permeable resin member may consist only of an adhesive layer, it preferably includes a base material layer and an adhesive layer.

本発明の製造方法においては、活物質層の少なくとも一方に、電極反応部と、樹脂浸透部と、を形成する。好ましくは、少なくとも電極反応部と、樹脂浸透部と、を正極側に形成する。さらに好ましくは、正極側にのみ形成する。   In the production method of the present invention, an electrode reaction part and a resin permeation part are formed on at least one of the active material layers. Preferably, at least the electrode reaction part and the resin infiltration part are formed on the positive electrode side. More preferably, it is formed only on the positive electrode side.

上記の通り、本発明の製造方法においては、前記第一集電体の表面であって前記正極活物質層の外周に、前記正極活物質層の厚さより厚い第一非イオン透過性樹脂部材を形成し、および/または、前記第二集電体の表面であって前記負極活物質層の外周に、前記負極活物質層の厚さより厚い第二非イオン透過性樹脂部材を形成して単電池層を作製する第1工程と、前記第1工程後に前記単電池層を積層方向にプレスし、前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺を、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる第2工程と、を含む。   As described above, in the production method of the present invention, the first non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the positive electrode active material layer is provided on the outer surface of the positive electrode active material layer on the surface of the first current collector. A cell is formed by forming and / or forming a second non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the negative electrode active material layer on the outer surface of the negative electrode active material layer on the surface of the second current collector A first step of forming a layer, and the single cell layer is pressed in the stacking direction after the first step, and an outer peripheral edge of the electrode reaction portion in the positive electrode active material layer is defined as an outer periphery of the electrode reaction portion in the negative electrode active material layer. And a second step of being aligned or inward with respect to the edge.

かかる2つの工程を含むことで、製造される非水電解質二次電池は、有意にデンドライトを抑制/防止される。   By including these two steps, dendrites are significantly suppressed / prevented in the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery.

上記の特徴的な工程を含む以外は、従来公知の知見が適宜組み合わされて参照されうる。   Except for including the above characteristic steps, conventionally known knowledge may be referred to in combination.

本発明の非水電解質二次電池の製造方法を、下記に説明する。   A method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described below.

<第1工程>
第1工程は、前記第一集電体の表面であって前記正極活物質層の外周に、前記正極活物質層の厚さより厚い第一非イオン透過性樹脂部材を形成し、および/または、前記第二集電体の表面であって前記負極活物質層の外周に、前記負極活物質層の厚さより厚い第二非イオン透過性樹脂部材を形成して単電池層を作製する。
<First step>
The first step is to form a first non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the positive electrode active material layer on the outer surface of the positive electrode active material layer on the surface of the first current collector, and / or A second non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the negative electrode active material layer is formed on the outer surface of the second current collector and on the outer periphery of the negative electrode active material layer to produce a single battery layer.

第1工程の前提として、集電体(第一集電体、第二集電体)の表面に形成された活物質層(正極活物質層、負極活物質層)を準備する必要がある。その準備の方法については、従来公知の知見が適宜参照されうる。念のため、以下に簡単に説明するが、下記方法に制限されないのは言うまでもない。   As a premise of the first step, it is necessary to prepare an active material layer (positive electrode active material layer, negative electrode active material layer) formed on the surface of the current collector (first current collector, second current collector). Conventionally known knowledge can be appropriately referred to for the preparation method. As a precaution, a brief description will be given below, but it goes without saying that the method is not limited to the following method.

まず、活物質および導電助剤を溶媒に添加することにより、活物質スラリーを調製する(活物質スラリー調製工程)。この活物質スラリーを集電体の表面に塗布し、乾燥させることにより塗膜を形成する(塗膜形成工程)。前記塗膜形成工程を経て作製された電極を集電体の厚み方向にプレスする(プレス工程)。なお、活物質スラリーにイオン伝導性ポリマーが添加され、当該イオン伝導性ポリマーを架橋させる目的で重合開始剤がさらに添加される場合には、塗膜形成工程における乾燥と同時に、または当該乾燥の前もしくは後に、重合処理を施してもよい。   First, an active material slurry is prepared by adding an active material and a conductive additive to a solvent (active material slurry preparation step). The active material slurry is applied to the surface of the current collector and dried to form a coating film (coating film forming step). The electrode produced through the coating film forming step is pressed in the thickness direction of the current collector (pressing step). In addition, when an ion conductive polymer is added to the active material slurry and a polymerization initiator is further added for the purpose of crosslinking the ion conductive polymer, the drying is performed simultaneously with the drying in the coating film forming step or before the drying. Or you may give a polymerization process later.

[活物質スラリー調製工程]
本工程においては、所望の活物質、所望の導電助剤、および必要に応じて他の成分(例えば、バインダ、イオン伝導性ポリマー、支持塩(リチウム塩)、重合開始剤など)を、溶媒中で混合して、活物質スラリーを調製する。この活物質スラリー調製工程は、従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて行うことができる。この活物質スラリー中に配合される各成分の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
[Active material slurry preparation process]
In this step, a desired active material, a desired conductive assistant, and other components (for example, a binder, an ion conductive polymer, a supporting salt (lithium salt), a polymerization initiator, etc.) in a solvent To prepare an active material slurry. This active material slurry preparation step can be performed by appropriately referring to known knowledge or combining them. Since the specific form of each component blended in the active material slurry is as described in the column of the configuration of the electrode of the present invention, detailed description is omitted here.

また、溶媒の種類や混合手段は特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照されうる。溶媒の一例を挙げると、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、などが用いられうる。バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を採用する場合には、NMPを溶媒として用いるとよい。   Moreover, the kind of solvent and the mixing means are not particularly limited, and conventionally known knowledge about electrode production can be appropriately referred to. As an example of the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide, and the like can be used. When adopting polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, NMP is preferably used as a solvent.

[塗膜形成工程]
続いて、集電体を準備し、上記で調製した活物質スラリーを当該集電体の表面に塗布し、乾燥させる。これにより、集電体の表面に活物質スラリーからなる塗膜が形成される。この塗膜は、後述するプレス工程を経て、活物質層となる。準備する集電体の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。活物質スラリーを塗布するための塗布手段も特に限定されないが、例えば、コンマコーター、ダイコーターなどの一般的に用いられている手段が採用されうる。塗膜は、製造される電極における集電体と活物質層との所望の配置形態に応じて、形成される。なお、製造される電極が双極型電極の場合、集電体の一方の面には正極活物質を含む塗膜が形成され、他方の面には負極活物質を含む塗膜が形成される。これに対し、双極型でない電極を製造する場合には、正極活物質または負極活物質のいずれか一方を含む塗膜が1枚の集電体の両面に形成される。
[Coating film forming process]
Subsequently, a current collector is prepared, and the active material slurry prepared above is applied to the surface of the current collector and dried. Thereby, the coating film which consists of an active material slurry is formed on the surface of an electrical power collector. This coating film becomes an active material layer through a pressing step described later. The specific form of the current collector to be prepared is as described in the column of the configuration of the electrode of the present invention, and thus detailed description thereof is omitted here. The application means for applying the active material slurry is not particularly limited, and generally used means such as a comma coater and a die coater may be employed. A coating film is formed according to the desired arrangement | positioning form of the electrical power collector and active material layer in the electrode manufactured. When the electrode to be manufactured is a bipolar electrode, a coating film containing a positive electrode active material is formed on one surface of the current collector, and a coating film containing a negative electrode active material is formed on the other surface. On the other hand, when an electrode that is not a bipolar type is manufactured, a coating film containing either a positive electrode active material or a negative electrode active material is formed on both surfaces of one current collector.

その後、集電体の表面に形成された塗膜を乾燥させる。これにより、塗膜中の溶媒が除去される。塗膜を乾燥させるための乾燥手段も特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照されうる。例えば、加熱処理が例示される。乾燥条件(乾燥時間、乾燥温度など)は、活物質スラリーの塗布量やスラリーの溶媒の揮発速度に応じて適宜設定されうる。なお、塗膜が重合開始剤を含む場合には、さらに重合工程を行うことで、塗膜中のイオン伝導性ポリマーが架橋性基によって架橋される。重合工程における重合処理も特に制限されることはなく、従来公知の知見を適宜参照すればよい。例えば、塗膜が熱重合開始剤(AIBNなど)を含む場合には、塗膜に熱処理を施す。また、塗膜が光重合開始剤(BDKなど)を含む場合には、紫外光などの光を照射する。なお、熱重合のための熱処理は、上記の乾燥工程と同時に行われてもよいし、当該乾燥工程の前または後に行われてもよい。   Thereafter, the coating film formed on the surface of the current collector is dried. Thereby, the solvent in a coating film is removed. The drying means for drying the coating film is not particularly limited, and conventionally known knowledge about electrode production can be appropriately referred to. For example, heat treatment is exemplified. Drying conditions (drying time, drying temperature, etc.) can be appropriately set according to the application amount of the active material slurry and the volatilization rate of the solvent of the slurry. In addition, when a coating film contains a polymerization initiator, the ion conductive polymer in a coating film is bridge | crosslinked by a crosslinkable group by performing a polymerization process further. The polymerization treatment in the polymerization step is not particularly limited, and conventionally known knowledge may be referred to as appropriate. For example, when the coating film contains a thermal polymerization initiator (AIBN or the like), the coating film is subjected to heat treatment. Moreover, when a coating film contains a photoinitiator (BDK etc.), light, such as an ultraviolet light, is irradiated. In addition, the heat processing for thermal polymerization may be performed simultaneously with said drying process, and may be performed before or after the said drying process.

[集電体の表面であって、活物質層の外周に、活物質層の厚さより厚い非イオン透過性樹脂部材を形成する工程]
本工程は、本発明の製造方法における特徴的な工程である。集電体の表面であって、活物質層の外周に活物質層の厚さより厚い非イオン透過性樹脂部材を形成する工程は、より具体的には、以下である。すなわち、前記第一集電体の表面であって前記正極活物質層の外周に、前記正極活物質層の厚さより厚い第一非イオン透過性樹脂部材を形成し、および/または、前記第二集電体の表面であって前記負極活物質層の外周に、前記負極活物質層の厚さより厚い第二非イオン透過性樹脂部材を形成する工程である。
[Step of forming a non-ion permeable resin member thicker than the active material layer on the surface of the current collector and on the outer periphery of the active material layer]
This step is a characteristic step in the production method of the present invention. More specifically, the step of forming a non-ion permeable resin member on the surface of the current collector and thicker than the active material layer on the outer periphery of the active material layer is as follows. That is, a first non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the positive electrode active material layer is formed on the outer surface of the positive electrode active material layer on the surface of the first current collector, and / or the second This is a step of forming a second non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the negative electrode active material layer on the surface of the current collector and on the outer periphery of the negative electrode active material layer.

