JP6226055B2 - Separator and battery - Google Patents

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Description

この発明は、セパレータおよび電池に関し、詳しくは、微多孔性のセパレータ、並びに正極、負極、電解質およびセパレータにより構成される電池に関する。   The present invention relates to a separator and a battery, and more particularly to a microporous separator and a battery including a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator.

近年の携帯電子技術の目覚しい発達により、携帯電話やノートブックコンピューターは高度情報化社会を支える基盤技術として認識されている。これら機器の高機能化に関する研究開発は精力的に進められており、高機能化による消費電力の増加が駆動時間を短縮することが課題とされてきた。   Due to the remarkable development of portable electronic technology in recent years, mobile phones and notebook computers are recognized as basic technologies that support an advanced information society. Research and development related to the enhancement of the functions of these devices has been energetically advanced, and it has been an issue that the increase in power consumption due to the enhancement of functions shortens the driving time.

一定水準以上の駆動時間を確保するためには、駆動電源として用いられる二次電池の高エネルギー密度化が必須条件となるため、例えばリチウムイオン二次電池等に代表される高機能性二次電池におけるさらなる高エネルギー密度化が期待されている。   In order to ensure a driving time of a certain level or higher, it is essential to increase the energy density of a secondary battery used as a driving power source. For example, a high-functional secondary battery represented by a lithium ion secondary battery or the like Further increase in energy density is expected.

従来のリチウムイオン二次電池では、正極にコバルト酸リチウムおよび負極には炭素材料が使用されており、作動電圧が4.2Vから2.5Vの範囲で用いられてきた。単電池において、端子電圧を4.2Vまで上げられるのは、非水電解質材料やセパレータ等の優れた電気化学的安定性によるところが大きい。   In a conventional lithium ion secondary battery, a lithium cobaltate is used for the positive electrode and a carbon material is used for the negative electrode, and the operating voltage has been used in the range of 4.2V to 2.5V. In the unit cell, the terminal voltage can be increased to 4.2 V largely due to excellent electrochemical stability of a non-aqueous electrolyte material or a separator.

ところで、従来の最大4.2Vで作動するリチウムイオン二次電池に用いられるコバルト酸リチウム等の正極活物質は、その理論容量に対して6割程度の容量を活用しているに過ぎず、さらに充電電圧を上げることにより、残存容量を活用することが原理的に可能である。実際、例えば特許文献1にて開示されているように、充電時の電圧を4.25V以上にすることにより、高エネルギー密度化が発現することが知られている。   By the way, the positive electrode active material such as lithium cobaltate used in the conventional lithium ion secondary battery operating at a maximum of 4.2 V only uses a capacity of about 60% of its theoretical capacity. In principle, it is possible to utilize the remaining capacity by increasing the charging voltage. In fact, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is known that high energy density is manifested by setting the voltage during charging to 4.25 V or more.

国際公開第WO03/019713A1号パンフレットInternational Publication No. WO03 / 019713A1 Pamphlet

しかしながら、非水電解質二次電池に使用されているポリオレフィン微多孔膜は、充電電圧を4.25V以上に設定した場合は、特に正極表面近傍における酸化雰囲気が強まる結果、正極と物理的に接触する非水電解質材料やセパレータが酸化分解を受けやすくなり、結果的に内部抵抗が増大化し、電池特性が低下する問題がある。また、4.25Vより低い充電電圧であっても、耐酸化性を有するセパレータを用いることで、電池特性の劣化を抑制することが求められている。   However, the polyolefin microporous membrane used in the nonaqueous electrolyte secondary battery is in physical contact with the positive electrode as a result of an oxidizing atmosphere particularly in the vicinity of the positive electrode surface when the charging voltage is set to 4.25 V or higher. There is a problem that the nonaqueous electrolyte material and the separator are easily subjected to oxidative decomposition, resulting in an increase in internal resistance and a decrease in battery characteristics. Moreover, even if it is a charging voltage lower than 4.25V, it is calculated | required to suppress deterioration of a battery characteristic by using the separator which has oxidation resistance.

