JP5553170B2 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、より高い電圧でも使用が可能なリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery that can be used even at higher voltages.

リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出可能な正負の電極と、これら両電極間に介在されたセパレータとを備える。該セパレータには非水電解液が含浸されており、該電解液中のリチウムイオンが両電極間を行き来することにより充放電を行う。軽量でエネルギー密度が高いため、各種携帯機器の電源として普及している。また、車両等の大容量電源を要する分野においても利用が期待されており、さらなる高エネルギー密度化が求められている。リチウムイオン二次電池に関する技術文献として、特許文献1および2が挙げられる。   A lithium ion secondary battery includes positive and negative electrodes capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, and a separator interposed between the two electrodes. The separator is impregnated with a nonaqueous electrolytic solution, and charging and discharging are performed by lithium ions in the electrolytic solution moving between the electrodes. Because it is lightweight and has high energy density, it is widely used as a power source for various portable devices. Moreover, utilization is anticipated also in the field | area which requires large capacity | capacitance power supplies, such as a vehicle, and the higher energy density is calculated | required. Patent documents 1 and 2 are mentioned as technical literature about a lithium ion secondary battery.

特開2007−524204号公報JP 2007-524204 A 特開2010−205663号公報JP 2010-205663 A

高エネルギー密度化は、例えば、電池の高電圧化(使用時における上限電圧を高くすること)によって実現され得る。高電圧化の手段としては、例えば、正極材料として、一般的なリチウムイオン二次電池の典型的な使用態様における上限電圧よりも高い電位(例えば、正極電位が4.3V(対Li/Li)以上)まで充電される態様においても正極活物質として好適に機能し得るリチウム遷移金属化合物を使用することが検討されている。しかしながら、かかる正極活物質を用いた電池を満充電状態にすると、正極に対向する側のセパレータ表面にかかる電位が高くなり、該セパレータ表面を構成する材料(典型的にはポリオレフィン樹脂)が酸化されてセパレータが劣化する場合がある。このことによって容量の低下や直流抵抗の増加等が起こる場合があった。 The increase in energy density can be realized, for example, by increasing the voltage of the battery (increasing the upper limit voltage during use). As a means for increasing the voltage, for example, as a positive electrode material, a potential higher than the upper limit voltage in a typical usage mode of a general lithium ion secondary battery (for example, the positive electrode potential is 4.3 V (vs. Li / Li + The use of a lithium transition metal compound that can function suitably as a positive electrode active material is also being investigated in the embodiment charged to above). However, when a battery using such a positive electrode active material is fully charged, the potential applied to the separator surface on the side facing the positive electrode is increased, and the material constituting the separator surface (typically a polyolefin resin) is oxidized. The separator may deteriorate. As a result, a decrease in capacity and an increase in DC resistance may occur.

本発明は、上限電圧値の高い(例えば4.3V以上の)条件で好適に使用可能なリチウムイオン二次電池を提供することを一つの目的とする。本発明の他の目的は、かかるリチウムイオン二次電池を利用した電源装置の提供である。   An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery that can be suitably used under conditions of a high upper limit voltage value (for example, 4.3 V or more). Another object of the present invention is to provide a power supply device using such a lithium ion secondary battery.

本発明によると、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、これら電極間に配置されたセパレータと、非水溶媒と支持塩とを含む正極側電解質組成物Eと、非水溶媒と支持塩とを含む負極側電解質組成物Eと、を備えるリチウムイオン二次電池が提供される。正、負極側電解質組成物E,Eのうち、一方は溶液状をなし、他方はゲル状をなす。当該ゲル状電解質組成物(以下、電解質ゲルということもある。)は、少なくとも一部が前記正極と前記セパレータとの間に配置されている。上記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒の酸化電位(対Li/Li)は、上記負極側電解質組成物Eの酸化電位(対Li/Li)よりも高い(典型的には0.1V以上、好ましくは0.2V以上、例えば0.3V〜1.0V程度高い。)。 According to the present invention, a positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material, a separator disposed between these electrodes, a positive electrode side electrolyte composition E C including a nonaqueous solvent and a supporting salt, A lithium ion secondary battery comprising a negative electrode side electrolyte composition EA containing an aqueous solvent and a supporting salt is provided. One of the positive and negative electrode side electrolyte compositions E C and E A is in the form of a solution, and the other is in the form of a gel. The gel electrolyte composition (hereinafter sometimes referred to as electrolyte gel) is at least partially disposed between the positive electrode and the separator. The oxidation potential of the non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C (vs. Li / Li +), higher than the oxidation potential of the negative electrode side electrolyte composition E A (relative to Li / Li +) or (typically Is 0.1 V or higher, preferably 0.2 V or higher, for example, about 0.3 V to 1.0 V higher).

ここで、「正極側電解質組成物」とは「正極に接するように配置された電解質組成物」を意味し、「負極側電解質組成物」とは「負極に接するように配置された電解質組成物」を意味する。上記電解質ゲルは、正極とセパレータ(多孔質絶縁層)との間に配置されている。一態様では、正極側電解質組成物Eがゲル状をなす。かかる態様のリチウムイオン二次電池では、当該電解質ゲルEは、典型的には、正極活物質を含有する多孔質層(正極活物質層)を有する正極において、該多孔質層の少なくとも表面に付与されている(保持されている;applied)。好ましい一態様では、該正極活物質層の少なくとも一部(典型的には、少なくとも正極活物質層表面に近接する部分)にも電解質ゲルが入り込んで(浸み込んで)いる。他の一態様では、負極側電解質組成物Eがゲル状をなす。かかる態様のリチウムイオン二次電池では、当該電解質ゲルEは、多孔質セパレータ(典型的には、多孔質オレフィン樹脂シート)の正極対向面から負極活物質を含有する多孔質層(負極活物質層)を有する負極に亘って配置されている。好ましい一態様では、セパレータの微細な孔(細孔)および負極活物質層の少なくとも一部(典型的には、セパレータの正極対向面近傍の細孔および貫通孔、ならびに少なくとも負極活物質層表面に近接する部分にある細孔)にも電解質ゲルが入り込んでいる。「正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒の酸化電位(対Li/Li)は、負極側電解質組成物Eの酸化電位(対Li/Li)よりも高い」とは、電解質組成物Eに含まれる非水溶媒(二種以上の非水溶媒の混合物であり得る。)について測定される酸化電位が、電解質組成物Eに含まれる非水溶媒(二種以上の非水溶媒の混合物であり得る。)について測定される酸化電位よりも高いことを指す。ここで、酸化電位(酸化分解開始電位としても把握され得る。)とは、後述する酸化電位測定方法において、評価用セルに対し、段階的に電圧を高くしつつ定電圧充電を実施した場合に、電流値が0.1mAより大きくなったときの電位をいう。 Here, “positive electrode side electrolyte composition” means “electrolyte composition arranged so as to contact the positive electrode”, and “negative electrode side electrolyte composition” means “electrolyte composition arranged so as to contact the negative electrode” "Means. The electrolyte gel is disposed between the positive electrode and the separator (porous insulating layer). In one embodiment, the positive-side electrolyte composition E C forms a gel. The lithium ion secondary battery of this aspect, the electrolyte gel E C is typically in the positive electrode having a porous layer containing a positive electrode active material (positive electrode active material layer), at least on the surface of the porous layer Granted (held; applied). In a preferred embodiment, the electrolyte gel also enters (soaks) in at least a part of the positive electrode active material layer (typically, at least a part close to the surface of the positive electrode active material layer). In another aspect, forming the negative electrode side electrolyte composition E A gelled. The lithium ion secondary battery of this aspect, the electrolyte gel E A (typically, a porous olefin resin sheet) porous separator porous layer containing a negative electrode active material from the positive electrode surface facing (negative electrode active material Layer). In a preferred embodiment, fine pores (pores) of the separator and at least a part of the negative electrode active material layer (typically, pores and through-holes near the positive electrode facing surface of the separator, and at least the surface of the negative electrode active material layer) Electrolyte gel also enters the pores in the adjacent part. The "oxidation potential of the non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C (vs. Li / Li +), higher than the oxidation potential of the negative electrode side electrolyte composition E A (relative to Li / Li +) or" (which may be a mixture of non-aqueous solvents of two or more.) a non-aqueous solvent contained in the electrolyte composition E C oxidation potential measured for a non-aqueous solvent (of two or more contained in the electrolyte composition E a It may be a mixture of non-aqueous solvents). Here, the oxidation potential (which can also be grasped as the oxidative decomposition start potential) is a case where constant voltage charging is performed while gradually increasing the voltage for the evaluation cell in the oxidation potential measurement method described later. The potential when the current value is greater than 0.1 mA.

かかるリチウムイオン二次電池では、ゲル状の電解質組成物が正極とセパレータとの間に配置されており、この電解質ゲルによってセパレータと正極とが密接する事態が回避され得る(典型的には、セパレータと正極との間に所望の距離が確保され得る)。これにより、該電池を高電位まで充電しても、正極電位の影響によるセパレータ表面の劣化(酸化等による変質)が起こり難くなる。また、一方の電極側の電解質組成物が溶液状である一方、他方の電極側の電解質組成物はゲル状であるので、これらが混ざり合うことなく分離された状態に維持され得る。したがって、これら電解質組成物の特性(耐酸化性、耐還元性等)を別々に制御することが可能である。また、かかる電解質組成物の分離により、電解質組成物Eと負極との直接接触、および電解質組成物Eと正極との直接接触が防止され得る。したがって、例えば、耐酸化性の高い非水溶媒を用いて電解質組成物Eを形成することにより、負極における該溶媒の還元分解が実質的に回避される。また、耐還元性の高い非水溶媒を用いて電解質組成物Eを形成することにより、正極において該溶媒が酸化されて分解したり変質したりする(その結果、高抵抗被膜が形成されること等により電池性能を低下させ得る)現象が抑制され得る。これらのことから、例えば、従来の一般的なリチウムイオン二次電池より高い電圧値(例えば4.3V以上)でも好適に使用可能であり、且つ満充電状態で保存しても容量の低下や直流抵抗の上昇が少ないリチウムイオン二次電池が実現され得る。 In such a lithium ion secondary battery, the gel electrolyte composition is disposed between the positive electrode and the separator, and the situation in which the separator and the positive electrode are in close contact with each other can be avoided (typically, the separator). And a desired distance can be ensured between the positive electrode and the positive electrode). Thus, even when the battery is charged to a high potential, the separator surface is hardly deteriorated (deterioration due to oxidation or the like) due to the influence of the positive electrode potential. In addition, since the electrolyte composition on one electrode side is in a solution state, the electrolyte composition on the other electrode side is in a gel state, and therefore, they can be maintained in a separated state without being mixed. Therefore, it is possible to control the characteristics (oxidation resistance, reduction resistance, etc.) of these electrolyte compositions separately. Moreover, the separation of such electrolyte composition, direct contact with the electrolyte composition E C and the negative electrode, and direct contact with the electrolyte composition E A and the positive electrode can be prevented. Thus, for example, by forming the E C electrolyte composition with high oxidation resistance nonaqueous solvent, reductive decomposition of the solvent in the anode can be substantially avoided. Further, by forming the electrolyte composition E A with high reduction resistance nonaqueous solvent, said solvent or altered or decomposed by oxidation at the positive electrode (a result, a high-resistance film is formed The phenomenon that the battery performance can be lowered by this or the like can be suppressed. For these reasons, for example, a higher voltage value (for example, 4.3 V or more) than a conventional general lithium ion secondary battery can be suitably used, and even when stored in a fully charged state, a decrease in capacity or direct current is possible. A lithium ion secondary battery with little increase in resistance can be realized.