非イオン透過性樹脂部材は、上記の通り、接着層のみからなってもよいが、好ましくは、基材層と、接着層と、を含む。この非イオン透過性樹脂部材を、活物質層の厚さより厚くし、集電体の表面であって、活物質層の外周に形成する。非イオン透過性樹脂部材が基材層と、接着層とを含む場合、好ましくは、前記接着層が集電体側になるように非イオン透過性樹脂部材を配置する。以下、非イオン透過性樹脂部材が、基材層上に接着層が形成されてなる形態を中心に説明するが、上記の通り、非イオン透過性樹脂部材が接着層のみからなってもよい。   As described above, the non-ion-permeable resin member may be composed of only the adhesive layer, but preferably includes a base material layer and an adhesive layer. The non-ion permeable resin member is made thicker than the active material layer, and is formed on the surface of the current collector and on the outer periphery of the active material layer. When the non-ion permeable resin member includes a base material layer and an adhesive layer, the non-ion permeable resin member is preferably arranged so that the adhesive layer is on the current collector side. Hereinafter, the non-ion permeable resin member will be described mainly with respect to the form in which the adhesive layer is formed on the base material layer. However, as described above, the non-ion permeable resin member may be composed only of the adhesive layer.

ここで、基材層は、前記正極活物質層または前記負極活物質層の厚さを保持する(接着層と電解質層との間隔を保持する)役割のみならず、非イオン透過性樹脂からなる接着層を、活物質層の外方に配置するための支持体のような役割をも担うことができる。   Here, the base material layer is made not only of the role of maintaining the thickness of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer (maintaining the distance between the adhesive layer and the electrolyte layer), but also made of a non-ion permeable resin. It can also serve as a support for disposing the adhesive layer outside the active material layer.

非イオン透過性樹脂部が、基材層と、接着層とを含む場合、基材層上全体に接着層を形成する形態のみならず、基材層上の一部に接着層を、形成する形態も含む。   When the non-ion permeable resin portion includes a base material layer and an adhesive layer, the adhesive layer is formed on a part of the base material layer as well as a form in which the adhesive layer is formed on the entire base material layer. Also includes form.

ここで「一部」とは、特に制限はないが、後述の第2工程において、正極反応部の外周縁辺を、負極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる量に十分であればよい。つまり、非イオン透過性樹脂を基材上に保持する量も、正極反応部の外周縁辺を前記負極反応部の外周縁辺と一致または内方に位置できる(つまり、正極反応部と、負極反応部との位置関係が許容される)ための量であれば、特に制限はない。非イオン透過性樹脂を浸透させる場合、接着層の厚さが、活物質層の厚さと等しくてもよい。この際、「等しい」とは「実質的に等しい」との概念を含むことはいうまでもない。また、本明細書中「同じ量」と規定した場合も同様に「実質的に」を含む。   Here, “part” is not particularly limited, but in the second step described later, it is sufficient for the amount of the outer peripheral edge of the positive electrode reaction part to be aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part. I just need it. That is, the amount of the non-ion permeable resin held on the base material can also be set so that the outer peripheral edge of the positive electrode reaction part coincides with or is inward of the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part (that is, the positive electrode reaction part and the negative electrode reaction part). There is no particular limitation as long as it is an amount for which the positional relationship is allowed. When the non-ion permeable resin is infiltrated, the thickness of the adhesive layer may be equal to the thickness of the active material layer. In this case, needless to say, “equal” includes the concept of “substantially equal”. In addition, in the present specification, when “the same amount” is defined, “substantially” is also included.

基材層と、接着層とを含む(例えば、基材層上に接着層が形成されてなる)非イオン透過性樹脂部材を、集電体の表面であって、活物質層の外周に形成する際の、具体的な位置についても制限はない。ただし、(i)〜(iii)のいずれかの工程を含むと好ましい。   A non-ion-permeable resin member that includes a base material layer and an adhesive layer (for example, an adhesive layer is formed on the base material layer) is formed on the surface of the current collector and on the outer periphery of the active material layer There is no restriction on the specific position when doing so. However, it is preferable to include any one of steps (i) to (iii).

(i)接着層と、基材層と、を、活物質層の外周縁辺に接するように配置した、非イオン透過性樹脂部材を形成する。   (I) A non-ion permeable resin member in which an adhesive layer and a base material layer are disposed so as to be in contact with the outer peripheral edge of the active material layer is formed.

(i)は、例えば、後に詳説する図4(a)、図6〜9(正極側・負極側)、図5(正極側)などで表される。第1工程においては、集電体の表面であって活物質層の外周に、活物質層の厚さより厚い非イオン透過性樹脂部材を形成する。(i)では、非イオン透過性樹脂部材を、該非イオン透過性樹脂部材を構成する接着層と、基材層とが活物質層の外周縁辺に接するように配置する。なお、図4(a)の変形例としての図4(b)で表すように、接着層が活物質層の外周縁辺に接するが、基材層上の一部(例えば、基材層上の半分の領域)に接着層を形成する形態でもよい。   (I) is represented by FIG. 4 (a), FIGS. 6-9 (positive electrode side / negative electrode side), FIG. 5 (positive electrode side), etc. which are explained in detail later, for example. In the first step, a non-ion permeable resin member that is thicker than the thickness of the active material layer is formed on the surface of the current collector and on the outer periphery of the active material layer. In (i), the non-ion permeable resin member is disposed so that the adhesive layer constituting the non-ion permeable resin member and the base material layer are in contact with the outer peripheral edge of the active material layer. As shown in FIG. 4B as a modification of FIG. 4A, the adhesive layer is in contact with the outer peripheral edge of the active material layer, but a part on the base material layer (for example, on the base material layer). A form in which an adhesive layer is formed in a half region) is also possible.

(ii)接着層を、活物質層の外周縁辺と離間して、かつ基材層を活物質層の外周縁辺に接するように配置した、非イオン透過性樹脂部材を形成する。   (Ii) A non-ion permeable resin member is formed in which the adhesive layer is spaced apart from the outer peripheral edge of the active material layer and the base material layer is disposed in contact with the outer peripheral edge of the active material layer.

(ii)は、例えば、後に詳説する図5(負極側)などで表される。上記の通り、第1工程においては、集電体の表面であって、活物質層の外周に、活物質層の厚さより厚い非イオン透過性樹脂部材を形成する。(ii)では、非イオン透過性樹脂部材を、該非イオン透過性樹脂部材を構成する接着層が活物質層の外周縁辺と離間するように、かつ、該非イオン透過性樹脂部材を構成する基材層が活物質層の外周縁辺に接するように配置する。   (Ii) is represented, for example, in FIG. 5 (negative electrode side) described in detail later. As described above, in the first step, a non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the active material layer is formed on the current collector surface and on the outer periphery of the active material layer. In (ii), the non-ion permeable resin member is formed such that the adhesive layer constituting the non-ion permeable resin member is separated from the outer peripheral edge of the active material layer, and the base material constituting the non-ion permeable resin member The layer is disposed so as to contact the outer peripheral edge of the active material layer.

(iii)接着層と、基材層と、を活物質層の外周縁辺と離間して配置した、非イオン透過性樹脂部材を形成する。   (Iii) A non-ion permeable resin member is formed in which the adhesive layer and the base material layer are disposed apart from the outer peripheral edge of the active material layer.

(iii)は、例えば、後に詳説する図10〜14(正極側・負極側)などで表される。上記の通り、第1工程においては、集電体の表面であって、活物質層の外周に、活物質層の厚さより厚い非イオン透過性樹脂部材を形成する。(iii)では、非イオン透過性樹脂部材を、該非イオン透過性樹脂部材を構成する接着層と、基材層とが活物質層の外周縁辺と離間するように配置する。   (Iii) is represented by, for example, FIGS. 10 to 14 (positive electrode side / negative electrode side) described in detail later. As described above, in the first step, a non-ion permeable resin member thicker than the thickness of the active material layer is formed on the current collector surface and on the outer periphery of the active material layer. In (iii), the non-ion permeable resin member is disposed such that the adhesive layer constituting the non-ion permeable resin member and the base material layer are separated from the outer peripheral edge of the active material layer.

上記第1工程を経ることによって単電池層が作製され、後述する第2工程における「電極反応部(正極反応部)の外周縁辺を、前記負極活物質層における電極反応部(負極反応部)の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる」準備が整うことになる。   Through the first step, a single cell layer is produced. In the second step, which will be described later, “the outer peripheral edge of the electrode reaction part (positive electrode reaction part) of the electrode reaction part (negative electrode reaction part) in the negative electrode active material layer”. You are ready to "match or inwardly align with the outer peripheral edge".

<第2工程>
本発明の製造方法においては、前記第1工程後に、第2工程を含む。第2工程は、前記単電池層を積層方向にプレスし、前記正極活物質層における電極反応部(正極反応部)の外周縁辺を、前記負極活物質層における電極反応部(負極反応部)の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる。
<Second step>
The manufacturing method of the present invention includes a second step after the first step. In the second step, the unit cell layer is pressed in the stacking direction, and the outer peripheral edge of the electrode reaction part (positive electrode reaction part) in the positive electrode active material layer is connected to the electrode reaction part (negative electrode reaction part) in the negative electrode active material layer. Align or inward with the outer peripheral edge.

[単電池層を積層方向にプレスし、正極反応部の外周縁辺を、負極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置させる]
正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わる。このようにして単電池層を作製する。
[The cell layer is pressed in the stacking direction, and the outer peripheral edge of the positive electrode reaction part is aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the negative electrode reaction part]
The positive electrode and the negative electrode are applied to each other with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator in between as necessary. In this way, a single cell layer is produced.

プレスは、従来公知の方法を適宜参照し、あるいは組み合わせて行うことができ例えば、ホットプレス機やカレンダーロールプレス機などが挙げられる。   The pressing can be performed by appropriately referring to or combining conventionally known methods, and examples thereof include a hot press machine and a calendar roll press machine.

このように単電池層を積層方向にプレスすることによって、非イオン透過性樹脂をクリープさせる。そのクリープした非イオン透過性樹脂を活物質層に浸透させ、樹脂浸透部を形成し、正極反応部・負極反応部を所望の位置関係に設定する。   In this way, the non-ion permeable resin is creeped by pressing the unit cell layer in the stacking direction. The creeped non-ion permeable resin is infiltrated into the active material layer to form a resin infiltration portion, and the positive electrode reaction portion and the negative electrode reaction portion are set in a desired positional relationship.

この所望の位置関係にせしめるためには、「正極および/または負極反応部の大きさ」や「活物質層の大きさ」を適宜調整すればよい。   In order to achieve this desired positional relationship, “the size of the positive electrode and / or the negative electrode reaction part” and “the size of the active material layer” may be appropriately adjusted.

「活物質層の大きさ」は、集電体に塗布する活物質の面積を適宜調節することで設定することができる。   The “size of the active material layer” can be set by appropriately adjusting the area of the active material applied to the current collector.

「樹脂浸透部の大きさ」は、活物質層の厚さよりも非イオン透過性樹脂部材の厚さを厚くし(非イオン透過性樹脂部材の厚さは、接着層を構成する非イオン透過性樹脂の量や基材層の厚み等を調節することにより調節できる)、プレス条件、加熱条件等を適宜調節することで設定することができる。以下に、具体例を挙げて説明する。   The “size of the resin-permeable portion” is the thickness of the non-ion permeable resin member larger than the thickness of the active material layer (the thickness of the non-ion permeable resin member is the non-ion permeable property constituting the adhesive layer). It can be set by adjusting the amount of resin, the thickness of the base material layer, etc.), the press conditions, the heating conditions, etc. as appropriate. Hereinafter, a specific example will be described.