したがって、この発明の目的は、電池特性の劣化を抑制できるセパレータおよび電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a separator and a battery that can suppress deterioration of battery characteristics.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、基材層の少なくとも一主面上に、粒径が7nm〜380nmの無機物を含むマトリックス樹脂からなる樹脂層が設けられ、マトリックス樹脂は、平均分子量5万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含み、突き刺し強度が200gf〜480gfであるセパレータである。 In order to solve the above-described problem, the first invention provides a resin layer made of a matrix resin containing an inorganic substance having a particle size of 7 nm to 380 nm on at least one principal surface of the base material layer. look containing a polyvinylidene fluoride having an average molecular weight of from 50,000 to 1,000,000, piercing strength is separator is 200Gf~480gf.

第2の発明は、正極と負極とがセパレータを介して対向配置された電池であって、セパレータの基材層の少なくとも一主面上に、粒径が7nm〜380nmの無機物を含むマトリックス樹脂からなる樹脂層が設けられ、マトリックス樹脂は、平均分子量5万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含み、セパレータの突き刺し強度が200gf〜480gfである電池である。 A second invention is a battery in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other with a separator between the matrix resin containing an inorganic substance having a particle diameter of 7 nm to 380 nm on at least one main surface of the base material layer of the separator. resin layer is provided comprising, a matrix resin, saw contains a polyvinylidene fluoride having an average molecular weight from 50,000 to 1,000,000, piercing strength of the separator is the battery is 200Gf~480gf.

第1の発明および第2の発明では、セパレータは、基材層の少なくとも一主面上に無機物を有する樹脂層が設けられた構造とされるので、耐酸化性に優れ、これにより電池特性の劣化を抑制できる。   In the first invention and the second invention, the separator has a structure in which a resin layer having an inorganic substance is provided on at least one main surface of the base material layer. Deterioration can be suppressed.

この発明によれば、セパレータの耐久性を向上し、電池特性の劣化を抑制できる効果を奏する。   According to this invention, there is an effect that the durability of the separator can be improved and the deterioration of the battery characteristics can be suppressed.

この発明の第1の実施形態による非水電解質電池の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the nonaqueous electrolyte battery by 1st Embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体の一部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of a wound electrode body shown in FIG. 1. セパレータの一例の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of an example of a separator. セパレータの他の例の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of other examples of a separator. この発明の第2の実施形態による非水電解質電池の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the nonaqueous electrolyte battery by 2nd Embodiment of this invention. 図5に示した電池素子の一部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a part of the battery element shown in FIG. 5.

(1)第1の実施形態
(1−1)非水電解質電池の構成
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、この発明の第1の実施形態による微多孔膜を用いた二次電池の断面構造を表している。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Battery Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a secondary battery using a microporous membrane according to the first embodiment of the present invention.

この二次電池では、一対の正極および負極あたりの完全充電状態(以下、満充電状態と適宜称する)における開回路電圧が、例えば4.2V〜4.6Vの範囲内、または4.25V〜4.6Vの範囲内である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶1の内部に、帯状の正極2と帯状の負極3とがセパレータ4を介して巻回された巻回電極体20を有している。   In this secondary battery, the open circuit voltage in a fully charged state (hereinafter, appropriately referred to as a fully charged state) per pair of positive and negative electrodes is within a range of 4.2 V to 4.6 V, for example, or 4.25 V to 4 Within the range of .6V. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and is a wound electrode in which a strip-shaped positive electrode 2 and a strip-shaped negative electrode 3 are wound via a separator 4 inside a substantially hollow cylindrical battery can 1. It has a body 20.