好ましい一態様では、上記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒は、酸化電位(対Li/Li)が4.3Vよりも高いことを特徴とする。ここで、該非水溶媒が二種以上の非水溶媒の混合物(混合溶媒)である場合、「上記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒の酸化電位(対Li/Li)が4.3Vよりも高い」とは、該非水溶媒の全体について測定される酸化電位が4.3Vよりも高いことをいう。かかる態様のリチウムイオン二次電池は、上限電圧が4.3V以上の条件で好適に使用され得る。好ましい一態様では、上記混合溶媒に含まれる各成分(非水溶媒)のそれぞれについて測定される酸化電位が、いずれも4.3Vより高い。 In one preferred embodiment, the nonaqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, the oxidation potential (vs. Li / Li +) is equal to or higher than 4.3 V. Here, when the non-aqueous solvent is a mixture of two or more kinds of non-aqueous solvents (mixed solvent), “the oxidation potential (vs. Li / Li + ) of the non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C is “Higher than 4.3V” means that the oxidation potential measured for the entire non-aqueous solvent is higher than 4.3V. The lithium ion secondary battery of this aspect can be suitably used under the condition that the upper limit voltage is 4.3 V or higher. In a preferred embodiment, the oxidation potential measured for each component (non-aqueous solvent) contained in the mixed solvent is higher than 4.3V.

他の好ましい一態様では、上記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒は、酸化電位(対Li/Li)が、当該電池の満充電状態における正極活物質の電位(後述する作動電位をいう。)(対Li/Li)よりも高いことを特徴とする。かかるリチウムイオン二次電池では、電池を満充電しても(SOC(State Of Charge)が100%の状態にしても)、上記電解質組成物Eに含まれる非水溶媒が酸化分解され難いので、正極の抵抗増加が抑制され得る。なお、「満充電する」とは、所望の容量(典型的には、電池設計で決められた定格容量)を確保するための上限電圧でSOC100%となるまで電池を充電することを指す。「満充電状態」とは、上記所望の容量を確保するための上限電圧で充電してSOC100%となった状態を指す。また、「満充電電位(対Li/Li)」とは、上記上限電圧(充放電制御システムの充電上限電位としても把握され得る。)における金属リチウム基準の正極電位を意味する。 In another preferred embodiment, a non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, the oxidation potential (vs. Li / Li +) is, to a positive electrode active material potential (described later in the fully charged state of the cell operation It is characterized by being higher than (vs. Li / Li + ). In such lithium ion secondary battery, even when fully charged the battery (even when the SOC (State Of Charge) of 100% state), the non-aqueous solvent contained in the electrolyte composition E C is hard to be oxidized and decomposed The increase in resistance of the positive electrode can be suppressed. “Fully charged” refers to charging the battery until the SOC reaches 100% at the upper limit voltage for ensuring a desired capacity (typically, the rated capacity determined by the battery design). “Fully charged state” refers to a state in which the SOC is 100% after charging at the upper limit voltage for securing the desired capacity. Further, “full charge potential (vs. Li / Li + )” means a positive electrode potential based on metallic lithium at the above upper limit voltage (which can also be grasped as the charge upper limit potential of the charge / discharge control system).

他の好ましい一態様では、上記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒のうち95体積%以上が、フッ素化されたカーボネートの少なくとも一種からなる。フッ素化されたカーボネートは、酸化電位(対Li/Li)が、対応するカーボネートよりも高い傾向にある。したがって、かかるリチウムイオン二次電池は、より高い上限電圧設定でも使用可能であり、且つ満充電状態で保存されても容量の低下や直流抵抗の上昇が少ないものであり得る。 In another preferred embodiment, more than 95% by volume of the nonaqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C consists of at least one fluorinated carbonate. Fluorinated carbonates tend to have higher oxidation potentials (vs. Li / Li + ) than the corresponding carbonates. Therefore, such a lithium ion secondary battery can be used even at a higher upper limit voltage setting, and even when stored in a fully charged state, the capacity can be reduced and the direct current resistance can be increased little.

他の好ましい一態様では、上記セパレータがポリプロピレンを含む。かかる態様のリチウムイオン二次電池では、該セパレータの少なくとも正極対向面が実質的にポリプロピレンからなることが好適である。ポリプロピレンは耐酸化性が高いので、より高い電位でも酸化されにくいという利点がある。   In another preferred embodiment, the separator includes polypropylene. In the lithium ion secondary battery of this aspect, it is preferable that at least the positive electrode facing surface of the separator is substantially made of polypropylene. Since polypropylene has high oxidation resistance, there is an advantage that it is difficult to be oxidized even at a higher potential.

ここに開示される技術の他の側面として、ここに開示されるリチウムイオン二次電池と、この電池に電気的に接続され、該電池の少なくとも上限電圧値を規定する制御回路と、を備える電源装置が提供される。ここで、上記上限電圧値は4.3V以上に設定されている。かかる電源装置は、その比較的高く設定された上限電圧値においても上記リチウムイオン二次電池の容量低下が少ないものであり得る。   As another aspect of the technology disclosed herein, a power supply comprising the lithium ion secondary battery disclosed herein and a control circuit electrically connected to the battery and defining at least an upper limit voltage value of the battery An apparatus is provided. Here, the upper limit voltage value is set to 4.3 V or higher. Such a power supply device can be one in which the capacity reduction of the lithium ion secondary battery is small even at the relatively high upper limit voltage value.

上述のとおり、ここに開示されるリチウムイオン二次電池は、従来の一般的なリチウムイオン二次電池より高い上限電圧値の条件でも好適に使用可能であり、例えば満充電状態で保存しても容量の低下や直流抵抗の上昇が少ないので、車両において使用される電源として好適である。したがって、本発明によると、ここに開示されるいずれかのリチウムイオン二次電池を備えた車両が提供される。特に、かかるリチウムイオン二次電池を動力源(典型的には、ハイブリッド車両または電気車両の動力源)として備える車両(例えば自動車)が好ましい。   As described above, the lithium ion secondary battery disclosed herein can be suitably used even under conditions of an upper limit voltage value higher than that of a conventional general lithium ion secondary battery, for example, even when stored in a fully charged state. Since there is little decrease in capacity and increase in DC resistance, it is suitable as a power source used in vehicles. Therefore, according to this invention, the vehicle provided with one of the lithium ion secondary batteries disclosed here is provided. In particular, a vehicle (for example, an automobile) including such a lithium ion secondary battery as a power source (typically, a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle) is preferable.

一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external shape of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment. 図1におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 本発明のリチウムイオン二次電池を備えた車両(自動車)を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the vehicle (automobile) provided with the lithium ion secondary battery of this invention. 本発明の一実施態様に係るリチウムイオン二次電池の構成概念を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural concept of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の他の一実施態様に係るリチウムイオン二次電池の構成概念を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural concept of the lithium ion secondary battery which concerns on another one embodiment of this invention. 例1〜4で使用したセパレータにつき、使用前の正極対向面に対して測定したFT−IRチャートである。It is a FT-IR chart measured about the separator used in Examples 1-4 with respect to the positive electrode counter surface before use. 例1に係るセパレータにつき、サイクル試験後の正極対向面に対して測定したFT−IRチャートである。5 is an FT-IR chart measured for the separator according to Example 1 with respect to the positive electrode facing surface after the cycle test. 例2に係るセパレータにつき、サイクル試験後の正極対向面に対して測定したFT−IRチャートである。It is a FT-IR chart which measured about the separator concerning Example 2 to the cathode opposed side after a cycle test. 例3に係るセパレータにつき、サイクル試験後の正極対向面に対して測定したFT−IRチャートである。5 is an FT-IR chart measured for the separator according to Example 3 with respect to the positive electrode facing surface after the cycle test. 例4に係るセパレータにつき、サイクル試験後の正極対向面に対して測定したFT−IRチャートである。It is a FT-IR chart measured about the separator concerning Example 4 with respect to the cathode opposing surface after a cycle test. 一実施形態に係るリチウムイオン二次電池を含む電源システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the power supply system containing the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. In the following drawings, members / parts having the same action are described with the same reference numerals, and redundant descriptions may be omitted or simplified. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.

図4、5に示されるように、本発明の実施態様に係るリチウムイオン二次電池600,700は、容器510内に、正極集電体532上に正極活物質層534を有する正極530と、負極集電体542上に負極活物質層544を有する負極540と、これら両極間に配置されたセパレータ(溶液状の電解質組成物が透過可能な絶縁層)550と、電解液586と、電解質ゲル層587とを備える。正極活物質層534は正極活物質534Aを主成分とする層であり、負極活物質層544は負極活物質544Aを主成分とする層である。   4 and 5, lithium ion secondary batteries 600 and 700 according to an embodiment of the present invention include a positive electrode 530 having a positive electrode active material layer 534 on a positive electrode current collector 532 in a container 510, and A negative electrode 540 having a negative electrode active material layer 544 on a negative electrode current collector 542, a separator (an insulating layer through which a solution-like electrolyte composition can permeate) 550 disposed between both electrodes, an electrolytic solution 586, and an electrolyte gel Layer 587. The positive electrode active material layer 534 is a layer mainly containing the positive electrode active material 534A, and the negative electrode active material layer 544 is a layer mainly containing the negative electrode active material 544A.

図4は、正極側に電解質ゲル層587が、負極側に電解液586が配置された構成のリチウムイオン二次電池600を模式的に表している。すなわち、電解質ゲル587(電解質組成物Eに対応する。)は正極活物質層534を被覆しており、これによって正極活物質層534とセパレータ550(ひいては負極活物質層544)とが少なくとも電解質ゲル587を挟んで隔離された構成となっている。一方、電解液586(電解質組成物Eに対応する。)は、セパレータ550に含浸されて配置されており、これにより負極活物質層544には接するが正極活物質層534には直に接しないように該電池600内に含まれている。 FIG. 4 schematically shows a lithium ion secondary battery 600 having a configuration in which an electrolyte gel layer 587 is disposed on the positive electrode side and an electrolyte solution 586 is disposed on the negative electrode side. In other words, electrolyte gel 587 (corresponding to the electrolyte composition E C.) Are coated with a cathode active material layer 534, whereby the positive electrode active material layer 534 and the separator 550 (and thus the anode active material layer 544) and at least an electrolyte The gel 587 is isolated. On the other hand, (corresponding to the electrolyte composition E A.) The electrolyte solution 586 is disposed is impregnated in the separator 550, thereby directly contact the but positive electrode active material layer 534 in contact with the anode active material layer 544 It is included in the battery 600 so that it does not.