例えば、大きな樹脂浸透部を形成したい場合には、より多くの非イオン透過性樹脂(例えば、厚みの大きな非イオン透過性樹脂)を使用して、樹脂浸透部を形成すればよい。小さな樹脂浸透部を形成したい場合には、より少ない非イオン透過性樹脂(例えば、厚みの小さな非イオン透過性樹脂)を使用して、樹脂浸透部を形成すればよい。より少ない量で大きな樹脂浸透部を形成したい場合には、有意に厚い基材層上に形成されてなる有意に少ない量の非イオン透過性樹脂で構成される接着層を含む非イオン透過性樹脂部材を、活物質層の外方に配置して単電池層を作製する。そして、それをプレスすることによって、活物質層に非イオン透過性樹脂を浸透させ、樹脂浸透部を形成すればよい。   For example, when it is desired to form a large resin-permeable portion, the resin-permeable portion may be formed using a larger amount of non-ion permeable resin (for example, a thick non-ionic permeable resin). When it is desired to form a small resin permeation portion, the resin permeation portion may be formed using a less non-ion permeable resin (for example, a non-ion permeable resin having a small thickness). When it is desired to form a large resin penetration portion with a smaller amount, a non-ion permeable resin including an adhesive layer composed of a significantly smaller amount of the non-ion permeable resin formed on a significantly thicker substrate layer A member is arrange | positioned on the outer side of an active material layer, and a single battery layer is produced. Then, by pressing it, the non-ion permeable resin may be infiltrated into the active material layer to form a resin infiltration portion.

ここで、非イオン透過性樹脂の量は、ガラス転移点(ホットプレス温度)、圧力(荷重による非イオン透過性樹脂のクリープ)にもより、一義的に決めることはできなが、例えば、以下を参考にできる。   Here, the amount of the non-ion permeable resin cannot be uniquely determined by the glass transition point (hot press temperature) and the pressure (creep of the non-ion permeable resin due to a load). Can be referred to.

すなわち、接着層が集電体側になるように非イオン透過性樹脂部材を活物質層の外周縁辺に接するように配置する場合、基材上に保持された非イオン透過性樹脂の厚さのクリープ減少を予め見積もり、基材の厚さをその分、厚くすればよい。一方、間隙を設けて(つまり、離間して)配置する場合、該間隙をクリープしてきた非イオン透過性樹脂で埋めることが望ましい。よって、活物質層の外周縁辺に接するように配置する場合と比較して、基材層上に保持された非イオン透過性樹脂の厚さを大きくすることが好ましい。このような調節も当業者であれば容易に可能である。非イオン透過性樹脂の厚みも、当業者であれば容易に本発明の特徴を逸脱しない範囲で適宜選択できる。ただ、活物質層の外周縁辺に接するように配置する場合、活物質層の厚さ比で、基材上に保持された非イオン透過性樹脂の厚さの好ましい比率は、50%〜400%、より好ましくは70%〜300%、さらに好ましくは100%〜200%である。一方、間隙を設けて配置する場合、(活物質層の厚さ+間隙の長さ)比で、基材上に保持された非イオン透過性樹脂の厚さの好ましい比率は50%〜400%、より好ましくは70%〜300%、さらに好ましくは100%〜200%である。なお、この比率は、あくまで目安に過ぎず、当業者であれば、これまでの説明を参考に樹脂浸透部の大きさを調節しうることは言うまでもない。   That is, when the non-ion permeable resin member is disposed so as to contact the outer peripheral edge of the active material layer so that the adhesive layer is on the current collector side, the creep of the thickness of the non-ion permeable resin held on the base material The decrease may be estimated in advance, and the thickness of the substrate may be increased accordingly. On the other hand, when the gap is provided (that is, separated), it is desirable to fill the gap with a non-ion permeable resin that has been creeped. Therefore, it is preferable to increase the thickness of the non-ion-permeable resin held on the base material layer as compared with the case where the active material layer is disposed so as to be in contact with the outer peripheral edge. Such adjustment can be easily performed by those skilled in the art. The thickness of the non-ion permeable resin can be appropriately selected by those skilled in the art without departing from the characteristics of the present invention. However, when it arrange | positions so that the outer peripheral edge side of an active material layer may be contact | connected, the preferable ratio of the thickness of the non-ion-permeable resin hold | maintained on the base material by the thickness ratio of an active material layer is 50%-400%. More preferably, it is 70% to 300%, and still more preferably 100% to 200%. On the other hand, when the gap is provided, the preferred ratio of the thickness of the non-ion permeable resin held on the base material is 50% to 400% in the ratio of (active material layer thickness + gap length) ratio. More preferably, it is 70% to 300%, and still more preferably 100% to 200%. It should be noted that this ratio is merely a guideline, and it goes without saying that a person skilled in the art can adjust the size of the resin infiltration portion with reference to the above description.

なお、非イオン透過性樹脂が熱硬化性樹脂であれば、プレスすることにより非イオン透過性樹脂を活物質層に浸透させ、その後に加熱をして当該非イオン透過性樹脂を硬化すればよい。一方で、非イオン透過性樹脂が熱可塑性樹脂であれば、予め加熱をして非イオン透過性樹脂を軟化させ、その後にプレスすることにより非イオン透過性樹脂を活物質層に浸透させればよい。   If the non-ion permeable resin is a thermosetting resin, the non-ion permeable resin is allowed to penetrate into the active material layer by pressing, and then heated to cure the non-ion permeable resin. . On the other hand, if the non-ion permeable resin is a thermoplastic resin, if the non-ion permeable resin is infiltrated into the active material layer by heating in advance to soften the non-ion permeable resin and then pressing it, Good.

なお、プレスまたは、必要に応じ加熱をする際は、例えば、スクレーパーや金型、樹脂型等を用いて、基材に保持された非イオン透過性樹脂が外方に流れ出さないように、堰き止めながらプレスおよび/または加熱を行えばよい。   When pressing or heating as necessary, for example, a scraper, a mold, a resin mold, etc. are used to prevent the non-ion permeable resin held on the substrate from flowing out. Pressing and / or heating may be performed while stopping.

また、プレスの工程は、正極と、負極とを電解質層を介して積層して単電池層を作製しそれを、積層方向にプレスする。この際、適宜加熱を行ってもよい。   Further, in the pressing step, a positive electrode and a negative electrode are laminated via an electrolyte layer to produce a single cell layer, which is pressed in the laminating direction. At this time, heating may be appropriately performed.

なお、電池の設計上は、前記樹脂浸透部を形成するための非イオン透過性樹脂を保持していた基材を有する非イオン透過性樹脂部材を、活物質層の厚さよりも若干厚めに設定するとよい。それは、以下の理由による。すなわち、電極を積層してプレスをする際に、電極にかかる応力は外方に向かって厳しくなる。よって、製造される電池における非イオン透過性樹脂部材が、活物質層の厚さよりも若干厚めになるように設計して電池を作製することにより、耐久性を向上させる効果がある。つまり、電池の積層で生じる応力に起因する電極の劣化を向上させることができる。なお、ここで「若干厚め」とは、例えば、以下の通りである。すなわち、製造される電池の非イオン透過性樹脂部材の厚さが、活物質層の、好ましくは1.01〜1.2倍、より好ましくは1.05〜1.1倍程度に設定する。   In the design of the battery, the non-ion permeable resin member having the base material holding the non-ion permeable resin for forming the resin infiltration portion is set slightly thicker than the thickness of the active material layer. Good. The reason is as follows. That is, when the electrodes are stacked and pressed, the stress applied to the electrodes becomes severe outward. Therefore, there is an effect of improving the durability by designing the non-ion permeable resin member in the manufactured battery to be slightly thicker than the thickness of the active material layer to produce the battery. That is, it is possible to improve the deterioration of the electrode due to the stress generated in the battery stacking. Here, “slightly thick” is, for example, as follows. That is, the thickness of the non-ion-permeable resin member of the battery to be manufactured is preferably set to about 1.01 to 1.2 times, more preferably about 1.05 to 1.1 times that of the active material layer.

かかる第2工程を経ることで、本発明の非水電解質二次電池を製造することができる。   By passing through the second step, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be manufactured.

以下、本発明に係る非水電解質二次電池を製造する方法を、図面を用いながら、さらに具体的な形態を挙げながら詳説する。ただし、以下に記載の具体的な形態に限定されず、当業者であれば従来公知の知見を適宜参照しあるいは組み合わせて変形することが可能である。   Hereinafter, a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings and more specific embodiments. However, the present invention is not limited to the specific forms described below, and those skilled in the art can make modifications by appropriately referring to or combining conventionally known knowledge.

(図4(a)について)
図4(a)Aおよび図4(a)Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図4(a)Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図4(a)Aに表される製造方法が考えられる。
(About Fig. 4 (a))
4 (a) A and 4 (a) B are cross-sectional views schematically showing a form before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4 (a) B, which is a form of “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 4 (a) A can be considered.

(1)電極を積層した場合に、積層する方向に見て、正極活物質層14の外周縁辺が、負極活物質層17の外周縁辺と一致するように、集電体(13,16)上に活物質スラリーを塗膜する。   (1) When the electrodes are stacked, on the current collector (13, 16), the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 coincides with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 when viewed in the stacking direction. The active material slurry is coated on the surface.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)と、負極基材30b(基材層)とが負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50b配置する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). An ion permeable resin member 50a is disposed. A frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) and the negative electrode base material 30b (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer). An ion permeable resin member 50b is disposed.

なお、この際、正極基材30aの厚みと、負極基材30bの厚みとが、実質的に同一であるものを用いる。   In this case, the positive electrode base material 30a and the negative electrode base material 30b having substantially the same thickness are used.

また、この際、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは同じ種類の非イオン透過性樹脂である。   At this time, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are the same type of non-ion permeable resin.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さは、負極活物質層17の厚さと実質的に同一である。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量を、第2非イオン透過性樹脂40bの量よりも多く設定する。この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aの厚さを、第2非イオン透過性樹脂40bの厚さよりも厚めに設定する。これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50b is set to be negative electrode active material layer 17. Is substantially the same as the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a is set to be larger than the amount of the second non-ion permeable resin 40b. In this embodiment, the thickness of the first non-ion permeable resin 40a is set larger than the thickness of the second non-ion permeable resin 40b. As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、必要に応じて加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated as necessary.

以上の工程を含むことにより、図4(a)Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A can be manufactured.

つまり、図4(a)Bに表される製造される非水電解質二次電池においては、正極活物質層14は、電極反応部70(正極反応部)と、非イオン透過性樹脂40を浸透させて形成される樹脂浸透部60と、からなり、負極活物質層17は、電極反応部70(負極反応部)からなる。そして、図4(a)Bに表される製造される非水電解質二次電池において、樹脂浸透部60は、正極活物質層14の面方向において、前記電極反応部70の外周に配置される。さらに、図4(a)Bに表される製造される非水電解質二次電池において、前記正極活物質層17における電極反応部70(正極反応部)の外周縁辺が、前記負極活物質層17における電極反応部70(負極反応部)の外周縁辺に対して内方に位置する。なお、下記においては、製造される非水電解質二次電池の構造がこれと同様である場合、その説明は省略する。   That is, in the manufactured non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A, the positive electrode active material layer 14 penetrates the electrode reaction part 70 (positive electrode reaction part) and the non-ion permeable resin 40. The negative electrode active material layer 17 is composed of an electrode reaction part 70 (negative electrode reaction part). In the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A, the resin infiltration portion 60 is disposed on the outer periphery of the electrode reaction portion 70 in the surface direction of the positive electrode active material layer 14. . Further, in the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A, the outer peripheral edge of the electrode reaction part 70 (positive electrode reaction part) in the positive electrode active material layer 17 is the negative electrode active material layer 17. Is located inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction part 70 (negative electrode reaction part). In the following description, when the structure of the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery is the same as this, the description thereof is omitted.

(図4(b)について)
図4(b)は、図4(a)の変形例である。
(About Fig. 4 (b))
FIG. 4B is a modification of FIG.

図4(b)のように、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。ただ、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)が、正極基材30aの全体に亘って形成されていなくともよい。   As shown in FIG. 4B, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). In this manner, the first non-ion permeable resin member 50a is disposed. However, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) may not be formed over the entire positive electrode base material 30a.

(図5について)
図5Aおよび図5Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図5Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図5Aに表される製造方法が考えられる。
(About Figure 5)
FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 5B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 5A can be considered.

(1)上記図4(a)(1)で説明したのと同様である。   (1) This is the same as described above with reference to FIGS.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とを、正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを接着層400が集電体側になるように配置する。なお、「第1非イオン透過性樹脂部材50aを接着層400が集電体側になるように」とは下記のいずれの実施形態でも同様なので、以下では省略する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). The non-ion permeable resin member 50a is disposed so that the adhesive layer 400 is on the current collector side. Note that “so that the first non-ion permeable resin member 50a is on the current collector side of the first non-ion permeable resin member 50a” is the same in any of the following embodiments, and will be omitted below.

第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)が負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺と離間して、かつ、負極基材30b(基材層)が負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50bを接着層400が集電体側になるように配置する。なお、「第2非イオン透過性樹脂部材50bを接着層400が集電体側になるように」とは下記のいずれの実施形態でも同様なので、以下では省略する。   A frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) is separated from the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer), and the negative electrode base material 30b (base material layer) is the negative electrode active material. The second non-ion-permeable resin member 50b is disposed so that the adhesive layer 400 is on the current collector side so as to contact the outer peripheral edge of the layer 17 (active material layer). Note that “so that the second non-ion permeable resin member 50b has the adhesive layer 400 on the current collector side” is the same in any of the following embodiments, and will not be described below.

なお、この際、正極基材30aの厚みと、負極基材30bの厚みとが、同一であるものを用いる。   In this case, the positive electrode base material 30a and the negative electrode base material 30b having the same thickness are used.

また、この際、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは同じ種類の非イオン透過性樹脂である。   At this time, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are the same type of non-ion permeable resin.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さも、負極活物質層17の厚さよりも厚い。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量を、第2非イオン透過性樹脂40bの量よりも多く設定する。この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aの厚さと、第2非イオン透過性樹脂40bの厚さとは、実質的に同一にするが、第1非イオン透過性樹脂40aを基材30上に保持する面積を大きく設定する。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50 a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50 b is also equal to that of the negative electrode active material layer 17. Thicker than the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a is set to be larger than the amount of the second non-ion permeable resin 40b. In this embodiment, the thickness of the first non-ion permeable resin 40a and the thickness of the second non-ion permeable resin 40b are substantially the same, but the first non-ion permeable resin 40a is formed on the substrate 30. Set the area to be held large.

これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、必要に応じて加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated as necessary.

以上の工程を含むことにより、図4(a)Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A can be manufactured.

(図6について)
図6Aおよび図6Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図6Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図6Aに表される製造方法が考えられる。
(About Figure 6)
FIG. 6A and FIG. 6B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 6B which is the “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 6A can be considered.

(1)上記図4(a)(1)で説明したのと同様である。   (1) This is the same as described above with reference to FIGS.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。また、第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)と、負極基材30b(基材層)とが負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50bを配置する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). An ion permeable resin member 50a is disposed. Further, a frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) and the negative electrode base material 30b (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer). An ion permeable resin member 50b is disposed.

なお、この際、正極基材30aの厚みと、負極基材30bの厚みとが、同一であるものを用いる。   In this case, the positive electrode base material 30a and the negative electrode base material 30b having the same thickness are used.

また、この際、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは異なる種類の非イオン透過性樹脂である。具体的には、第1非イオン透過性樹脂40aのガラス転移点が、第2非イオン透過性樹脂40bのガラス転移点よりも低いものを用いる。以下、相対的に、ガラス転移点が高いものを「高ガラス転移点」、ガラス転移点が低いものを「低ガラス転移点」とも称する。   At this time, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are different types of non-ion permeable resins. Specifically, the glass transition point of the first non-ion permeable resin 40a is lower than the glass transition point of the second non-ion permeable resin 40b. Hereinafter, those having a relatively high glass transition point are also referred to as “high glass transition points”, and those having a low glass transition point are also referred to as “low glass transition points”.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さは、負極活物質層17の厚さと実質的に同一である。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量と、第2非イオン透過性樹脂40bの量とは、実質的に同一である。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50b is set to be negative electrode active material layer 17. Is substantially the same as the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a and the amount of the second non-ion permeable resin 40b are substantially the same.

この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは異なる種類の非イオン透過性樹脂である。これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   In this embodiment, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are different types of non-ion permeable resins. As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated.

この場合、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ay(熱可塑性樹脂)が、高ガラス転移点を有する第2非イオン透過性樹脂40bx(熱可塑性樹脂)によりも先に軟化する。その結果、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ayが、正極活物質層14に浸透する。そうして、樹脂浸透部60が形成される。   In this case, the first non-ion permeable resin 40ay (thermoplastic resin) having a low glass transition point is first softened by the second non-ion permeable resin 40bx (thermoplastic resin) having a high glass transition point. As a result, the first non-ion permeable resin 40ay having a low glass transition point penetrates into the positive electrode active material layer. Thus, the resin penetration part 60 is formed.

以上の工程を含むことにより、図6Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 6B can be manufactured.

なお、電池アセンブリとして、熱負荷がかかったときに、熱物性が近い材料のほうが劣化を防ぐという観点で好ましい(同じ熱膨張率であれば機械的な劣化が少ない)。よって、両ガラス転移点の差(ΔT)は、好ましくは100℃〜200℃、より好ましくは20℃〜100℃、さらに好ましくは20℃〜50℃である。   In addition, as a battery assembly, when a thermal load is applied, a material having similar thermophysical properties is preferable from the viewpoint of preventing deterioration (the same thermal expansion coefficient causes less mechanical deterioration). Therefore, the difference (ΔT) between the two glass transition points is preferably 100 ° C. to 200 ° C., more preferably 20 ° C. to 100 ° C., and further preferably 20 ° C. to 50 ° C.

(図7について)
図7Aおよび図7Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図7Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図7Aに表される製造方法が考えられる。
(About Figure 7)
FIG. 7A and FIG. 7B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 7B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 7A can be considered.

(1)上記図4(a)(1)で説明したのと同様である。   (1) This is the same as described above with reference to FIGS.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂部材50aが、枠状の正極基材30a上に高ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40axが形成され、その内側に低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ayが形成されてなる構造を有するように作製する。そして、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ay(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)と、負極基材30b(基材層)とが負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50bを配置する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin member 50a is formed with the first non-ion permeable resin 40ax having a high glass transition point on the frame-shaped positive electrode substrate 30a, and has a low glass transition point on the inside thereof. The first non-ion permeable resin 40ay is formed so as to have a structure. The first non-ion permeable resin 40ay (adhesive layer 400) having a low glass transition point and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). In addition, the first non-ion permeable resin member 50a is disposed. A frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) and the negative electrode base material 30b (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer). An ion permeable resin member 50b is disposed.

なお、この際、正極基材30aの厚みと、負極基材30bの厚みとが、同一であるものを用いる。   In this case, the positive electrode base material 30a and the negative electrode base material 30b having the same thickness are used.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さは、負極活物質層17の厚さと実質的に同一である。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量を、第2非イオン透過性樹脂40bの量よりも多く設定する。なお、高ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40axの量と、高ガラス転移点を有する第2非イオン透過性樹脂40bxの量とを実質的に同一に設定する。この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aの厚さを、第2非イオン透過性樹脂40bの厚さよりも厚めに設定する。これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50b is set to be negative electrode active material layer 17. Is substantially the same as the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a is set to be larger than the amount of the second non-ion permeable resin 40b. The amount of the first non-ion permeable resin 40ax having a high glass transition point and the amount of the second non-ion permeable resin 40bx having a high glass transition point are set to be substantially the same. In this embodiment, the thickness of the first non-ion permeable resin 40a is set larger than the thickness of the second non-ion permeable resin 40b. As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated.

この場合、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ay(熱可塑性樹脂)が、高ガラス転移点を有する第2非イオン透過性樹脂40bx(熱可塑性樹脂)によりも先に軟化する。その結果、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ayが、正極活物質層14に浸透する。そうして、樹脂浸透部60が形成される。   In this case, the first non-ion permeable resin 40ay (thermoplastic resin) having a low glass transition point is first softened by the second non-ion permeable resin 40bx (thermoplastic resin) having a high glass transition point. As a result, the first non-ion permeable resin 40ay having a low glass transition point penetrates into the positive electrode active material layer. Thus, the resin penetration part 60 is formed.

以上の工程を含むことにより、図7Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 7B can be manufactured.

(図8について)
図8Aおよび図8Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図8Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図8Aに表される製造方法が考えられる。
(About Figure 8)
8A and 8B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 8B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 8A can be considered.

(1)上記図4(a)(1)で説明したのと同様である。   (1) This is the same as described above with reference to FIGS.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)と、負極基材30b(基材層)とが負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50b配置する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). An ion permeable resin member 50a is disposed. A frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) and the negative electrode base material 30b (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer). An ion permeable resin member 50b is disposed.

なお、この際、正極基材30aの厚みが、負極基材30bの厚みよりも、厚いものを用いる。   At this time, the positive electrode base material 30a is thicker than the negative electrode base material 30b.

また、この際、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは同じ種類の非イオン透過性樹脂である。   At this time, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are the same type of non-ion permeable resin.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さは、負極活物質層17の厚さと実質的に同一である。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量と、第2非イオン透過性樹脂40bの量とは、実質的に同量である。この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aの厚さと、第2非イオン透過性樹脂40bの厚さとが実質的に同一になるように設定する。これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50b is set to be negative electrode active material layer 17. Is substantially the same as the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a and the amount of the second non-ion permeable resin 40b are substantially the same. In this embodiment, the thickness of the first non-ion permeable resin 40a and the thickness of the second non-ion permeable resin 40b are set to be substantially the same. As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated.

この際の加熱は、第1集電体13側に付与される温度が、第2集電体16側に付与される温度よりも高くなるように設定する。   The heating at this time is set so that the temperature applied to the first current collector 13 side is higher than the temperature applied to the second current collector 16 side.

この場合、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ay(熱可塑性樹脂)が、高ガラス転移点を有する第2非イオン透過性樹脂40bx(熱可塑性樹脂)によりも先に軟化する。その結果、低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂40ayが、正極活物質層14に浸透する。そうして、樹脂浸透部60が形成される。   In this case, the first non-ion permeable resin 40ay (thermoplastic resin) having a low glass transition point is first softened by the second non-ion permeable resin 40bx (thermoplastic resin) having a high glass transition point. As a result, the first non-ion permeable resin 40ay having a low glass transition point penetrates into the positive electrode active material layer. Thus, the resin penetration part 60 is formed.