図5は、負極側に電解質ゲル587が、正極側に電解液586が配置された構成のリチウムイオン二次電池700を模式的に表している。ここでは、電解質ゲル587(電解質組成物Eに対応する。)はセパレータ550の正極対向面550Aを被覆しており、これによって正極活物質層534とセパレータ550とが少なくとも電解質ゲル587を挟んで隔離された構成となっている。また、電解液586(電解質組成物Eに対応する。)は、正極活物質層534には接するが、負極活物質層544には直に接しないように該電池700内に含まれている。正極活物質層534には電解液586が含浸されており、さらには正極活物質層534と電解質ゲル層587との間に電解液586が液膜として存在し得るので、電解質ゲル587も正極活物質層534に直接接触しにくくなっている。好ましい一態様では、電解質ゲル587は、セパレータ550の正極対向面550Aからセパレータ550内部の少なくとも一部の細孔および負極対向面550Bにまで浸透し、負極活物質層544と直接接触するように形成されている。より好ましくは、電解質ゲル587がさらに負極活物質層544の少なくとも表面近傍の細孔にまで入り込んでいる。 FIG. 5 schematically shows a lithium ion secondary battery 700 having a configuration in which an electrolyte gel 587 is disposed on the negative electrode side and an electrolyte solution 586 is disposed on the positive electrode side. Here, electrolyte gel 587 (corresponding to the electrolyte composition E A.) Is coated with a positive electrode opposing surface 550A of separator 550, whereby a positive electrode active material layer 534 and the separator 550 interposed therebetween at least electrolyte gel 587 It has an isolated configuration. Further, (corresponding to the electrolyte composition E C.) The electrolyte solution 586 is in contact with the positive electrode active material layer 534, are included in the battery 700 to prevent direct contact to the anode active material layer 544 . Since the positive electrode active material layer 534 is impregnated with the electrolytic solution 586, and the electrolytic solution 586 can exist as a liquid film between the positive electrode active material layer 534 and the electrolyte gel layer 587, the electrolyte gel 587 also has the positive electrode active material layer 534. It is difficult to directly contact the material layer 534. In a preferred embodiment, the electrolyte gel 587 penetrates from the positive electrode facing surface 550A of the separator 550 to at least some of the pores inside the separator 550 and the negative electrode facing surface 550B, and is formed so as to be in direct contact with the negative electrode active material layer 544. Has been. More preferably, the electrolyte gel 587 further enters at least the pores near the surface of the negative electrode active material layer 544.

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の正極は、例えば、SOC0%〜100%のうち少なくとも一部範囲における作動電位(対Li/Li)が一般的なリチウムイオン二次電池(作動電位の上限が4.1V程度)よりも高い正極活物質を含む。例えば、作動電位(対Li/Li)が4.3Vよりも高いSOC範囲を有する正極活物質(換言すれば、SOC0%〜100%における作動電位の最高値が4.3Vよりも高い正極活物質)を好ましく使用することができる。好ましく使用され得る正極活物質としては、LiNiMn2−P(0.2≦P≦0.6;例えば、LiNi0.5Mn1.5),LiNiPO,LiCoPO,LiMnO等が例示される。 The positive electrode of the lithium ion secondary battery disclosed here is, for example, a lithium ion secondary battery having a general operating potential (vs. Li / Li + ) in at least a part of SOC 0% to 100% (operating potential). A positive electrode active material whose upper limit is higher than about 4.1 V). For example, a positive electrode active material having an SOC range in which the operating potential (vs. Li / Li + ) is higher than 4.3V (in other words, the positive electrode active material having the highest operating potential at SOC 0% to 100% higher than 4.3V). Substance) can be preferably used. Examples of the positive electrode active material that can be preferably used include LiNi P Mn 2 -P O 4 (0.2 ≦ P ≦ 0.6; for example, LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 ), LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 2 MnO 3 etc. are illustrated.

ここで、作動電位としては、以下のようにして測定される値を採用するものとする。すなわち、測定対象たる正極活物質を含む正極と、対極としての金属リチウムと、参照極としての金属リチウムと、EC:DMC=30:70(体積基準)の混合溶媒中に濃度1MのLiPFを含む電解液とを用いて三極セルを構築する。このセルの理論容量に基づき、SOC0%からSOC100%まで、5%刻みで調整する(例えば、定電流充電により調整する。)。このとき、各SOC値において、上記セルを1時間放置した後、正極電位(対Li/Li)を測定し、上記正極活物質の該SOC値における作動電位とする。 Here, as the operating potential, a value measured as follows is adopted. That is, a positive electrode containing a positive electrode active material to be measured, metallic lithium as a counter electrode, metallic lithium as a reference electrode, and LiPF 6 having a concentration of 1 M in a mixed solvent of EC: DMC = 30: 70 (volume basis). A triode cell is constructed using the electrolyte solution. Based on the theoretical capacity of the cell, the SOC is adjusted in increments of 5% from 0% SOC to 100% SOC (for example, adjustment is performed by constant current charging). At this time, after each cell is allowed to stand for 1 hour at each SOC value, the positive electrode potential (vs. Li / Li + ) is measured to obtain the operating potential at the SOC value of the positive electrode active material.

なお、通常、SOC0%〜100%の間で正極活物質の作動電位が最も高くなるのはSOC100%を含む範囲であるため、SOC100%(すなわち満充電状態)における作動電位が4.3Vよりも高い正極活物質を、作動電位が4.3Vよりも高いSOC範囲を有する正極活物質として把握することができる。満充電状態における正極活物質の作動電位(対Li/Li)(以下、「正極活物質の満充電電位」と表記することもある。)は、4.4Vより高いことがより好ましく、4.5Vより高いことがさらに好ましい。ここに開示される技術は、典型的には、正極活物質の満充電電位(対Li/Li)が7.0V以下(例えば5.0V以下)であるリチウムイオン二次電池に好ましく適用される。 Normally, the operating potential of the positive electrode active material is highest in a range including SOC 100% between SOC 0% and 100%, so that the operating potential at SOC 100% (that is, fully charged state) is higher than 4.3V. A high positive electrode active material can be grasped as a positive electrode active material having an SOC range in which the operating potential is higher than 4.3V. The operating potential of the positive electrode active material in a fully charged state (vs. Li / Li + ) (hereinafter sometimes referred to as “the full charge potential of the positive electrode active material”) is more preferably higher than 4.4V. More preferably, it is higher than 5V. The technology disclosed herein is typically preferably applied to a lithium ion secondary battery in which the positive electrode active material has a full charge potential (vs. Li / Li + ) of 7.0 V or less (for example, 5.0 V or less). The

正極に付与された態様の電解質ゲルは、例えば、正極用非水溶媒(有機溶媒)中に支持塩を含む非水電解液に、ポリマー前駆体、重合開始剤等を加えた前駆体溶液を、所望の正極活物質層に付与した後、適当な条件下に保持してゲル化させる(例えば、重合反応を進行させる)ことで形成することができる。典型的には、上記前駆体溶液を該正極活物質層に十分に含浸させ、所望の電解質ゲル量に応じて余剰分の該前駆体溶液を該活物質層から適宜除去した後、適当な条件下(温度等)において重合反応に供する。   The electrolyte gel of the aspect provided to the positive electrode includes, for example, a precursor solution obtained by adding a polymer precursor, a polymerization initiator, and the like to a nonaqueous electrolytic solution containing a supporting salt in a nonaqueous solvent (organic solvent) for the positive electrode. After imparting to a desired positive electrode active material layer, it can be formed by maintaining and gelling under appropriate conditions (for example, by allowing the polymerization reaction to proceed). Typically, the positive electrode active material layer is sufficiently impregnated with the precursor solution, and an excessive amount of the precursor solution is appropriately removed from the active material layer in accordance with a desired amount of the electrolyte gel. It is subjected to the polymerization reaction under the temperature (temperature etc.)

セパレータの正極対向面に付与された態様の電解質ゲルは、例えば、該セパレータの表面(すなわち、正極対向面)に、負極用非水溶媒(有機溶媒)中に支持塩を含む非水電解液を用いて同様に調製した前駆体溶液を付与した後、適当な条件下でゲル化に供することにより形成することができる。典型的には、該セパレータを、その正極対向面を上(外側)にして負極に重ね合わせた上で、上記前駆体溶液を付与し、該前駆体溶液をセパレータの細孔内、さらには負極活物質層にも十分に含浸させ、所望の電解質ゲル量に応じて余剰分の該前駆体溶液を該セパレータ表面から適宜除去した後、適当な条件下(温度等)において重合反応に供する。これにより、上述のような該前駆体溶液電解質ゲルがセパレータ内部さらには負極活物質層の少なくとも表面にまで入り込んだ態様の電池が実現され得る。かかる態様の電池は、電解質ゲルの負極側電解質組成物としての機能が十分に発揮され、負極における導電効率の低下が抑制されたものであり得る。   The electrolyte gel of the aspect provided to the positive electrode opposing surface of the separator has, for example, a nonaqueous electrolytic solution containing a supporting salt in the negative electrode nonaqueous solvent (organic solvent) on the surface of the separator (that is, the positive electrode opposing surface). It can be formed by applying a precursor solution prepared in the same manner and then subjecting it to gelation under appropriate conditions. Typically, the separator is overlaid on the negative electrode with the positive electrode facing side facing up (outside), and the precursor solution is applied, and the precursor solution is applied to the pores of the separator, and further to the negative electrode. The active material layer is sufficiently impregnated, and an excessive amount of the precursor solution is appropriately removed from the separator surface according to the desired amount of electrolyte gel, and then subjected to a polymerization reaction under appropriate conditions (temperature, etc.). Thereby, the battery of the aspect in which this precursor solution electrolyte gel as described above entered at least the surface of the inside of the separator and the negative electrode active material layer can be realized. The battery of this aspect can be one in which the function of the electrolyte gel as the negative electrode side electrolyte composition is sufficiently exhibited, and the decrease in the conductive efficiency in the negative electrode is suppressed.

いずれの態様においても、ゲル化する際の重合温度は適宜選択すればよく、例えば、80〜140℃程度とすることができる。重合時間についても、適宜選択すればよく、例えば、5分〜3時間程度とすることができる。なお、ここでいう「重合反応」は、上記前駆体溶液のゲル化(硬化)に寄与し得るものであればよく、例えば架橋反応、縮合反応等であり得る。上記前駆体溶液の付与は、例えば、減圧下または真空下で行ってもよい。上記前駆体溶液の余剰分の除去は、含浸処理後の溶液付与面に適宜の圧力(例えば、0.01MPa〜0.1MPa程度)を加えながら該余剰分の溶液を押し出すようにして実施することができる。   In any embodiment, the polymerization temperature at the time of gelation may be appropriately selected, and may be, for example, about 80 to 140 ° C. The polymerization time may be appropriately selected and can be set to, for example, about 5 minutes to 3 hours. The “polymerization reaction” herein may be any one that can contribute to the gelation (curing) of the precursor solution, and may be, for example, a crosslinking reaction, a condensation reaction, or the like. The application of the precursor solution may be performed, for example, under reduced pressure or under vacuum. The excess of the precursor solution is removed by extruding the excess solution while applying an appropriate pressure (for example, about 0.01 MPa to 0.1 MPa) to the solution application surface after the impregnation treatment. Can do.

上記電解質ゲル層の厚み(上記正極活物質層表面に積層された部分の厚み(正極活物質層表面から電解質ゲル層表面までの距離);あるいは上記セパレータ正極対向面に積層された部分の厚み(セパレータの正極側表面から電解質ゲル層表面までの距離)は特に制限されない。リチウムイオンの移動距離を短くして出力効率(Li伝導率)を高める観点;電池の軽量化および薄型化の観点からは、上記積層部の厚みは大きすぎない方が好ましい。これらのバランスを考慮して、上記厚みを例えば10μm〜100μm程度とすることができる。 The thickness of the electrolyte gel layer (the thickness of the portion laminated on the surface of the positive electrode active material layer (distance from the surface of the positive electrode active material layer to the surface of the electrolyte gel layer); or the thickness of the portion laminated on the surface facing the separator positive electrode ( The distance from the positive electrode surface of the separator to the surface of the electrolyte gel layer is not particularly limited, from the viewpoint of increasing the output efficiency (Li + conductivity) by shortening the lithium ion movement distance; In consideration of these balances, the thickness can be set to about 10 μm to 100 μm, for example.