以上の工程を含むことにより、図6Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 6B can be manufactured.

(図9について)
図9Aおよび図9Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図9Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図9Aに表される製造方法が考えられる。
(About Figure 9)
FIG. 9A and FIG. 9B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 9B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 9A can be considered.

(1)電極を積層した場合に、積層する方向に見て、正極活物質層14および負極活物質層17を、正極活物質層14の外周縁辺が、負極活物質層17の外周縁辺の外方に位置するように、集電体(13,16)上に活物質スラリーを塗膜する。   (1) When the electrodes are stacked, the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 17 are arranged so that the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 is outside the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 when viewed in the stacking direction. The active material slurry is coated on the current collectors (13, 16) so as to be positioned in the direction.

(2)続いて、第1非イオン透過性樹脂40aを保持してなる枠状の正極基材30a(第1非イオン透過性樹脂部材50a)を、正極活物質層14に接するように配置する。この際、第1非イオン透過性樹脂40a(接着層400)と、正極基材30a(基材層)とが正極活物質層14(活物質層)の外周縁辺に接するように、第1非イオン透過性樹脂部材50aを配置する。第2非イオン透過性樹脂40bを保持してなる枠状の負極基材30b(第2非イオン透過性樹脂部材50b)を、負極活物質層17に接するように配置する。この際、第2非イオン透過性樹脂40b(接着層400)と、負極基材30b(基材層)とが負極活物質層17(活物質層)の外周縁辺に接するように、第2非イオン透過性樹脂部材50b配置する。   (2) Subsequently, a frame-like positive electrode substrate 30a (first non-ion permeable resin member 50a) formed by holding the first non-ion permeable resin 40a is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14. . At this time, the first non-ion permeable resin 40a (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30a (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer 14 (active material layer). An ion permeable resin member 50a is disposed. A frame-shaped negative electrode substrate 30 b (second non-ion permeable resin member 50 b) that holds the second non-ion permeable resin 40 b is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 17. At this time, the second non-ion permeable resin 40b (adhesive layer 400) and the negative electrode base material 30b (base material layer) are in contact with the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17 (active material layer). An ion permeable resin member 50b is disposed.

なお、この際、正極基材30aの厚みと、負極基材30bの厚みとが、実質的に同一であるものを用いる。   In this case, the positive electrode base material 30a and the negative electrode base material 30b having substantially the same thickness are used.

また、この際、第1非イオン透過性樹脂40aと第2非イオン透過性樹脂40bとは同じ種類の非イオン透過性樹脂である。   At this time, the first non-ion permeable resin 40a and the second non-ion permeable resin 40b are the same type of non-ion permeable resin.

そして、第1非イオン透過性樹脂部材50aの厚さは、正極活物質層14の厚さよりも有意に厚く、また、第2非イオン透過性樹脂部材50bの厚さは、負極活物質層17の厚さと実質的に同一である。この際、第1非イオン透過性樹脂40aの量を、第2非イオン透過性樹脂40bの量よりも多く設定する。この形態では、第1非イオン透過性樹脂40aの厚さを、第2非イオン透過性樹脂40bの厚さよりも厚めに設定する。これにより、正極活物質層14の外周に多くの非イオン性樹脂が浸透し、正極反応部が、負極反応部と比較して小さくなることになる。   The thickness of the first non-ion permeable resin member 50a is significantly larger than the thickness of the positive electrode active material layer 14, and the thickness of the second non-ion permeable resin member 50b is set to be negative electrode active material layer 17. Is substantially the same as the thickness. At this time, the amount of the first non-ion permeable resin 40a is set to be larger than the amount of the second non-ion permeable resin 40b. In this embodiment, the thickness of the first non-ion permeable resin 40a is set larger than the thickness of the second non-ion permeable resin 40b. As a result, a large amount of nonionic resin permeates into the outer periphery of the positive electrode active material layer 14, and the positive electrode reaction part becomes smaller than the negative electrode reaction part.

上記正極および上記負極を、電解質を正極と負極両方にあわせて塗布した後、必要に応じセパレータを間に挟んで向かい合わせて張り合わせ単電池層を作製する。   The positive electrode and the negative electrode are applied together with the electrolyte applied to both the positive electrode and the negative electrode, and then bonded to each other with a separator interposed therebetween as needed to produce a unit cell layer.

(3)前記単電池層をプレスし、必要に応じて加熱する。   (3) The single cell layer is pressed and heated as necessary.

以上の工程を含むことにより、図4(a)Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 4A can be manufactured.

以上の工程を含むことにより、図9Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、図9Bに表される製造される非水電解質二次電池においては、正極活物質層14は、電極反応部70(正極反応部)と、非イオン透過性樹脂40を浸透させて形成される樹脂浸透部60と、からなり、負極活物質層17は、電極反応部70(負極反応部)からなる。そして、図9Bに表される製造される非水電解質二次電池において、樹脂浸透部60は、正極活物質層14の面方向において、前記電極反応部70の外周に配置される。さらに、図9Bに表される製造される非水電解質二次電池において、前記正極活物質層17における電極反応部70(正極反応部)の外周縁辺が、前記負極活物質層17における電極反応部70(負極反応部)の外周縁辺に対して一致する。なお、下記においては、製造される非水電解質二次電池の構造がこれと同様である場合、その説明は省略する。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 9B can be manufactured. That is, in the manufactured non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 9B, the positive electrode active material layer 14 is formed by infiltrating the electrode reaction part 70 (positive electrode reaction part) and the non-ion permeable resin 40. The negative electrode active material layer 17 includes an electrode reaction unit 70 (negative electrode reaction unit). In the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 9B, the resin infiltration portion 60 is disposed on the outer periphery of the electrode reaction portion 70 in the surface direction of the positive electrode active material layer 14. Furthermore, in the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 9B, the outer peripheral edge of the electrode reaction part 70 (positive electrode reaction part) in the positive electrode active material layer 17 is the electrode reaction part in the negative electrode active material layer 17. It corresponds to the outer peripheral edge side of 70 (negative electrode reaction part). In the following description, when the structure of the manufactured nonaqueous electrolyte secondary battery is the same as this, the description thereof is omitted.

なお、図9は、それぞれの活物質層(14、16)の大きさが異なる場合についての形態である。このような場合、第1非イオン透過性樹脂40aの量を、第2非イオン透過性樹脂40bの量よりも多く設定する以外の方法によっても、正極反応部・負極反応部を本発明にて許容される位置関係に設定できるのはいうまでもない(例えば、図5〜8)。   FIG. 9 shows a case where the sizes of the active material layers (14, 16) are different. In such a case, the positive electrode reaction part and the negative electrode reaction part can be formed in the present invention by a method other than setting the amount of the first non-ion permeable resin 40a larger than the amount of the second non-ion permeable resin 40b. Needless to say, the allowable positional relationship can be set (for example, FIGS. 5 to 8).

(図10について)
図10Aおよび図10Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図10Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図10Aに表される製造方法が考えられる。つまりは、本実施形態は、図4(a)(図5)に相当するものであって、上記説明の、図4(a)(図5)の(2)において、非イオン透過性樹脂部材50を、活物質層の外周縁辺との間に間隙を設けて配置する以外は、図4(a)(図5)において説明した方法と同様の方法によって行うことができる。
(About Figure 10)
FIG. 10A and FIG. 10B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 10B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 10A can be considered. That is, the present embodiment corresponds to FIG. 4A (FIG. 5), and in the above description, in FIG. 4A (FIG. 5) (2), the non-ion-permeable resin member. 50 can be performed by a method similar to the method described in FIGS. 4A and 5 except that a gap is provided between the outer peripheral edge of the active material layer and the outer peripheral edge side.

より具体的には、非イオン透過性樹脂40を保持してなる枠状の基材30(非イオン透過性樹脂部材50)を、正極活物質層14と離間するように配置する。つまり、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺と離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。なお、非イオン透過性樹脂40は、第1非イオン透過性樹脂40aおよび第2非イオン透過性樹脂40bを含み、基材30は、正極基材30aおよび負極基材30bを含み、活物質層が正極活物質層14および負極活物質層17を含む概念であることは上記した通りである。   More specifically, a frame-shaped base material 30 (non-ion permeable resin member 50) that holds the non-ion permeable resin 40 is disposed so as to be separated from the positive electrode active material layer 14. That is, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). The conductive resin member 50 is disposed. The non-ion permeable resin 40 includes a first non-ion permeable resin 40a and a second non-ion permeable resin 40b, and the base material 30 includes a positive electrode base material 30a and a negative electrode base material 30b, and an active material layer Is a concept including the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 17 as described above.

以上の工程を含むことにより、図10Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、非イオン透過性樹脂部材50が、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の外周縁辺との間に間隙が設けられて位置し、前記間隙に非イオン透過性樹脂40が満たされてなる非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 10B can be manufactured. That is, the non-ion permeable resin member 50 is positioned with a gap between the positive electrode active material layer 14 and the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17, and the non-ion permeable resin 40 fills the gap. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

(図11について)
図11Aおよび図11Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図11Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図11Aに表される製造方法が考えられる。つまりは、本実施形態は、図6に相当するものであって、上記説明の、図6の(2)において、非イオン透過性樹脂部材50を、活物質層の外周縁辺との間に間隙を設けて配置する以外は、図6において説明した方法と同様の方法によって行うことができる。
(About Figure 11)
FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 11B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 11A can be considered. That is, this embodiment corresponds to FIG. 6, and in FIG. 6 (2) described above, the non-ion permeable resin member 50 is placed between the outer peripheral edge of the active material layer. 6 can be performed by a method similar to the method described in FIG.

より具体的には、非イオン透過性樹脂40を保持してなる枠状の基材30(非イオン透過性樹脂部材50)を、活物質層(14、17)と離間するように配置する。つまり、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺と離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。   More specifically, the frame-shaped base material 30 (non-ion permeable resin member 50) formed by holding the non-ion permeable resin 40 is disposed so as to be separated from the active material layers (14, 17). That is, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). The conductive resin member 50 is disposed.

以上の工程を含むことにより、図11Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、非イオン透過性樹脂部材50が、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の外周縁辺との間に間隙が設けられて位置し、前記間隙に非イオン透過性樹脂40が満たされてなる非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 11B can be manufactured. That is, the non-ion permeable resin member 50 is positioned with a gap between the positive electrode active material layer 14 and the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17, and the non-ion permeable resin 40 fills the gap. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

(図12について)
図12Aおよび図12Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図12Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図12Aに表される製造方法が考えられる。つまりは、本実施形態は、図7に相当するものであって、上記説明の、図7の(2)において、非イオン透過性樹脂部材50を、活物質層の外周縁辺との間に間隙を設けて配置する以外は、図7において説明した方法と同様の方法によって行うことができる。
(About Figure 12)
FIG. 12A and FIG. 12B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 12B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 12A can be considered. That is, this embodiment corresponds to FIG. 7, and in FIG. 7 (2) described above, the non-ion permeable resin member 50 is placed between the outer peripheral edge of the active material layer. 7 can be performed by the same method as described in FIG.

より具体的には、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、正極基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺に離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。つまり、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺と離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。   More specifically, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the positive electrode base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). In addition, the non-ion permeable resin member 50 is disposed. That is, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). The conductive resin member 50 is disposed.

以上の工程を含むことにより、図12Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、非イオン透過性樹脂部材50が、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の外周縁辺との間に間隙が設けられて位置し、前記間隙に非イオン透過性樹脂40が満たされてなる非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 12B can be manufactured. That is, the non-ion permeable resin member 50 is positioned with a gap between the positive electrode active material layer 14 and the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17, and the non-ion permeable resin 40 fills the gap. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

(図13について)
図13Aおよび図13Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図13Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図13Aに表される製造方法が考えられる。つまりは、本実施形態は、図8に相当するものであって、上記説明の、図8の(2)において、非イオン透過性樹脂部材50を、活物質層の外周縁辺との間に間隙を設けて配置する以外は、図8において説明した方法と同様の方法によって行うことができる。
(About Figure 13)
FIG. 13A and FIG. 13B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 13B which is a “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 13A can be considered. In other words, this embodiment corresponds to FIG. 8, and in FIG. 8 (2) described above, the non-ion permeable resin member 50 is spaced from the outer peripheral edge of the active material layer. The method can be performed by a method similar to the method described in FIG.

より具体的には、非イオン透過性樹脂40を保持してなる枠状の基材30(非イオン透過性樹脂部材50)を、活物質層(14、17)に離間するように配置する。つまり、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺と離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。   More specifically, the frame-shaped base material 30 (non-ion permeable resin member 50) formed by holding the non-ion permeable resin 40 is disposed so as to be separated from the active material layers (14, 17). That is, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). The conductive resin member 50 is disposed.

以上の工程を含むことにより、図13Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、非イオン透過性樹脂部材50が、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の外周縁辺との間に間隙が設けられて位置し、前記間隙に非イオン透過性樹脂40が満たされてなる非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 13B can be manufactured. That is, the non-ion permeable resin member 50 is positioned with a gap between the positive electrode active material layer 14 and the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17, and the non-ion permeable resin 40 fills the gap. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

(図14について)
図14Aおよび図14Bは、それぞれ、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。「後の形態」の形態である図14Bに表される非水電解質二次電池を製造するためには、例えば、図14Aに表される製造方法が考えられる。つまりは、本実施形態は、図9に相当するものであって、上記説明の、図9の(2)において、非イオン透過性樹脂部材50を、活物質層の外周縁辺との間に間隙を設けて配置する以外は、図9において説明した方法と同様の方法によって行うことができる。
(About Figure 14)
FIG. 14A and FIG. 14B are cross-sectional views schematically showing forms before and after manufacturing an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, respectively. In order to manufacture the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 14B which is the “later form”, for example, a manufacturing method shown in FIG. 14A can be considered. In other words, this embodiment corresponds to FIG. 9, and in FIG. 9 (2) described above, the non-ion permeable resin member 50 is spaced from the outer peripheral edge of the active material layer. 9 can be performed by a method similar to the method described in FIG.

より具体的には、非イオン透過性樹脂40を保持してなる枠状の基材30(非イオン透過性樹脂部材50)を、活物質層(14、17)に接するように配置する。つまり、非イオン透過性樹脂40(接着層400)と、基材30(基材層)とが活物質層(14、17)(活物質層)の外周縁辺と離間するように、非イオン透過性樹脂部材50を配置する。   More specifically, the frame-shaped base material 30 (non-ion permeable resin member 50) formed by holding the non-ion permeable resin 40 is disposed so as to be in contact with the active material layers (14, 17). That is, the non-ion permeable resin 40 (adhesive layer 400) and the base material 30 (base material layer) are separated from the outer peripheral edge of the active material layer (14, 17) (active material layer). The conductive resin member 50 is disposed.

以上の工程を含むことにより、図14Bに表される非水電解質二次電池を製造することができる。つまり、非イオン透過性樹脂部材50が、前記正極活物質層14および前記負極活物質層17の外周縁辺との間に間隙が設けられて位置し、前記間隙に非イオン透過性樹脂40が満たされてなる非水電解質二次電池を製造することができる。   By including the above steps, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 14B can be manufactured. That is, the non-ion permeable resin member 50 is positioned with a gap between the positive electrode active material layer 14 and the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer 17, and the non-ion permeable resin 40 fills the gap. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured.

<絶縁層>
絶縁層は、主に双極型電池の場合に用いられる。この絶縁層は、電池内で隣り合う集電体同士が接触したり、積層電極の端部の僅かな不ぞろいなどによる短絡が起こるのを防止する目的で、各電極の周囲に形成されてなるものである。本発明では、必要に応じて、電極の周囲に絶縁層を設けてもよい。これは、車両駆動用ないし補助用電源として利用するような場合には、電解液による短絡(液絡)を完全に防止する必要がある。さらに、電池への振動や衝撃が長期にわたり負荷される。そのため、電池寿命の長期化の観点からは、絶縁層を設置することがより長期間の信頼性、安全性を確保する上で望ましく、高品質の大容量電源を提供できる点で望ましいためである。
<Insulating layer>
The insulating layer is mainly used in the case of a bipolar battery. This insulating layer is formed around each electrode for the purpose of preventing adjacent collectors in the battery from contacting each other and short-circuiting due to slight unevenness at the end of the laminated electrode. It is. In this invention, you may provide an insulating layer around an electrode as needed. When this is used as a vehicle driving or auxiliary power source, it is necessary to completely prevent a short circuit (liquid junction) due to the electrolytic solution. Furthermore, vibrations and impacts on the battery are loaded for a long time. Therefore, from the viewpoint of prolonging battery life, it is desirable to install an insulating layer in order to ensure longer-term reliability and safety, and to provide a high-quality, large-capacity power supply. .

該絶縁層としては、絶縁性、固体電解質の脱落に対するシール性や外部からの水分の透湿に対するシール性(密封性)、電池動作温度下での耐熱性などを有するものであればよい。例えば、エポキシ樹脂、ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどが使用できるが、耐蝕性、耐薬品性、作り易さ(製膜性)、経済性などの観点からは、エポキシ樹脂が好ましい。   The insulating layer only needs to have insulating properties, sealing properties against falling off of the solid electrolyte, sealing properties against moisture permeation from the outside (sealing properties), heat resistance at the battery operating temperature, and the like. For example, epoxy resin, rubber, polyethylene, polypropylene, polyimide and the like can be used, but epoxy resin is preferable from the viewpoint of corrosion resistance, chemical resistance, ease of production (film forming property), economy, and the like.

図15は、本発明に用いられうる絶縁層27が形成されてなる非水電解質二次電池の断面図を模式的に表したものである。   FIG. 15 schematically shows a cross-sectional view of a nonaqueous electrolyte secondary battery in which an insulating layer 27 that can be used in the present invention is formed.

図15Aは、図4(a)〜図14で説明した非水電解質二次電池において、電極の周囲に絶縁層27を設けた形態を表す図であり、絶縁層27を固定するために、絶縁層27の表面に接着層400が設けられている。図15Bは、上記で説明した基材層30と、絶縁層27と、を一体型として用いた形態である。図15Cは、セパレータ(図示せず)に電解質15を含浸した場合において、そのセパレータに接着層400を埋め込んだ形態である。   FIG. 15A is a diagram showing a form in which an insulating layer 27 is provided around an electrode in the nonaqueous electrolyte secondary battery described in FIGS. 4A to 14. In order to fix the insulating layer 27, insulation is performed. An adhesive layer 400 is provided on the surface of the layer 27. FIG. 15B shows a form in which the base material layer 30 and the insulating layer 27 described above are used as an integrated type. FIG. 15C shows a form in which the adhesive layer 400 is embedded in the separator (not shown) when the electrolyte 15 is impregnated.

このように、絶縁層27をどのように設置するかは、様々な形態が想定され、図15に示したものに限らず、従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて適用することができる。   As described above, various forms of the insulating layer 27 are assumed and are not limited to those illustrated in FIG. 15, and can be applied by appropriately referring to known knowledge or combining them. .

<正極および負極リード>
正極および負極リードに関しては、双極型に限らず、従来公知の非双極型リチウムイオン電池で用いられるリードと同様のものを用いることができる。なお、電池外装材(電池ケース)から取り出された部分は、周辺機器や配線などに接触して漏電したりして製品(例えば、自動車部品、特に電子機器等)に影響を与えないように、耐熱絶縁性の熱収縮チューブなどにより被覆しておくのが好ましい。
<Positive electrode and negative electrode lead>
The positive electrode and the negative electrode lead are not limited to the bipolar type, and the same leads as those used in conventionally known non-bipolar lithium ion batteries can be used. In addition, the part taken out from the battery exterior material (battery case) does not affect the product (for example, automobile parts, especially electronic devices, etc.) by contacting with peripheral devices or wiring and leaking electricity. It is preferable to coat with a heat-resistant insulating heat-shrinkable tube or the like.