上記ポリマー前駆体としては、ゲル化後の特性(電気化学的安定性、熱安定性等)が所望の電池構成および使用条件に適応した材料(モノマーまたはオリゴマーであり得る。)を、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。上記ポリマー前駆体は、多官能性あるいは単官能性であり得る。通常は、2個または3個以上の重合性(架橋性)官能基を有するポリマー前駆体(多官能性ポリマー前駆体)が好ましく使用される。好ましいポリマー前駆体として、ポリエチレンオキサイド(PEO),ポリプロピレンオキサイド(PPO),ポリアクリロニトリル(PAN),ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等が例示される。典型的には、熱重合性(熱架橋性)の官能基を有するポリマー前駆体が使用される。ここに開示される技術において好ましく用いられるポリマー前駆体の具体例としては、例えば、第一工業製薬株式会社製の品番「TA140」やその類似品を挙げることができる。上記ポリマー前駆体の使用量は、所望のゲル化度等に応じて適宜選択すればよく、例えば、上記前駆体溶液の10〜17質量%程度とすることができる。   As the polymer precursor, only one kind of material (which may be a monomer or an oligomer) whose characteristics (electrochemical stability, thermal stability, etc.) after gelation are suitable for the desired battery configuration and use conditions is used. It can be used alone or in combination of two or more. The polymer precursor can be multifunctional or monofunctional. Usually, a polymer precursor (polyfunctional polymer precursor) having two or three or more polymerizable (crosslinkable) functional groups is preferably used. Examples of preferred polymer precursors include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyacrylonitrile (PAN), and polyvinylidene fluoride (PVDF). Typically, a polymer precursor having a thermally polymerizable (thermally crosslinkable) functional group is used. Specific examples of the polymer precursor preferably used in the technology disclosed herein include, for example, product number “TA140” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. and similar products. What is necessary is just to select the usage-amount of the said polymer precursor suitably according to the desired degree of gelation etc., for example, can be about 10-17 mass% of the said precursor solution.

上記重合開始剤は、使用するポリマー前駆体の種類に応じて適宜選択して用いることができる。典型的には熱重合開始剤が使用される。熱重合開始剤としては、アゾ系、過酸化物系等の、従来公知の各種開始剤を用いることができる。好ましい重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル(BPO)等が例示される。上記重合開始剤の使用量は適宜選択すればよく、例えば、上記ポリマー前駆体に対して、0.1〜3質量%程度とすることができる。   The said polymerization initiator can be suitably selected and used according to the kind of polymer precursor to be used. Typically, a thermal polymerization initiator is used. As the thermal polymerization initiator, various conventionally known initiators such as azo type and peroxide type can be used. Preferred polymerization initiators include azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO) and the like. What is necessary is just to select the usage-amount of the said polymerization initiator suitably, for example, it can be set as about 0.1-3 mass% with respect to the said polymer precursor.

正極用非水溶媒(正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒)としては、酸化電位(対Li/Li)が使用する正極活物質の満充電電位(対Li/Li)より高い有機溶媒を適宜選択して使用することが好ましい。好ましくは、酸化電位(対Li/Li)が正極活物質の満充電電位(対Li/Li)より0.1V以上(例えば0.2V以上であり、0.3V以上であってもよく、0.5V以上であってもよい。)高い有機溶媒が使用され得る。かかる有機溶媒は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。かかる構成のリチウムイオン二次電池は、正極活物質に接している電解質組成物Q中の有機溶媒の酸化電位(対Li/Li)が、該電池のSOCが100%の状態における正極電位よりも高いものであり得る。したがって、正極における該溶媒の酸化分解が、より高度に抑制され得る。電解質組成物Eに含まれる非水溶媒の全量のうち、使用する正極活物質の満充電電位よりも酸化電位の高い有機溶媒の占める量が、50体積%を超える量であることが好ましく、より好ましくは75体積%以上、さらに好ましくは90体積%以上(例えば95体積%以上)であり、実質的に全部(例えば98体積%以上、典型的には100体積%)であってもよい。 The positive electrode non-aqueous solvent (non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C), the oxidation potential (vs. Li / Li +) is fully charged potential of the positive electrode active material to be used (relative to Li / Li +) It is preferable to use a high organic solvent as appropriate. Preferably, the oxidation potential (vs. Li / Li + ) is 0.1 V or higher (eg, 0.2 V or higher, 0.3 V or higher) than the full charge potential (vs. Li / Li + ) of the positive electrode active material. 0.5V or higher.) High organic solvents can be used. Such organic solvents can be used alone or in combination of two or more. In the lithium ion secondary battery having such a configuration, the oxidation potential (vs. Li / Li + ) of the organic solvent in the electrolyte composition Q in contact with the positive electrode active material is higher than the positive electrode potential when the SOC of the battery is 100%. Can also be expensive. Therefore, the oxidative decomposition of the solvent at the positive electrode can be suppressed to a higher degree. Of the total amount of the nonaqueous solvent contained in the electrolyte composition E C, the amount occupied by the organic solvent having high oxidation potential than full charge potential of the positive electrode active material to be used is preferably from an amount of more than 50% by volume, More preferably, it is 75 volume% or more, More preferably, it is 90 volume% or more (for example, 95 volume% or more), and substantially all (for example, 98 volume% or more, typically 100 volume%) may be sufficient.

正極用非水溶媒として、典型的には、フッ素化された有機溶媒を使用する。好ましいフッ素化有機溶媒としては、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、トリフルオロジメチルカーボネート(TFDMC)、ジフルオロジメチルカーボネート(メチルジフルオロメチルカーボネート、ジ(フルオロメチル)カーボネート)、フッ素化エステル、フッ素化エーテル等のフッ化カーボネート類(環状、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。)が例示される。上記電解質組成物Qに含まれる非水溶媒のうち、典型的には50体積%以上、例えば75体積%以上(より好ましくは95体積%以上、さらに好ましくは99体積%以上)が、上記フッ化カーボネート類のうち少なくとも一種であることが好ましい。上記非水溶媒の実質的に全てが、一種または二種以上のフッ化カーボネートであってもよい。   As the non-aqueous solvent for the positive electrode, a fluorinated organic solvent is typically used. Preferred fluorinated organic solvents include fluoroethylene carbonate (FEC), trifluorodimethyl carbonate (TFDMC), difluorodimethyl carbonate (methyl difluoromethyl carbonate, di (fluoromethyl) carbonate), fluorinated esters, fluorinated ethers and the like. Examples thereof include carbonates (which may be cyclic, linear, or branched). Of the non-aqueous solvent contained in the electrolyte composition Q, typically 50% by volume or more, for example, 75% by volume or more (more preferably 95% by volume or more, more preferably 99% by volume or more) It is preferable that it is at least one of carbonates. Substantially all of the non-aqueous solvent may be one or more fluorinated carbonates.

なお、非水溶媒の酸化電位(対Li/Li)としては、以下の方法に従って測定された値を採用するものとする。
LiFePOを用いて作用極を作製する。詳しくは、LiFePOと、アセチレンブラック(導電材)と、PVDF(結着剤)とを、これらの質量比が85:5:10となるように混合し、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリー状の組成物を調製する。これをアルミニウム箔状に塗付し、乾燥後にロールプレスして作用極(正極)シートを作製する。上記作用極と、対極としての金属リチウムと、作用極としての金属リチウムと、測定対象たる電解液とを用いて三極セルを構築する。この三極セルに対し、該作用極から完全にLiを脱離させる処理を行う。具体的には、温度25℃において、該作用極の理論容量から予測した電池容量(Ah)の1/5の電流値で4.2Vまで定電流充電を行い、4.2Vにおいて電流値が初期電流値(すなわち、電池容量の1/5の電流値)の1/50となるまで定電圧充電を行う。次いで、測定対象電解液の酸化電位が含まれると予測される電圧範囲(典型的には4.2Vよりも高い電圧範囲)において、任意の電圧で定電圧充電を所定時間(例えば、10時間程度)行い、その際の電流値を測定する。より具体的には、上記電圧範囲のなかで電圧を段階的に(例えば、0.2Vステップで)高くし、各段階において定電圧充電を所定時間(例えば、10時間程度)行い、その際の電流値を測定する。定電圧充電時の電流値が0.1mAより大きくなったときの電位を、上記電解液の酸化電位とする。
In addition, the value measured according to the following method shall be employ | adopted as an oxidation potential (vs. Li / Li <+> ) of a nonaqueous solvent.
A working electrode is prepared using LiFePO 4 . Specifically, LiFePO 4 , acetylene black (conductive material), and PVDF (binder) are mixed so that the mass ratio thereof is 85: 5: 10, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP To prepare a slurry-like composition. This is applied in the form of an aluminum foil, and dried and roll-pressed to produce a working electrode (positive electrode) sheet. A three-electrode cell is constructed using the working electrode, metallic lithium as a counter electrode, metallic lithium as a working electrode, and an electrolytic solution to be measured. The triode cell is treated to completely desorb Li from the working electrode. Specifically, at a temperature of 25 ° C., constant current charging is performed up to 4.2 V at a current value that is 1/5 of the battery capacity (Ah) predicted from the theoretical capacity of the working electrode, and the current value is initial at 4.2 V. The constant voltage charging is performed until the current value becomes 1/50 of the current value (that is, the current value that is 1/5 of the battery capacity). Next, constant voltage charging is performed for a predetermined time (for example, about 10 hours) at an arbitrary voltage in a voltage range (typically a voltage range higher than 4.2 V) predicted to include the oxidation potential of the electrolyte to be measured. ) And measure the current value at that time. More specifically, the voltage is increased stepwise (for example, in steps of 0.2 V) within the voltage range, and constant voltage charging is performed for a predetermined time (for example, about 10 hours) at each step. Measure the current value. The potential when the current value during constant voltage charging is greater than 0.1 mA is defined as the oxidation potential of the electrolytic solution.

正極側電解質組成物Eの支持塩としては、一般的なリチウムイオン二次電池に支持塩として用いられるリチウム塩を、適宜選択して使用することができる。かかるリチウム塩として、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、Li(CFSON、LiCFSO等が例示される。かかる支持塩は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。特に好ましい例として、LiPFが挙げられる。正極用非水溶媒とかかる支持塩とから調製する正極用非水電解液(正極側電解質組成物Eが溶液状である場合、該組成物Eに等しい。)は、例えば、上記支持塩の濃度が0.7〜1.3mol/Lの範囲にあることが好ましい。 As the support salt of the positive-side electrolyte composition E C, ordinary lithium salt used in the lithium ion secondary battery as a supporting salt, can be appropriately selected and used. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiCF 3 SO 3 and the like. These supporting salts can be used alone or in combination of two or more. A particularly preferred example is LiPF 6 . (If positive side electrolyte composition E C is a solution form, equal to the composition E C.) Positive electrode non-aqueous electrolyte solution prepared from with such supporting salt positive electrode non-aqueous solvents are, for example, the supporting salt The concentration of is preferably in the range of 0.7 to 1.3 mol / L.

負極用非水溶媒(負極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒)としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられ、負極での還元分解が起こり難い有機溶媒を適宜選択して使用することができる。これら有機溶媒は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)等のカーボネート類(環状、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。)を用いることができる。これらカーボネート類のうち少なくとも一種を使用することが好ましい。例えば、ECとDMCとの混合溶媒が好ましく使用され得る。なお、これら溶媒の一部は、負極表面で還元分解して該負極表面における副反応(還元分解等)を抑制する機能を有する表面被膜(SEI;Solid Electrolyte Interphase(固体電解質界面))を形成し得る。 The Fukyokuyo nonaqueous solvent (nonaqueous solvent contained in the negative electrode side electrolyte composition E A), used in the common electrolyte of lithium ion secondary batteries, as appropriate reductive decomposition occurs hardly organic solvent at the negative electrode You can select and use. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. For example, carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and propylene carbonate (PC) (which may be cyclic, linear or branched). May be used). It is preferable to use at least one of these carbonates. For example, a mixed solvent of EC and DMC can be preferably used. In addition, some of these solvents form a surface coating (SEI; Solid Electrolyte Interface) having a function of suppressing side reactions (such as reductive decomposition) on the negative electrode surface by reductive decomposition on the negative electrode surface. obtain.

負極側電解質組成物Eの支持塩としては、上記正極側電解質組成物Eに含まれる支持塩と同様に、一般的なリチウムイオン二次電池用支持塩を用いることができる。典型的には、上記電解質組成物Eで用いた支持塩と同じ支持塩を使用する。特に好ましい例として、LiPFが挙げられる。負極用非水溶媒とかかる支持塩とから調製する負極用非水電解液(負極側電解質組成物Eが溶液状である場合は、該組成物Eに等しい。)は、例えば、上記支持塩の濃度が0.7〜1.3mol/Lの範囲にあることが好ましい。 As the support salt of the anode side electrolyte composition E A, described above can be used similarly to the supporting salt contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, common supporting salt for lithium ion secondary batteries. Typically, the same supporting salt as that used in the electrolyte composition E C is used. A particularly preferred example is LiPF 6 . Negative electrode for non-aqueous electrolyte prepared from and according supporting salt Fukyokuyo nonaqueous solvent (if negative electrode side electrolyte composition E A is a solution form is equal to the composition E A.), For example, the support The salt concentration is preferably in the range of 0.7 to 1.3 mol / L.

この明細書により開示される事項には、ここに開示されるいずれかのリチウムイオン二次電池を、上記上限電圧値が4.3V以上(典型的には4.5V以上、例えば4.7V以上)に設定された充放電条件で使用する方法が含まれる。また、かかるリチウムイオン二次電池(複数個の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池の形態であってもよい。)と、該電池を上記上限電圧値となり得るように設定された充放電条件で制御する制御機構(制御装置)とを備えた電源装置が含まれる。   The matter disclosed in this specification includes any of the lithium ion secondary batteries disclosed herein having an upper limit voltage value of 4.3 V or higher (typically 4.5 V or higher, for example, 4.7 V or higher. ) And a method for use under the charge / discharge conditions set. Further, such a lithium ion secondary battery (may be in the form of an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel) and the battery is set so as to be the above upper limit voltage value. And a power supply device including a control mechanism (control device) that controls the charging / discharging conditions.

上記電源装置は、例えば図11に示す電源装置800のように、リチウムイオン二次電池600と、これに接続された負荷802と、リチウムイオン二次電池600の状態に応じて負荷802の作動を調節する電子制御ユニット(ECU)804とを含む構成であり得る。負荷802は、リチウムイオン二次電池600に蓄えられた電力を消費する電力消費機および/または電池600に充電可能な電力供給機(充電器)を含み得る。ECU804は、所定の情報に基づいて、電池600の上限電圧値が4.3V以上の所定値(例えば4.5V)となるように負荷802を制御する。ECU804の典型的な構成には、少なくとも、かかる制御を行うためのプログラムを記憶したROM(Read Only Memory)と、そのプログラムを実行可能なCPU(Central Processing Unit)とが含まれる。上記所定の情報としては、例えば、電池600の電圧、各電極電位、充放電履歴、等のうち一または二以上の情報を利用可能である。ここに開示されるリチウムイオン二次電池600は、例えば、図11に示すような電源装置800の一構成要素として、図3に示すような車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)1に搭載され得る。   The power supply device, for example, as in the power supply device 800 shown in FIG. 11, operates the load 802 according to the state of the lithium ion secondary battery 600, the load 802 connected thereto, and the lithium ion secondary battery 600. The electronic control unit (ECU) 804 to be adjusted may be included. The load 802 may include a power consumer that consumes the power stored in the lithium ion secondary battery 600 and / or a power supply device (charger) that can charge the battery 600. Based on the predetermined information, the ECU 804 controls the load 802 so that the upper limit voltage value of the battery 600 becomes a predetermined value (for example, 4.5 V) of 4.3 V or higher. A typical configuration of the ECU 804 includes at least a ROM (Read Only Memory) storing a program for performing such control, and a CPU (Central Processing Unit) capable of executing the program. As the predetermined information, for example, one or more information among the voltage of the battery 600, each electrode potential, charge / discharge history, and the like can be used. A lithium ion secondary battery 600 disclosed herein includes, for example, a vehicle (typically an automobile, particularly a hybrid automobile, an electric automobile) as shown in FIG. 3 as a component of a power supply device 800 as shown in FIG. , An automobile equipped with an electric motor such as a fuel cell automobile).

以下、図面を参照しつつ、ここに開示されるリチウムイオン二次電池について、正負の電極を含む電極体と正極側および負極側の電解質組成物E,Eとが角型形状の電池ケースに収容された態様のリチウムイオン二次電池100(図1)を例にして更に詳しく説明する。ここでは正極側電解質組成物Eがゲル化された態様を採用したが、本発明の適用対象をかかる実施形態に限定することを意図したものではない。すなわち、本発明に係るリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されず、その電池ケース、電極体等は、用途や容量に応じて、素材、形状、大きさ等を適宜選択することができる。例えば、電池ケースは、直方体状、扁平形状、円筒形状等であり得る。また、負極側電解質組成物Eがゲル化された態様でもあり得る。 Hereinafter, for a lithium ion secondary battery disclosed herein with reference to the drawings, a battery case in which an electrode body including positive and negative electrodes and electrolyte compositions E A and E C on the positive electrode side and the negative electrode side are square-shaped. The lithium ion secondary battery 100 (FIG. 1) of the aspect accommodated in FIG. Here it is employed a mode in which E C positive side electrolyte composition is gelled, not intended to be limited to the embodiments according to the application of the present invention. That is, the shape of the lithium ion secondary battery according to the present invention is not particularly limited, and the battery case, electrode body, and the like can be appropriately selected in terms of material, shape, size, and the like according to the application and capacity. For example, the battery case may have a rectangular parallelepiped shape, a flat shape, a cylindrical shape, or the like. The negative electrode side electrolyte composition E A can also be a gelled manner.

リチウムイオン二次電池100は、図1および図2に示されるように、捲回電極体20を、電解質組成物E(電解液)(符号66で表わす。)とともに、該電極体20の形状に対応した扁平な箱状の電池ケース10の開口部12より内部に収容し、該ケース10の開口部12を蓋体14で塞ぐことによって構築することができる。また、蓋体14には、外部接続用の正極端子38および負極端子48が、それら端子の一部が蓋体14の表面側に突出するように設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the lithium ion secondary battery 100 includes a wound electrode body 20 together with an electrolyte composition E C (electrolyte) (represented by reference numeral 66) and the shape of the electrode body 20. It can be constructed by accommodating the inside of the flat box-shaped battery case 10 corresponding to the above and opening the opening 12 of the case 10 with the lid 14. The lid body 14 is provided with a positive terminal 38 and a negative terminal 48 for external connection so that a part of the terminals protrudes to the surface side of the lid body 14.

上記電極体20は、長尺シート状の正極集電体32の表面に正極活物質層34が形成され、さらに電解質組成物E(電解質ゲル)(符号67で表わす。)が付与された正極シート30と、長尺シート状の負極集電体42の表面に負極活物質層44が形成された負極シート40とを、典型的には2枚の長尺シート状のセパレータ50と共に重ね合わせて捲回し、得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状に成形されている。 In the electrode body 20, a positive electrode active material layer 34 is formed on the surface of a long sheet-like positive electrode current collector 32, and an electrolyte composition E C (electrolyte gel) (represented by reference numeral 67) is applied. A sheet 30 and a negative electrode sheet 40 having a negative electrode active material layer 44 formed on the surface of a long sheet-like negative electrode current collector 42 are typically stacked together with two long sheet-like separators 50. It is formed into a flat shape by winding and crushing the obtained wound body from the side surface direction.

正極シート30は、その長手方向に沿う一方の端部において正極集電体32が露出している。同様に、捲回される負極シート40は、その長手方向に沿う一方の端部において、負極集電体42が露出している。そして、正極集電体32の該露出端部に正極端子38が、負極集電体42の該露出端部には負極端子48がそれぞれ接合され、上記扁平形状に形成された捲回電極体20の正極シート30または負極シート40と電気的に接続されている。正負極端子38,48と正負極集電体32,42とは、例えば超音波溶接、抵抗溶接等によりそれぞれ接合することができる。   The positive electrode sheet 30 has a positive electrode current collector 32 exposed at one end along the longitudinal direction. Similarly, in the negative electrode sheet 40 to be wound, the negative electrode current collector 42 is exposed at one end portion along the longitudinal direction. Then, the positive electrode terminal 38 is joined to the exposed end portion of the positive electrode current collector 32, and the negative electrode terminal 48 is joined to the exposed end portion of the negative electrode current collector 42, respectively. The positive electrode sheet 30 or the negative electrode sheet 40 is electrically connected. The positive and negative terminals 38 and 48 and the positive and negative current collectors 32 and 42 can be joined by, for example, ultrasonic welding, resistance welding, or the like.

正極シート30は、上述のように、例えば、上述した正極活物質を必要に応じて導電材や結着剤(バインダ)等とともに適当な溶媒(例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等)に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物(正極合材)を正極集電体32に付与し、該組成物を乾燥させることにより正極活物質層を形成し、この正極活物質層に、上述した手法に準じて上記前駆体溶液を十分に含浸させ、余剰分の前駆体溶液があればこれを除去した後、重合反応に供し、電解質組成物Eからなるゲル相67を付与することにより好ましく作製することができる。正極活物質層に含まれる正極活物質の量は、例えば、69〜98質量%程度とすることができる。 As described above, for example, the positive electrode sheet 30 is formed by using a suitable solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), etc.) together with the above-described positive electrode active material as necessary, together with a conductive material, a binder, and the like. The paste-like or slurry-like composition (positive electrode mixture) dispersed in () is applied to the positive electrode current collector 32, and the positive electrode active material layer is formed by drying the composition. , according to the above-described method was sufficiently impregnated with the precursor solution, after removing it if any precursor solution of excess, subjected to polymerization reaction to impart a gel phase 67 consisting of electrolytic composition E C This can be preferably produced. The amount of the positive electrode active material contained in the positive electrode active material layer can be, for example, about 69 to 98% by mass.

導電材としては、カーボン粉末やカーボンファイバー等の導電性粉末材料が好ましく用いられる。カーボン粉末としては、種々のカーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、グラファイト粉末等が好ましい。導電材は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。
正極活物質層に含まれる導電材の量は、正極活物質の種類や量に応じて適宜選択すればよく、例えば、1〜30質量%程度とすることができる。
As the conductive material, a conductive powder material such as carbon powder or carbon fiber is preferably used. As the carbon powder, various carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, and graphite powder are preferable. A conductive material can be used alone or in combination of two or more.
What is necessary is just to select suitably the quantity of the electrically conductive material contained in a positive electrode active material layer according to the kind and quantity of a positive electrode active material, for example, can be about 1-30 mass%.