<電池外装材(電池ケース)>
双極型に限らず、リチウムイオン電池では、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、電池本体である電池非イオン透過性樹脂部材ないし電池巻回体全体を電池外装材ないし電池ケースに収容するのが望ましい。軽量化の観点からは、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属(合金を含む)の両面をポリプロピレンフィルム等の絶縁体(好ましく耐熱性の絶縁体)で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムなど、従来公知の電池外装材を用いるとよい。そして、その周辺部の一部または全部を熱融着にて接合することにより、電池非イオン透過性樹脂部材を収納し密封した構成とするのが好ましい。この場合、上記正極および負極リードは、上記熱融着部に挟まれて上記電池外装材の外部に露出される構造とすればよい。また熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートフィルムなどを用いることが、自動車の熱源から効率よく熱を伝え、電池内部を電池動作温度まですばやく加熱することができる点で好ましい。高分子−金属複合ラミネートフィルムとしては、特に制限されるべきものではなく、高分子フィルム間に金属フィルムを配置し全体を積層一体化してなる従来公知のものを使用することができる。具体例としては、例えば、高分子フィルムからなる外装保護層(ラミネート最外層)、金属フィルム層、高分子フィルムからなる熱融着層(ラミネート最内層)のように配置し全体を積層一体化してなるものが挙げられる。詳しくは、外装材に用いられる高分子−金属複合ラミネートフィルムは、上記金属フィルムの両面に、高分子フィルムとして、まず耐熱絶縁樹脂フィルムを形成し、少なくとも片面側の耐熱絶縁樹脂フィルム上に熱融着絶縁性フィルムが積層されたものである。かかるラミネートフィルムは、適当な方法にて熱融着させることにより、熱融着絶縁性フィルム部分が融着して接合し熱融着部が形成される。上記金属フィルムとしては、アルミニウムフィルム等が例示できる。また、非イオン透過性樹脂40フィルムとしては、ポリエチレンテトラフタレートフィルム(耐熱絶縁性フィルム)、ナイロンフィルム(耐熱絶縁性フィルム)、ポリエチレンフィルム(熱融着絶縁性フィルム)、ポリプロピレンフィルム(熱融着絶縁性フィルム)が例示できる。ただし、本発明の外装材は、これらに制限されるべきものではない。こうしたラミネートフィルムでは、超音波溶着等により熱融着絶縁性フィルムを利用して1対ないし1枚(袋状)のラミネートフィルムの熱融着による接合を、容易かつ確実に行うことができる。なお、電池の長期信頼性を最大限高めるためには、ラミネートシートの構成要素である金属フィルム同士を直接接合してもよい。金属フィルム間にある熱融着性樹脂を除去もしくは破壊して金属フィルム同士を接合するには超音波溶着を用いることができる。
<Battery exterior material (battery case)>
Lithium ion batteries are not limited to bipolar types, but in order to prevent external impact and environmental degradation during use, the battery non-ion permeable resin member that is the battery body or the entire battery wound body is not It is desirable to house it in a battery case. From the viewpoint of weight reduction, a polymer-metal composite laminate film in which both surfaces of metals (including alloys) such as aluminum, stainless steel, nickel, and copper are covered with an insulator (preferably a heat-resistant insulator) such as a polypropylene film. A conventionally known battery exterior material may be used. And it is preferable to make it the structure which accommodated and sealed the battery non-ion-permeable resin member by joining a part or all of the peripheral part by heat sealing | fusion. In this case, the positive electrode and the negative electrode lead may be structured to be sandwiched between the heat-sealed portions and exposed to the outside of the battery exterior material. In addition, it is preferable to use a polymer-metal composite laminate film having excellent thermal conductivity because heat can be efficiently transmitted from a heat source of an automobile and the inside of the battery can be quickly heated to the battery operating temperature. The polymer-metal composite laminate film is not particularly limited, and a conventionally known film in which a metal film is disposed between polymer films and the whole is laminated and integrated can be used. As specific examples, for example, an outer protective layer made of a polymer film (laminate outermost layer), a metal film layer, a heat-sealing layer made of a polymer film (laminate innermost layer), and the whole is laminated and integrated. The thing which becomes. Specifically, in the polymer-metal composite laminate film used for the exterior material, a heat-resistant insulating resin film is first formed as a polymer film on both surfaces of the metal film, and heat fusion is performed on at least one heat-resistant insulating resin film. An insulating insulating film is laminated. Such a laminate film is heat-sealed by an appropriate method, whereby the heat-welding insulating film portion is fused and joined to form a heat-sealing portion. An example of the metal film is an aluminum film. Further, as the non-ion permeable resin 40 film, a polyethylene tetraphthalate film (heat-resistant insulating film), a nylon film (heat-resistant insulating film), a polyethylene film (heat-bonding insulating film), a polypropylene film (heat-bonding insulation) For example. However, the exterior material of the present invention should not be limited to these. In such a laminate film, it is possible to easily and surely join one to one (bag-like) laminate films by heat fusion using a heat fusion insulating film by ultrasonic welding or the like. In order to maximize the long-term reliability of the battery, metal films that are constituent elements of the laminate sheet may be directly joined. Ultrasonic welding can be used to join the metal films by removing or destroying the heat-fusible resin between the metal films.

<リチウムイオン電池の外観構成>
図16は、本発明に係るリチウムイオン電池の代表的な実施形態である積層型の扁平な(非双極型の)リチウムイオン二次電池(扁平型電池)の外観を表した斜視図である。
<External configuration of lithium-ion battery>
FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of a stacked flat (non-bipolar) lithium ion secondary battery (flat battery) which is a typical embodiment of the lithium ion battery according to the present invention.

図16に示すように、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池8では、長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ81、負極タブ82が引き出されている。発電要素(電池要素)83は、リチウムイオン二次電池8の電池外装材84によって包まれる。その周囲は熱融着されており、発電要素(電池要素)83は、正極タブ81及び負極タブ82を外部に引き出した状態で密封されている。   As shown in FIG. 16, the laminated flat lithium ion secondary battery 8 has a rectangular flat shape, and a positive electrode tab 81 and a negative electrode tab 82 for taking out electric power from both sides thereof. Has been pulled out. The power generation element (battery element) 83 is wrapped by the battery exterior material 84 of the lithium ion secondary battery 8. The periphery thereof is heat-sealed, and the power generation element (battery element) 83 is sealed with the positive electrode tab 81 and the negative electrode tab 82 drawn to the outside.

なお、本発明のリチウムイオン電池は、上記の通り、図16に示すような積層型の扁平な形状のものに制限されるものではなく、巻回型のリチウムイオン電池では、円筒型形状のものであってもよい。こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよい。上記円筒型の形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶(金属缶)を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。   As described above, the lithium ion battery of the present invention is not limited to the stacked flat shape as shown in FIG. 16, and the wound lithium ion battery has a cylindrical shape. It may be. Such a cylindrical shape may be deformed into a rectangular flat shape. In the said cylindrical shape thing, a laminate film may be used for the exterior material, and the conventional cylindrical can (metal can) may be used, for example, It does not restrict | limit.

また、図16に示すタブ81、82の取り出しに関しても、特に制限されるものではなく、正極タブ81と負極タブ82とを同じ辺から引き出すようにしてもよい。正極タブ81と負極タブ82をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよいなど、図16に示すものに制限されるものではない。また、巻回型のリチウムイオン電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶(金属缶)を利用して端子を形成すればよい。   Further, the taking out of the tabs 81 and 82 shown in FIG. 16 is not particularly limited, and the positive electrode tab 81 and the negative electrode tab 82 may be pulled out from the same side. The positive electrode tab 81 and the negative electrode tab 82 may be divided into a plurality of parts and taken out from each side, and the present invention is not limited to the one shown in FIG. Further, in a wound type lithium ion battery, instead of a tab, for example, a terminal may be formed using a cylindrical can (metal can).

本発明に係るリチウムイオン二次電池の用途としては、以下が挙げられる。例えば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)や燃料電池自動車やハイブリッド燃料電池自動車などの大容量電源として、高エネルギー密度、高出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に好適に利用することができる。この場合には、本発明のリチウムイオン二次電池を複数個接続して構成した組電池とすることが望ましい。すなわち、本実施形態においては、本発明に係るリチウムイオン二次を、複数個、並列接続または直列接続または並列−直列接続または直列−並列接続の少なくとも一つを用いて組電池(車両用サブモジュール)とすることができる。これにより、種々の車両用ごとの容量・電圧の要望を基本の電池の組み合わせで対応が可能になる。その結果、必要エネルギー、出力の設計選択性を容易にすることが可能になる。そのため種々の車両用ごとに異なる電池を設計、生産する必要がなく、基本となる電池の大量生産が可能となり、量産化によるコスト削減が可能となる。以下に、当該組電池(車両用サブモジュール)の代表的な実施形態につき、図面を用いて簡単に説明する。   The following are mentioned as a use of the lithium ion secondary battery which concerns on this invention. For example, as a large-capacity power source for an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a fuel cell vehicle, a hybrid fuel cell vehicle, etc. Can be used. In this case, it is desirable that the assembled battery is constructed by connecting a plurality of lithium ion secondary batteries of the present invention. That is, in the present embodiment, a plurality of lithium ion secondary batteries according to the present invention are assembled using at least one of a parallel connection, a series connection, a parallel-series connection, or a series-parallel connection. ). This makes it possible to meet the demands for capacity and voltage for various types of vehicles by combining basic batteries. As a result, it becomes possible to facilitate the design selectivity of required energy and output. For this reason, it is not necessary to design and produce different batteries for various vehicles, and it becomes possible to mass-produce basic batteries and to reduce costs by mass production. Hereinafter, a representative embodiment of the assembled battery (vehicle submodule) will be briefly described with reference to the drawings.

本発明の組電池は、本発明のリチウムイオン電池を複数個接続して構成したものである。詳しくは少なくとも2つ以上用いて、直列化あるいは並列化あるいはその両方で構成されるものである。直列、並列化することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。なお、本発明の組電池では、本発明の非双極型リチウムイオン電池と双極型リチウムイオン電池を用いて、これらを直列に、並列に、または直列と並列とに、複数個組み合わせて、組電池を構成することもできる。   The assembled battery of the present invention is constituted by connecting a plurality of lithium ion batteries of the present invention. Specifically, at least two or more are used, and are configured by serialization, parallelization, or both. Capacitance and voltage can be freely adjusted by paralleling in series. In the assembled battery of the present invention, the non-bipolar lithium ion battery and the bipolar lithium ion battery of the present invention are used, and a plurality of these are combined in series, in parallel, or in series and in parallel. Can also be configured.

図17は、本発明に係る組電池の代表的な実施形態の外観図であって、図17Aは組電池の平面図であり、図17Bは組電池の正面図であり、図17Cは組電池の側面図である。   17 is an external view of a typical embodiment of the assembled battery according to the present invention, FIG. 17A is a plan view of the assembled battery, FIG. 17B is a front view of the assembled battery, and FIG. 17C is an assembled battery. FIG.

図17に示すように、本発明に係る組電池9は、本発明のリチウムイオン電池が複数、直列に又は並列に接続して装脱着可能な小型の組電池91を形成している。この装脱着可能な小型の組電池91をさらに複数、直列に又は並列に接続している。これにより、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池9を形成することもできる。図17Aは、組電池の平面図、図17Aは正面図、図17Cは側面図を示している。作製した装脱着可能な小型の組電池91は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、この組電池91は接続治具92を用いて複数段積層される。何個の非双極型ないし双極型のリチウムイオン電池を接続して組電池91を作製するか、また、何段の組電池91を積層して組電池9を作製するかは、搭載される車両(電気自動車)の電池容量や出力に応じて決めればよい。   As shown in FIG. 17, the assembled battery 9 according to the present invention forms a small assembled battery 91 that can be attached and detached by connecting a plurality of lithium ion batteries of the present invention in series or in parallel. A plurality of these detachable small assembled batteries 91 are further connected in series or in parallel. Thereby, the assembled battery 9 having a large capacity and a large output suitable for a vehicle driving power source and an auxiliary power source that require a high volume energy density and a high volume output density can be formed. FIG. 17A is a plan view of the assembled battery, FIG. 17A is a front view, and FIG. 17C is a side view. The small assembled batteries 91 that can be attached and detached are connected to each other using an electrical connection means such as a bus bar, and the assembled batteries 91 are stacked in multiple stages using a connection jig 92. How many non-bipolar or bipolar lithium-ion batteries are connected to produce the assembled battery 91, and how many assembled batteries 91 are stacked to produce the assembled battery 9 depends on the vehicle on which the battery is mounted. What is necessary is just to determine according to the battery capacity and output of (electric vehicle).

本発明の非水電解質二次電池を用いたリチウムイオン二次電池またはそれらを複数個組み合わせてなる組電池を、車両に用いることにより上記に記載の効果を奏する車両となる。   When the lithium ion secondary battery using the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention or a battery pack formed by combining a plurality of them is used in a vehicle, a vehicle having the effects described above is obtained.

車両としては、特に制限されないが、例えば、自動車ならばハイブリット車、燃料電池車、電気自動車(いずれも四輪車(乗用車、トラック、バスなどの商用車、軽自動車など)のほか、二輪車(バイク)や三輪車を含む)が挙げられる。また、他の車両、例えば、電車などの移動体の各種電源であっても適用は可能であるし、無停電電源装置などの載置用電源として利用することも可能である。   The vehicle is not particularly limited. For example, in the case of a car, a hybrid car, a fuel cell car, an electric car (all are four-wheeled vehicles (passenger cars, commercial vehicles such as trucks and buses, light vehicles, etc.), and two-wheeled vehicles (motorcycles). ) And tricycles). Further, it can be applied to various power sources for other vehicles such as a moving body such as a train, and can also be used as a mounting power source for an uninterruptible power supply.