結着剤としては、種々の結着性ポリマー類から選択される一種または二種以上を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)、ポリエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体(PEO−PPO)等の有機溶媒溶解性のポリマーを好ましく使用することができる。他の使用可能な結着剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース(MC)、酢酸フタル酸セルロース(CAP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)、ポリビニルアルコール(PVA)等の水溶性ポリマー;ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重含体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂、酢酸ビニル共重合体、スチレンブタジエンブロック共重合体(SBR)、アクリル酸変性SBR樹脂(SBR系ラテックス)、アラビアゴム等のゴム類(水分散性ポリマー);等が挙げられる。正極活物質層に含まれる結着剤の量は、正極活物質および導電材の種類や量に応じて適宜選択すればよく、例えば、1〜10質量%程度とすることができる。   As the binder, one or two or more selected from various binding polymers can be used. For example, an organic solvent-soluble polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride (PVDC), polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyethylene oxide-propylene oxide copolymer (PEO-PPO) is used. It can be preferably used. Examples of other usable binders include carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP), polyvinyl alcohol ( Water-soluble polymers such as PVA); polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoro Fluorine resin such as ethylene copolymer (ETFE), vinyl acetate copolymer, styrene butadiene block copolymer (SBR), acrylic acid modified SBR resin (SBR latex), polymer Rubber such as Biagomu (water dispersible polymer); and the like. What is necessary is just to select the quantity of the binder contained in a positive electrode active material layer suitably according to the kind and quantity of a positive electrode active material and a electrically conductive material, for example, it can be set as about 1-10 mass%.

正極集電体32には、導電性の良好な金属からなる導電性部材が好ましく用いられる。例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金を用いることができる。正極集電体32の形状は、リチウムイオン二次電池の形状等に応じて異なり得るため、特に制限はなく、棒状、板状、シート状、箔状、メッシュ状等の種々の形態であり得る。本実施形態ではシート状のアルミニウム製の正極集電体32が用いられ、捲回電極体20を備えるリチウムイオン二次電池100に好ましく使用され得る。かかる実施形態では、例えば、厚みが10μm〜30μm程度のアルミニウムシートが好ましく使用され得る。   For the positive electrode current collector 32, a conductive member made of a metal having good conductivity is preferably used. For example, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component can be used. The shape of the positive electrode current collector 32 may vary depending on the shape of the lithium ion secondary battery, and is not particularly limited, and may be various forms such as a rod shape, a plate shape, a sheet shape, a foil shape, and a mesh shape. . In the present embodiment, a sheet-like aluminum positive electrode current collector 32 is used, and can be preferably used for the lithium ion secondary battery 100 including the wound electrode body 20. In such an embodiment, for example, an aluminum sheet having a thickness of about 10 μm to 30 μm can be preferably used.

負極シート40は、例えば、負極活物質を、必要に応じて結着剤(バインダ)等とともに適当な溶媒に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物(負極合材)を負極集電体42に付与し、これを乾燥させて負極活物質層44を形成することにより好ましく作製することができる。   The negative electrode sheet 40 includes, for example, a paste or slurry composition (negative electrode mixture) in which a negative electrode active material is dispersed in an appropriate solvent together with a binder (binder) as necessary. It can be preferably prepared by forming the negative electrode active material layer 44 by drying the resultant and drying it.

負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。例えば、少なくとも一部にグラファイト構造(層状構造)を含む粒子状の炭素材料(カーボン粒子)を用いることができる。いわゆる黒鉛質のもの(グラファイト)、難黒鉛化炭素質のもの(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素質のもの(ソフトカーボン)、これらを組み合わせた構造を有するもののいずれも好ましく使用され得る。具体例として、天然黒鉛等が挙げられる。   As the negative electrode active material, one type or two or more types of materials conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used without any particular limitation. For example, a particulate carbon material (carbon particles) including a graphite structure (layered structure) at least in part can be used. Any of so-called graphitic (graphite), non-graphitizable carbon (hard carbon), graphitizable carbon (soft carbon), and those having a combination of these may be preferably used. Specific examples include natural graphite.

結着剤には、上述の正極と同様のものから選択される一種または二種以上を用いることができる。負極活物質層に含まれる結着剤の量は特に制限されず、負極活物質の種類や量に応じて適宜選択すればよい。   As the binder, one kind or two or more kinds selected from those similar to the above-described positive electrode can be used. The amount of the binder contained in the negative electrode active material layer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type and amount of the negative electrode active material.

負極集電体42としては、導電性の良好な金属からなる導電性部材が好ましく用いられる。例えば、銅または銅を主成分とする合金を用いることができる。また、負極集電体42の形状は、リチウムイオン二次電池の形状等に応じて異なり得るため、特に制限はなく、棒状、板状、シート状、箔状、メッシュ状等の種々の形態であり得る。本実施形態ではシート状の銅製の負極集電体42が用いられ、捲回電極体20を備えるリチウムイオン二次電池100に好ましく使用され得る。かかる実施形態では、例えば、厚みが6μm〜30μm程度の銅製シートを好ましく使用され得る。   As the negative electrode current collector 42, a conductive member made of a metal having good conductivity is preferably used. For example, copper or an alloy containing copper as a main component can be used. In addition, the shape of the negative electrode current collector 42 may vary depending on the shape of the lithium ion secondary battery and the like, and thus is not particularly limited, and may be various forms such as a rod shape, a plate shape, a sheet shape, a foil shape, and a mesh shape. possible. In the present embodiment, a sheet-like copper negative electrode current collector 42 is used, and can be preferably used for the lithium ion secondary battery 100 including the wound electrode body 20. In this embodiment, for example, a copper sheet having a thickness of about 6 μm to 30 μm can be preferably used.

セパレータ50(上述の多孔質プラスチック層に相当する。)は、正極シート30および負極シート40の間に介在する層であって、典型的にはシート状をなし、正極シート30表面(電解質組成物Eにより表面が被覆された正極活物質層34)と、負極シート40表面(負極活物質層44)にそれぞれ接するように配置される。そして、正極シート30と負極シート40における両電極活物質層34,44の接触に伴う短絡防止や、該セパレータ50の空孔内に上述の溶液状電解質組成物Eを含浸させることにより電極間の伝導パス(導電経路)を形成する役割を担っている。かかるセパレータ50としては、従来公知のものを特に制限なく使用することができる。例えば、樹脂からなる多孔性シート(微多孔質樹脂シート)を好ましく用いることができる。ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン等の多孔質ポリオレフィン系樹脂シートが好ましい。単層構造シートおよび多層構造シートのいずれであってもよい。かかる多孔質プラスチック層の好適例としては、多孔質ポリオレフィンフィルム、例えばPP/PE/PP三層フィルム、PE単層フィルム等が挙げられる。耐酸化性の高いPP層を少なくとも正極側表面に有する多孔質ポリオレフィンフィルムの使用が特に好ましい。セパレータの厚みは、例えば、凡そ10μm〜40μmの範囲内で設定することが好ましい。 The separator 50 (corresponding to the porous plastic layer described above) is a layer interposed between the positive electrode sheet 30 and the negative electrode sheet 40 and typically has a sheet shape, and the surface of the positive electrode sheet 30 (electrolyte composition). The positive electrode active material layer 34) whose surface is coated with E C and the negative electrode sheet 40 surface (negative electrode active material layer 44) are arranged in contact with each other. The short-circuit preventing or accompanying the contact of the electrodes active material layer 34, 44 in the positive electrode sheet 30 and negative electrode sheet 40, the inter-electrode by impregnating a solution like electrolyte composition E A described above in the pores of the separator 50 It plays a role of forming a conduction path (conduction path). As this separator 50, a conventionally well-known thing can be especially used without a restriction | limiting. For example, a porous sheet made of resin (a microporous resin sheet) can be preferably used. A porous polyolefin resin sheet such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene is preferred. Either a single layer structure sheet or a multilayer structure sheet may be used. Preferable examples of such porous plastic layers include porous polyolefin films such as PP / PE / PP trilayer films and PE single layer films. It is particularly preferable to use a porous polyolefin film having a PP layer with high oxidation resistance on at least the positive electrode side surface. The thickness of the separator is preferably set within a range of approximately 10 μm to 40 μm, for example.

なお、負極側電解質組成物Eがゲル化された態様を採用する場合、電解質ゲルが付与されたセパレータを各面に備えた負極シートと、電解質ゲルが付与されていない正極シートとを用いることにより、捲回電極体を備えたリチウムイオン二次電池を構築することができる。かかる電解質ゲル付きセパレータ/負極シート複合体は、例えば、負極用非水電解液を用いて調製した前駆体溶液を一枚目のセパレータに含浸させ、このセパレータを正極対向面を下にして置き、その上に各面に負極活物質層を有する負極シートを重ね、さらに二枚目のセパレータを正極対向面を上にして重ね合わせ、上記前駆体溶液をさらに上面にも含浸させた後にゲル化に供することによって作製することができる。あるいは、負極シートの片面にセパレータを正極対向面を上にして重ね合わせ、この面に電解質ゲルを付与した後、裏返して同様の処理を施すことによっても作製することができる。 Here, when adopting a mode in which negative electrode side electrolyte composition E A is gelled, using the negative electrode sheet in which the electrolyte gel comprising on each side a separator granted, the positive electrode sheet in which the electrolyte gel is not added Thus, a lithium ion secondary battery provided with the wound electrode body can be constructed. Such a separator / negative electrode sheet composite with an electrolyte gel, for example, impregnates a first separator with a precursor solution prepared using a non-aqueous electrolyte for a negative electrode, and places the separator facing the positive electrode facing down. A negative electrode sheet having a negative electrode active material layer is stacked on each surface, and a second separator is stacked with the positive electrode facing surface facing upward, and the above precursor solution is further impregnated on the upper surface, followed by gelation. It can produce by providing. Alternatively, it can also be produced by superposing a separator on one surface of the negative electrode sheet with the positive electrode facing surface facing up, applying an electrolyte gel to this surface, turning it over, and applying the same treatment.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。   Hereinafter, some examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to such examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<例1>
正極合材として、LiNi0.5Mn1.5(正極活物質)とアセチレンブラック(導電材)とPVDF(結着剤)とを、これらの質量比が87:10:3となるように混合し、NMPに分散させてスラリー状組成物を調製した。この正極合材を、厚さ15μmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面に塗付した後乾燥させて正極活物質層を形成し、ロールプレスして正極シートを作製した。この正極シートを、一角に幅10mmの帯状部が突き出た5cm×5cmの正方形に切り出した。その帯状部から上記活物質層を除去し、アルミニウム箔を露出させて端子部を形成し、端子部付きの正極シートを得た。
<Example 1>
As a positive electrode mixture, LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (positive electrode active material), acetylene black (conductive material), and PVDF (binder) so that the mass ratio thereof becomes 87: 10: 3 And a slurry composition was prepared by dispersing in NMP. This positive electrode mixture was applied to one side of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 15 μm and then dried to form a positive electrode active material layer, which was roll pressed to produce a positive electrode sheet. The positive electrode sheet was cut into a 5 cm × 5 cm square with a 10 mm wide strip protruding at one corner. The active material layer was removed from the belt-like portion, the aluminum foil was exposed to form a terminal portion, and a positive electrode sheet with a terminal portion was obtained.

負極合材として、天然黒鉛(負極活物質;平均粒径20μm,黒鉛化度≧0.9)とCMC(増粘剤)とSBR(結着剤)とを、これらの質量比が98:1:1となるように混合し、イオン交換水に分散させてスラリー状の組成物を調製した。この負極合材を、厚さ10μmの銅箔(負極集電体)の片面に、乾燥後の塗付量が正極と負極との理論容量比で1:1.5程度となるように塗布して乾燥させた後、ロールプレスして負極シートを作製した。この負極シートを、上記端子部付正極シートと同じ面積および形状に加工して、端子部付負極シートを得た。   As a negative electrode mixture, natural graphite (negative electrode active material; average particle size 20 μm, graphitization degree ≧ 0.9), CMC (thickener), and SBR (binder) have a mass ratio of 98: 1. : 1 was mixed and dispersed in ion-exchanged water to prepare a slurry composition. This negative electrode mixture was applied to one side of a 10 μm thick copper foil (negative electrode current collector) so that the applied amount after drying was about 1: 1.5 in terms of the theoretical capacity ratio between the positive electrode and the negative electrode. After being dried, roll pressing was performed to prepare a negative electrode sheet. This negative electrode sheet was processed into the same area and shape as the above-described positive electrode sheet with terminal portions to obtain a negative electrode sheet with terminal portions.

FECとTFDMC(FHCO(C=O)CHF)とを体積比1:1の割合で含む混合溶媒に、LiPFを1mol/Lの濃度となるように溶解して非水電解液Aを調製した。なお、上述した方法に従って、4.2V〜5.2Vの範囲で電圧を0.2Vずつ変え、各電圧値で10時間定電圧充電を行い、該電解液の酸化電位(すなわち、含まれる溶媒の酸化電位)を測定したところ、電解液Aの酸化電位は、5.0〜5.2Vであった。
上記端子部付正極シートと、適切な大きさに切り出して上記電解液Aを含浸させたセパレータ(多孔質PP/PE/PP三層シート)と、上記端子部付負極シートとを、この順に重ね合わせ、ラミネートフィルムで覆った。ここへ上記電解液Aを更に注入し、該フィルムを封止して理論容量(1C容量;1Cは、1時間で満充放電可能な電流値)が30mAhのラミネートセル型電池を構築した。
Non-aqueous electrolyte A was prepared by dissolving LiPF 6 in a mixed solvent containing FEC and TFDMC (FH 2 CO (C═O) CHF 2 ) at a volume ratio of 1: 1 to a concentration of 1 mol / L. Was prepared. According to the above-described method, the voltage is changed by 0.2 V in the range of 4.2 V to 5.2 V, and constant voltage charging is performed for 10 hours at each voltage value. When the oxidation potential was measured, the oxidation potential of the electrolytic solution A was 5.0 to 5.2V.
The positive electrode sheet with terminal part, a separator (porous PP / PE / PP three-layer sheet) cut out to an appropriate size and impregnated with the electrolytic solution A, and the negative electrode sheet with terminal part are stacked in this order. Combined and covered with laminate film. The electrolyte solution A was further injected here, and the film was sealed to construct a laminated cell type battery having a theoretical capacity (1C capacity; 1C is a current value that can be fully charged and discharged in 1 hour) of 30 mAh.

<例2>
ECとDMCとを体積比1:1の割合で含む混合溶媒に、LiPFを1mol/Lの濃度となるように溶解して非水電解液Bを調製した。非水電解液Aの代わりに該非水電解液Bを用いた他は例1と同様にして、1C容量が30mAhのラミネートセル型電池を構築した。なお、上記と同様にして測定された電解液Bの酸化電位は、4.6〜4.8Vであった。
<Example 2>
LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent containing EC and DMC at a volume ratio of 1: 1 to prepare a non-aqueous electrolyte B. A laminated cell battery having a 1 C capacity of 30 mAh was constructed in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolyte B was used instead of the nonaqueous electrolyte A. In addition, the oxidation potential of the electrolytic solution B measured in the same manner as described above was 4.6 to 4.8V.

<例3>
電解液A90部とPEO系ポリマー前駆体(第一工業製薬株式会社製、品番「TA140」)10部とを混合したものに、AIBN(熱重合開始剤)0.1部を加えて攪拌し、前駆体溶液を得た。例1の正極シートの正極活物質層上にこの前駆体溶液を押し出し圧0.05MPaにて付与した後、該正極シートを温度60℃の乾燥炉に120分間保持して重合反応を進行させ、電解質ゲルpAが付与された正極シートを作製した。なお、正極シート表面から該pAゲル層表面までの距離(ゲルpA層の厚み)は50μmとした。このpAゲル付き正極シートを、例1と同様の面積および形状に加工して、端子部を設けた。
<Example 3>
To a mixture of 90 parts of electrolyte A and 10 parts of PEO polymer precursor (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product number “TA140”), 0.1 part of AIBN (thermal polymerization initiator) was added and stirred. A precursor solution was obtained. After applying this precursor solution onto the positive electrode active material layer of the positive electrode sheet of Example 1 at an extrusion pressure of 0.05 MPa, the positive electrode sheet was held in a drying furnace at a temperature of 60 ° C. for 120 minutes to proceed the polymerization reaction, A positive electrode sheet provided with the electrolyte gel pA was produced. The distance from the positive electrode sheet surface to the pA gel layer surface (the thickness of the gel pA layer) was 50 μm. This positive electrode sheet with pA gel was processed into the same area and shape as in Example 1 to provide a terminal portion.

上記端子部付きのpAゲル付き正極シート、電解液Bを含浸させたセパレータ(多孔質PP/PE/PP三層シート)、例1と同様の端子部付き負極シートを、この順に重ね合わせ、ラミネートフィルムで覆った。ここへ電解液Bを更に注入し、該フィルムを封止して、1C容量が30mAhのラミネートセル型電池を構築した。   The positive electrode sheet with pA gel with terminal part, the separator impregnated with electrolyte B (porous PP / PE / PP three-layer sheet), and the negative electrode sheet with terminal part similar to Example 1 are laminated in this order and laminated. Covered with film. Electrolytic solution B was further injected here, and the film was sealed to construct a laminated cell type battery having a 1 C capacity of 30 mAh.

<例4>
電解液B90部とPEO系ポリマー前駆体(第一工業製薬株式会社製、品番「TA140」)10部とを混合したものに、AIBN(熱重合開始剤)0.1部を加えて攪拌し、前駆体溶液を得た。例1の端子部付き負極シートの負極活物質層上に厚さ20μmのセパレータ(多孔質PP/PE/PP三層シート)を配置し、該セパレータ上に当該前駆体溶液を押し出し圧0.05MPaにて付与した後、温度60℃の乾燥炉に120分間保持して重合反応を進行させ、電解質ゲルpBが付与されたセパレータ/負極シート複合体を作製した。セパレータとpBゲル層とを併せた厚みは70μmとした(すなわち、セパレータ表面からpBゲル層表面までの距離(pBゲル層の厚み)は50μmとした)。
<Example 4>
To a mixture of 90 parts of electrolyte B and 10 parts of PEO polymer precursor (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product number “TA140”), 0.1 part of AIBN (thermal polymerization initiator) was added and stirred. A precursor solution was obtained. A separator (porous PP / PE / PP three-layer sheet) having a thickness of 20 μm is disposed on the negative electrode active material layer of the negative electrode sheet with terminal portion of Example 1, and the precursor solution is extruded onto the separator at a pressure of 0.05 MPa. Then, the polymerization reaction was allowed to proceed in a drying furnace at a temperature of 60 ° C. for 120 minutes to produce a separator / negative electrode sheet composite to which the electrolyte gel pB was applied. The combined thickness of the separator and the pB gel layer was 70 μm (that is, the distance from the separator surface to the pB gel layer surface (pB gel layer thickness) was 50 μm).

例1と同様の端子部付き正極シートと、上記のpBゲル付きセパレータ/負極シート複合体とを、pBゲル層が正極シートの正極活物質層表面に対向するように重ね合わせ、ラミネートフィルムで覆った。正極シートとゲルpB層との間に電解液Aを注入し、該フィルムを封止して、1C容量が30mAhのラミネートセル型電池を構築した。   The positive electrode sheet with terminal portions similar to Example 1 and the above-described separator / negative electrode sheet composite with pB gel were overlapped so that the pB gel layer faced the positive electrode active material layer surface of the positive electrode sheet, and covered with a laminate film. It was. The electrolyte solution A was injected between the positive electrode sheet and the gel pB layer, and the film was sealed to construct a laminated cell type battery having a 1 C capacity of 30 mAh.

[コンディショニング処理]
各電池セルを二枚の板で挟み、350kgf(350kg/25cm)の負荷がかかる状態に拘束した。拘束した各電池セルに対して、1/3Cのレートで4.9Vまで充電する操作と、1/3Cのレートで3.5Vまで放電させる操作とを3回繰り返した。以下の測定等は、特に断りがない限り拘束したままの電池セルに対して行った。
[Conditioning process]
Each battery cell was sandwiched between two plates and restrained in a state where a load of 350 kgf (350 kg / 25 cm 2 ) was applied. For each restrained battery cell, an operation of charging to 4.9 V at a rate of 1/3 C and an operation of discharging to 3.5 V at a rate of 1/3 C were repeated three times. The following measurements and the like were performed on the battery cells that were restrained unless otherwise specified.

[初期容量]
例1〜6に係る各電池セルに対し、温度25℃にて、1/5Cのレートで両端子間の電圧が4.9VとなるまでCC充電を行った後、電流値が1/50Cとなるまで定電圧(CV)充電を行って、満充電状態とした。次いで、1/5Cのレートで電圧が3.5VとなるまでCC放電させ、このときの放電容量を測定して初期容量とした。なお、充電終了後充電機をはずしたとき(過電圧が解除された状態)の両端子間電圧は、いずれも4.7〜4.8V程度であった。
[Initial capacity]
For each battery cell according to Examples 1 to 6, CC charging was performed at a temperature of 25 ° C. at a rate of 1/5 C until the voltage between both terminals became 4.9 V, and then the current value was 1/50 C. The battery was charged at a constant voltage (CV) until it became a fully charged state. Next, CC discharge was performed at a rate of 1/5 C until the voltage reached 3.5 V, and the discharge capacity at this time was measured to obtain an initial capacity. Note that the voltage between both terminals when the charger was removed after completion of charging (the state where the overvoltage was released) was about 4.7 to 4.8 V in all cases.

[初期直流抵抗]
初期容量測定後の各電池セルに対し、温度25℃にて、1/5CのレートにてSOCが60%となるまでCC充電を行った。SOC60%に調整した各電池セルに対し、該電池に対して1/3C,1C,3Cのレートで充電および放電を行い、そのときの過電圧を測定した。測定された過電圧値を対応する電流値(例えば、1/3Cでは10mA)で除することで抵抗を算出して初期直流抵抗とした。
[Initial DC resistance]
Each battery cell after the initial capacity measurement was CC charged at a temperature of 25 ° C. at a rate of 1/5 C until the SOC reached 60%. For each battery cell adjusted to SOC 60%, the battery was charged and discharged at a rate of 1 / 3C, 1C, 3C, and the overvoltage at that time was measured. The resistance was calculated by dividing the measured overvoltage value by the corresponding current value (for example, 10 mA for 1/3 C) to obtain the initial DC resistance.

[充放電サイクル特性]
各電池セルを、上記初期容量測定時と同様にCC−CV充電して満充電状態とした後、各電池に対し、温度40℃にて、2Cのレートで4.9VまでCC充電し、10分間休止した後、同じレートで3.5VまでCC放電し、10分間休止する充放電サイクルを、200サイクル繰り返した。1サイクル目および200サイクル目の放電容量を測定し、200サイクル目2C放電容量の1サイクル目2C放電容量に対する百分率を容量維持率(%)として求めた。また、200サイクル完了後に、上記初期直流抵抗と同様の手順で直流抵抗を測定した。サイクル試験後直流抵抗の初期直流抵抗に対する百分率から、抵抗増加率(%)を算出した。
[Charge / discharge cycle characteristics]
After each battery cell was fully charged by CC-CV charging as in the initial capacity measurement, each battery cell was CC charged to 4.9 V at a rate of 2C at a temperature of 40 ° C. After resting for a minute, CC discharge to 3.5 V at the same rate and a charge / discharge cycle of resting for 10 minutes were repeated 200 cycles. The discharge capacities at the first cycle and the 200th cycle were measured, and the percentage of the 2C discharge capacity at the 200th cycle to the 2C discharge capacity at the first cycle was determined as a capacity retention rate (%). Further, after the completion of 200 cycles, the DC resistance was measured in the same procedure as the initial DC resistance. The resistance increase rate (%) was calculated from the percentage of the DC resistance after the cycle test with respect to the initial DC resistance.