図18は、本発明の組電池を搭載した車両の概念図である。   FIG. 18 is a conceptual diagram of a vehicle equipped with the assembled battery of the present invention.

図18に示したように、組電池100を電気自動車200のような車両に搭載するには、電気自動車200の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池100を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池100を用いた電気自動車200は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供しうる。さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。本発明の組電池を搭載した車両としては、図18に示すような電気自動車のほか、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などに幅広く適用できるものである。   As shown in FIG. 18, in order to mount the assembled battery 100 in a vehicle such as the electric vehicle 200, the battery pack 100 is mounted under the seat at the center of the vehicle body of the electric vehicle 200. This is because if it is installed under the seat, the interior space and the trunk room can be widened. The place where the assembled battery 100 is mounted is not limited to the position under the seat, but may be a lower part of the rear trunk room or an engine room in front of the vehicle. The electric vehicle 200 using the assembled battery 100 as described above has high durability and can provide sufficient output even when used for a long period of time. Furthermore, it is possible to provide electric vehicles and hybrid vehicles that are excellent in fuel efficiency and running performance. A vehicle equipped with the assembled battery of the present invention can be widely applied to a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle and the like in addition to an electric vehicle as shown in FIG.

以上、本発明の実施形態につき、その効果を以下に纏める。   The effects of the embodiments of the present invention are summarized as follows.

・デンドライトを有意に防止し、かつ、電池の機械的強度を向上することができる。   -A dendrite can be prevented significantly and the mechanical strength of a battery can be improved.

・充填容量を保持し、正極板の周縁部の密着強度も十分に保持し、充放電サイクル中の正極合剤の脱落等を有意に防止する。   -The filling capacity is maintained, the adhesion strength of the peripheral edge of the positive electrode plate is sufficiently maintained, and the positive electrode mixture is prevented from dropping off during the charge / discharge cycle.

・設計容量と実際の容量が同じである。   ・ The design capacity and the actual capacity are the same.

・正極活物質層と負極活物質層の大きさを、電池の設計段階で等しく作製することができる。   -The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer can be made equal in size at the battery design stage.

・正極と負極とをセパレータごしに、中央に正確に配置させる必要がなく電池作製を効率的に行なうことができる。   -It is not necessary to arrange the positive electrode and the negative electrode accurately at the center between the separators, and the battery can be efficiently manufactured.

扁平型(積層型)の非双極型リチウムイオン二次電池の断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a flat (stacked) non-bipolar lithium ion secondary battery. 双極型リチウムイオン二次電池の全体構造を模式的に表わした概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which represented typically the whole structure of the bipolar lithium ion secondary battery. 電極活物質層を投影したときの、外周縁辺を模式的に表した平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing an outer peripheral edge when an electrode active material layer is projected. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態を製造する前と後の形態を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the form before and after manufacturing one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 本発明に用いられうる絶縁層が形成されてなる非水電解質二次電池の断面図を模式的に表したものである。1 schematically illustrates a cross-sectional view of a nonaqueous electrolyte secondary battery in which an insulating layer that can be used in the present invention is formed. 本発明に係るリチウムイオン電池の代表的な実施形態である積層型の扁平な(非双極型の)リチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a stacked flat (non-bipolar) lithium ion secondary battery that is a typical embodiment of a lithium ion battery according to the present invention. 図17Aは、本発明に係る組電池の平面図であり、図17Bは、本発明に係る組電池の正面図であり、図17Cは、本発明に係る組電池の側面図である。17A is a plan view of the assembled battery according to the present invention, FIG. 17B is a front view of the assembled battery according to the present invention, and FIG. 17C is a side view of the assembled battery according to the present invention. 本発明の組電池を搭載した車両を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vehicle carrying the assembled battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

積層型電池 1、
電池外装材 12、
第1集電体 13、
正極活物質層 14、
電解質層 15、
第2集電体 16、
負極活物質層 17、
発電要素 18、
正極(端子)リード 19、
負極(端子)リード 10、
双極型電池 2、
電池要素 21、
正極活物質層 22、
負極活物質層 23、
集電体 24、
最外層集電体 24a、24b
集電板 24a’、24b’
電解質層 25、
単電池層 26、
絶縁層 27、
正極タブ 28a、
負極タブ 28b、
ラミネートシート 29、
基材 30、
非イオン透過性樹脂 40、
第1非イオン透過性樹脂 40a、
高ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂 40ax、
低ガラス転移点を有する第1非イオン透過性樹脂 40ay、
第2非イオン透過性樹脂 40b、
高ガラス転移点を有する第2非イオン透過性樹脂 40bx、
接着層 400、
非イオン透過性樹脂部材 50、
第1非イオン透過性樹脂部材 50a、
第2非イオン透過性樹脂部材 50b、
樹脂浸透部 60、
電極反応部 70、
扁平型電池 8、
正極タブ 81、
負極タブ 82、
発電要素(電池要素) 83、
組電池 9
小型の組電池 91、
接続治具 92、
組電池 100、
電気自動車 200。
Stacked battery 1,
Battery exterior material 12,
First current collector 13,
Positive electrode active material layer 14,
Electrolyte layer 15,
Second current collector 16,
Negative electrode active material layer 17,
Power generation element 18,
Positive electrode (terminal) lead 19,
Negative electrode (terminal) lead 10,
Bipolar battery 2,
Battery element 21,
Positive electrode active material layer 22,
Negative electrode active material layer 23,
Current collector 24,
Outermost layer current collector 24a, 24b
Current collector 24a ', 24b'
Electrolyte layer 25,
Unit cell layer 26,
Insulating layer 27,
Positive electrode tab 28a,
Negative electrode tab 28b,
Laminate sheet 29,
Base material 30,
Non-ion permeable resin 40,
First non-ion permeable resin 40a,
First non-ion permeable resin 40ax having a high glass transition point,
First non-ion permeable resin 40ay having a low glass transition point,
Second non-ion permeable resin 40b,
A second non-ion permeable resin 40bx having a high glass transition point,
Adhesive layer 400,
Non-ion permeable resin member 50,
First non-ion permeable resin member 50a,
Second non-ion permeable resin member 50b,
Resin penetration part 60,
Electrode reaction part 70,
Flat battery 8,
Positive electrode tab 81,
Negative electrode tab 82,
Power generation element (battery element) 83,
Battery pack 9
Small assembled battery 91,
Connecting jig 92,
Battery pack 100,
Electric vehicle 200.

Claims (4)

第一集電体の少なくとも一方の表面に形成された正極活物質層と、第二集電体の少なくとも他方の表面に形成された負極活物質層と、が電解質層を挟んで積層されてなる単電池層を複数積層されてなる発電要素を含む非水電解質二次電池であって、
前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方は、電気化学反応に有効な電極反応部と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部と、からなり、
前記樹脂浸透部は、前記正極活物質層または前記負極活物質層の面方向において、前記電極反応部の外周に配置され、
前記正極活物質層における電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致または内方に位置し、
前記正極活物質層および/または前記負極活物質層の外方に配置され、前記非イオン透過性樹脂からなる接着層を備え、
前記接着層は、前記集電体と接し、
前記接着層と前記電解質層との間に、前記正極活物質層または前記負極活物質層の厚さを保持する基材層が備えられ、
前記基材層と、前記正極活物質層および/または前記負極活物質層の外周縁辺と、の間に、前記非イオン透過性樹脂が満たされてなる、非水電解質二次電池。
A positive electrode active material layer formed on at least one surface of the first current collector and a negative electrode active material layer formed on at least the other surface of the second current collector are laminated with an electrolyte layer interposed therebetween. A non-aqueous electrolyte secondary battery including a power generation element formed by laminating a plurality of unit cell layers,
At least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer includes an electrode reaction portion effective for an electrochemical reaction and a resin infiltration portion formed by infiltrating a non-ion permeable resin,
The resin infiltration portion is disposed on the outer periphery of the electrode reaction portion in the surface direction of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer,
The outer peripheral edge of the electrode reaction part in the positive electrode active material layer is located on or inward with respect to the outer peripheral edge of the electrode reaction part in the negative electrode active material layer,
The positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer is disposed outside the adhesive layer, and includes an adhesive layer made of the non-ion permeable resin.
The adhesive layer is in contact with the current collector;
Between the adhesive layer and the electrolyte layer, a base material layer that holds the thickness of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is provided,
A non-aqueous electrolyte secondary battery in which the non-ion permeable resin is filled between the base material layer and an outer peripheral edge of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer.
前記樹脂浸透部は、正極活物質層および/または前記負極活物質層の外周縁辺から、正極活物質層および/または前記負極活物質層の厚さの1〜100倍の長さで内方に向かって形成される、請求項に記載の非水電解質二次電池。 The resin infiltrating portion extends inward from the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer to a length of 1 to 100 times the thickness of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer. It headed formed, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1. 第一集電体の少なくとも一方の表面に形成された正極活物質層と、第二集電体の少なくとも他方の表面に形成された負極活物質層と、が電解質層を挟んで積層されてなる単電池層を複数積層されてなる発電要素を含む非水電解質二次電池であって、
前記正極活物質層は、電気化学反応に有効な電極反応部と、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成される樹脂浸透部と、からなり、
前記樹脂浸透部は、前記正極活物質層の面方向において、前記電極反応部の外周に配置され、
前記電極反応部の外周縁辺が、前記負極活物質層の外周縁辺に対して一致または内方に位置し、
前記正極活物質層および/または前記負極活物質層の外方に配置され、前記非イオン透過性樹脂からなる接着層を備え、
前記接着層は、前記集電体と接し、
前記接着層と前記電解質層との間に、前記正極活物質層または前記負極活物質層の厚さを保持する基材層が備えら
前記基材層と、前記正極活物質層および/または前記負極活物質層の外周縁辺と、の間に、前記非イオン透過性樹脂が満たされてなる、非水電解質二次電池。
A positive electrode active material layer formed on at least one surface of the first current collector and a negative electrode active material layer formed on at least the other surface of the second current collector are laminated with an electrolyte layer interposed therebetween. A non-aqueous electrolyte secondary battery including a power generation element formed by laminating a plurality of unit cell layers,
The positive electrode active material layer is composed of an electrode reaction part effective for an electrochemical reaction and a resin infiltration part formed by infiltrating a non-ion permeable resin,
The resin infiltration portion is disposed on the outer periphery of the electrode reaction portion in the surface direction of the positive electrode active material layer,
The outer peripheral edge of the electrode reaction part is aligned or inward with respect to the outer peripheral edge of the negative electrode active material layer,
The positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer is disposed outside the adhesive layer, and includes an adhesive layer made of the non-ion permeable resin.
The adhesive layer is in contact with the current collector;
Between the electrolyte layer and the adhesive layer, the positive active material layer or the negative electrode active base layer for holding the thickness of the material layer is Re et al comprises
A non- aqueous electrolyte secondary battery in which the non -ion permeable resin is filled between the base material layer and an outer peripheral edge of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer .
前記樹脂浸透部は、正極活物質層の外周縁辺から、正極活物質層の厚さの1〜100倍の長さで内方に向かって形成される、請求項に記載の非水電解質二次電池。 4. The non-aqueous electrolyte 2 according to claim 3 , wherein the resin infiltration portion is formed inward from the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer to a length of 1 to 100 times the thickness of the positive electrode active material layer. Next battery.
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