[セパレータ表面のIR分析]
サイクル試験終了後、各電池を解体してセパレータを取り出して洗浄した後、該セパレータ表面(正極シート対向側の表面)を、フーリエ変換型赤外分光装置(Thermo Fisher Scientific社製、型式「Nicolet 6700 FT−IR」;ゲルマニウムプリズム)を用い、顕微ATR法(全反射吸収法)、スキャン回数128回、分解能8cm−1の条件にて分析した。未使用のセパレータについても、正極に対向させて用いられる表面を同様に分析した。これらの結果を、図6〜10に示す。
[IR analysis of separator surface]
After completion of the cycle test, each battery was disassembled, the separator was taken out and washed, and then the surface of the separator (the surface on the side opposite to the positive electrode sheet) was subjected to Fourier transform infrared spectroscopy (manufactured by Thermo Fisher Scientific, model “Nicolet 6700”. FT-IR "(germanium prism), analysis was performed under the conditions of microscopic ATR method (total reflection absorption method), 128 scans, and a resolution of 8 cm- 1 . For the unused separator, the surface used facing the positive electrode was similarly analyzed. These results are shown in FIGS.

例1〜4の電池の構成を表1に、上記評価試験の結果を表2に示す。   Table 1 shows the configurations of the batteries of Examples 1 to 4, and Table 2 shows the results of the evaluation tests.

Figure 0005553170
Figure 0005553170

Figure 0005553170
Figure 0005553170

表1,2に示されるとおり、正極とセパレータとの間に電解質ゲル層が存在せず、両極側とも同じ電解液Aを用いてなる例1の電池セルは、サイクル試験後の直流抵抗が初期値の30%近くも増加し、図6と図7との比較から明らかなように、サイクル試験後に測定されたセパレータ表面のIRチャートにおいて、C=O(1700〜1900cm−1)、C=C(1550〜1700cm−1)、C−O(1000〜1300cm−1)、C−O−C(1000〜1300cm−1)等に対応する新たなピークが認められた。同様に正極とセパレータとの間に電解質ゲル層が存在せず、両極側とも同じ電解液Bを用いてなる例2の電池セルは、サイクル試験後の直流抵抗が初期値の64%も増加し、図6と図8との比較から明らかなように、サイクル試験後のIRチャートには、例1同様、新たなピークが認められた。これらの結果は、該セパレータ表面に酸化反応によって生じた官能基が含まれることを示しており、該セパレータ表面において副反応(酸化反応)が起こり、高抵抗な酸化物が形成されたことを示唆するものである。例2の電池において抵抗増加率がより高かったことは、セパレータの劣化だけではなく、電解液B中の有機溶媒が正極表面で酸化され被膜を形成することにより、正極抵抗が顕著に増加したことによるものと考えられる。
また、200サイクル目の2C容量は、1サイクル目と比べ、例1では25%、例2では40%近くも低下した。例1の結果は、満充電状態の電池内において、電解液A中の有機溶媒が負極表面で還元分解され、大きな不可逆容量が生じたことによるものと考えられる。例2の結果は、正極表面における電解液B成分の酸化分解に起因するものと考えられる。
As shown in Tables 1 and 2, the battery cell of Example 1 in which the electrolyte gel layer does not exist between the positive electrode and the separator and the same electrolyte solution A is used on both electrode sides has an initial DC resistance after the cycle test. As is apparent from the comparison between FIG. 6 and FIG. 7, in the IR chart of the separator surface measured after the cycle test, C = O (1700-1900 cm −1 ), C = C (1550~1700cm -1), C-O (1000~1300cm -1), a new peak was observed corresponding to C-O-C (1000~1300cm -1 ) and the like. Similarly, in the battery cell of Example 2 in which the electrolyte gel layer does not exist between the positive electrode and the separator and the same electrolyte solution B is used on both electrode sides, the DC resistance after the cycle test increases by 64% of the initial value. As is clear from the comparison between FIG. 6 and FIG. 8, a new peak was observed in the IR chart after the cycle test as in Example 1. These results indicate that the separator surface contains a functional group generated by the oxidation reaction, suggesting that a side reaction (oxidation reaction) occurred on the separator surface, and a highly resistant oxide was formed. To do. The higher rate of increase in resistance in the battery of Example 2 was not only due to the deterioration of the separator, but also that the positive electrode resistance was remarkably increased by forming a film by oxidizing the organic solvent in the electrolyte B on the positive electrode surface. It is thought to be due to.
In addition, the 2C capacity at the 200th cycle decreased by 25% in Example 1 and nearly 40% in Example 2 compared to the 1st cycle. The result of Example 1 is considered to be due to the fact that the organic solvent in the electrolytic solution A was reduced and decomposed on the negative electrode surface in the fully charged battery, resulting in a large irreversible capacity. The result of Example 2 is considered to result from the oxidative decomposition of the electrolyte solution B component on the positive electrode surface.

これらに対し、正極とセパレータとの間に電解質ゲルが配置された例3,4の電池では、サイクル試験後の容量低下も10%以下(より詳しくは、8%以下)と少なく、さらには直流抵抗の増加率も例2より45%以上小さく、例1と比べても10%以上小さいという良好な結果を示した。また、図6と図9,10との比較から明らかなように、サイクル試験後に測定されたIRチャートは、使用前のセパレータ表面について測定されたIRチャートと略同様のピークのみを示しており、セパレータの正極対向面で酸化反応が起こったことを示す新たなピークは認められなかった。これらの結果は、例3,4の電池において、セパレータが正極の高電位によって酸化されておらず、電池性能の低下が少なかったことを示すものである。さらには、一方の電解質組成物をゲル化したことによって、正極側電解質組成物と負極側電解質組成物とが分離されたこともまた、一方の電極側電解質組成物に含まれる有機溶媒が他方の電極表面において分解されるのを防ぐことによって、直流抵抗増加や不可逆容量の抑制に貢献したものと考えられる。   On the other hand, in the batteries of Examples 3 and 4 in which the electrolyte gel is arranged between the positive electrode and the separator, the capacity decrease after the cycle test is as small as 10% or less (more specifically, 8% or less), and further the direct current The rate of increase in resistance was 45% or more smaller than that of Example 2, and 10% or more smaller than Example 1 was shown. Further, as is clear from comparison between FIG. 6 and FIGS. 9 and 10, the IR chart measured after the cycle test shows only substantially the same peak as the IR chart measured on the separator surface before use, A new peak indicating that an oxidation reaction occurred on the positive electrode facing surface of the separator was not observed. These results indicate that in the batteries of Examples 3 and 4, the separator was not oxidized by the high potential of the positive electrode, and the deterioration of the battery performance was small. Furthermore, the positive electrode side electrolyte composition and the negative electrode side electrolyte composition are separated by gelling one electrolyte composition, and the organic solvent contained in one electrode side electrolyte composition is also separated from the other. By preventing the electrode surface from being decomposed, it is considered that it contributed to the increase in DC resistance and the suppression of irreversible capacity.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, the said embodiment and Example are only illustrations and what changed and changed the above-mentioned specific example is contained in the invention disclosed here.

1 車両
20 捲回電極体
30 正極シート
32 正極集電体
34 正極活物質層
38 正極端子
40 負極シート
42 負極集電体
44 負極活物質層
48 負極端子
50 セパレータ
66 電解液
67 電解質ゲル
100,600,700 リチウムイオン二次電池
530 正極
534 正極活物質層
534A 正極活物質
540 負極
544 負極活物質層
544A 負極活物質
550 セパレータ
550A セパレータ正極対向面
550B セパレータ負極対向面
586 電解液
587 電解質ゲル
800 電源装置
804 電子制御ユニット(制御装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 20 Winding electrode body 30 Positive electrode sheet 32 Positive electrode collector 34 Positive electrode active material layer 38 Positive electrode terminal 40 Negative electrode sheet 42 Negative electrode collector 44 Negative electrode active material layer 48 Negative electrode terminal 50 Separator 66 Electrolytic solution 67 Electrolyte gel 100,600 , 700 Lithium ion secondary battery 530 Positive electrode 534 Positive electrode active material layer 534A Positive electrode active material 540 Negative electrode 544 Negative electrode active material layer 544A Negative electrode active material 550 Separator 550A Separator positive electrode facing surface 550B Separator negative electrode facing surface 586 Electrolyte 587 Electrolyte gel 800 Power supply device 804 Electronic control unit (control device)

Claims (6)

正極活物質を有する正極と、
負極活物質を有する負極と、
これら電極間に配置されたセパレータと、
非水溶媒と支持塩とを含む正極側電解質組成物Eと、
非水溶媒と支持塩とを含む負極側電解質組成物Eと、
を備え、
前記電解質組成物E,Eのうち、一方は溶液状をなし、他方はゲル状をなし、当該ゲル状電解質組成物は、少なくとも一部が前記正極と前記セパレータとの間に配置されており、
前記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒の酸化電位(対Li/Li)は、前記負極側電解質組成物Eの酸化電位(対Li/Li)よりも高く、
前記正極側電解質組成物E に含まれる非水溶媒のうち75体積%以上は、フッ素化されたカーボネートの少なくとも一種からなる、リチウムイオン二次電池。
A positive electrode having a positive electrode active material;
A negative electrode having a negative electrode active material;
A separator disposed between these electrodes;
A positive electrode side electrolyte composition E C containing the non-aqueous solvent and a supporting salt,
A negative electrode side electrolyte composition EA containing a nonaqueous solvent and a supporting salt;
With
Of the electrolyte compositions E C and E A , one is in the form of a solution and the other is in the form of a gel. The gel electrolyte composition is at least partially disposed between the positive electrode and the separator. And
The oxidation potential of the non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C (vs. Li / Li +), the rather high than the oxidation potential of the negative electrode side electrolyte composition E A (relative to Li / Li +) or,
The 75 vol% or more of the non-aqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, of at least one consisting of a lithium ion secondary battery of fluorinated carbonate.
前記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒は、酸化電位(対Li/Li)が4.3Vよりも高い、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。 The nonaqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, the oxidation potential (vs. Li / Li +) is higher than 4.3 V, the lithium ion secondary battery according to claim 1. 前記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒は、酸化電位(対Li/Li)が、前記電池の満充電状態における前記正極活物質の電位(対Li/Li)よりも高い、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池。 The nonaqueous solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C has an oxidation potential (vs. Li / Li + ) higher than the potential of the positive electrode active material (vs. Li / Li + ) in the fully charged state of the battery. The lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2. 前記正極側電解質組成物Eに含まれる非水溶媒のうち95体積%以上は、フッ素化されたカーボネートの少なくとも一種からなる、請求項1から3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。 The non-aqueous 95% by volume or more of the solvent contained in the positive electrode side electrolyte composition E C, consisting of at least one fluorinated carbonate, a lithium ion secondary according to any one of claims 1 3 battery. 前記セパレータは、ポリプロピレンを含有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the separator contains polypropylene. 請求項1から5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池と、
前記電池に電気的に接続され、該電池の少なくとも上限電圧値を規定する制御回路と、
を備え、
前記上限電圧値が4.3V以上に設定されている、電源装置。
A lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5;
A control circuit electrically connected to the battery and defining at least an upper limit voltage value of the battery;
With
The power supply device in which the upper limit voltage value is set to 4.3 V or more.
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