電池缶1は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶1の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板5,6がそれぞれ配置されている。   The battery can 1 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 1, a pair of insulating plates 5 and 6 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶1の開放端部には、電池蓋7と、この電池蓋7の内側に設けられた安全弁機構8および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)9とが、ガスケット10を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶1の内部は、密閉されている。電池蓋7は、例えば、電池缶1と同様の材料により構成されている。安全弁機構8は、熱感抵抗素子9を介して電池蓋7と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板11が反転して電池蓋7と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子9は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット10は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   At the open end of the battery can 1, a battery lid 7, a safety valve mechanism 8 and a thermal resistance element (PTC element) 9 provided inside the battery lid 7 are interposed via a gasket 10. It is attached by caulking and the inside of the battery can 1 is sealed. The battery lid 7 is made of, for example, the same material as the battery can 1. The safety valve mechanism 8 is electrically connected to the battery lid 7 via a heat sensitive resistance element 9, and the disk plate 11 is reversed when the internal pressure of the battery becomes a certain level or more due to internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 7 and the wound electrode body 20 is cut off. The heat-sensitive resistor element 9 limits the current by increasing the resistance value when the temperature rises, and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 10 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20は、例えば、センターピン12を中心に巻回されている。巻回電極体20の正極2にはアルミニウムなどよりなる正極リード13が接続されており、負極3にはニッケルなどよりなる負極リード14が接続されている。正極リード13は安全弁機構8に溶接されることにより電池蓋7と電気的に接続されており、負極リード14は電池缶1に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 20 is wound around, for example, the center pin 12. A positive electrode lead 13 made of aluminum or the like is connected to the positive electrode 2 of the wound electrode body 20, and a negative electrode lead 14 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 3. The positive electrode lead 13 is electrically connected to the battery lid 7 by welding to the safety valve mechanism 8, and the negative electrode lead 14 is welded and electrically connected to the battery can 1.

[正極]
図2は、図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。図2に示すように、正極2は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体2Aと、正極集電体2Aの両面に設けられた正極合剤層2Bとを有している。なお、正極集電体2Aの片面のみに正極合剤層2Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。正極集電体2Aは、例えば、アルミニウム(Al)箔等の金属箔により構成されている。正極合剤層2Bは、例えば、正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤とを含んでいてもよい。
[Positive electrode]
FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the positive electrode 2 includes, for example, a positive electrode current collector 2A having a pair of opposed surfaces, and a positive electrode mixture layer 2B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 2A. In addition, you may make it have the area | region where the positive mix layer 2B was provided only in the single side | surface of 2 A of positive electrode collectors. The positive electrode current collector 2A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum (Al) foil. The positive electrode mixture layer 2B includes, for example, a positive electrode active material, and may include a conductive agent such as graphite and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary.

正極活物質としては、リチウムを含有する化合物、例えばリチウム酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物が適当であり、これらの2種以上を混合して用いてもよい。特に、エネルギー密度を高くするには、正極活物質としてLixMO2を主体とするリチウム複合酸化物を含んでいることが好ましい。なお、Mは1種類以上の遷移金属が好ましく、具体的には、コバルト(Co),ニッケル(Ni),マンガン(Mn),鉄(Fe),アルミニウム(Al),バナジウム(V)およびチタン(Ti)からなる群のうちの少なくとも1種が好ましい。また、xは、電池の充放電状態によって異なり、通常、0.05≦x≦1.10の範囲内の値である。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、例えば、LiaCoO2(a≒1)、LibNiO2(b≒1)あるいはLicNidCo1-d2(c≒1、0<d<1である。)が挙げられる。また、リチウム複合酸化物としては、スピネル構造を有するLieMn24(e≒1)、あるいは、オリビン構造を有するLifFePO4(f≒1)が挙げられる。 As the positive electrode active material, a lithium-containing compound, for example, lithium oxide, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium is suitable, and two or more of these may be used in combination. In particular, in order to increase the energy density, it is preferable that a lithium composite oxide mainly composed of LixMO2 is included as the positive electrode active material. M is preferably one or more transition metals, specifically, cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), aluminum (Al), vanadium (V) and titanium ( At least one of the group consisting of Ti) is preferred. In addition, x varies depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually a value in the range of 0.05 ≦ x ≦ 1.10. Specific examples of such lithium composite oxide include, for example, Li a CoO 2 (a≈1), Li b NiO 2 (b≈1), or Li c Ni d Co 1-d O 2 (c≈1, 0 <d <1). Examples of the lithium composite oxide include Li e Mn 2 O 4 (e≈1) having a spinel structure or Li f FePO 4 (f≈1) having an olivine structure.

より具体的には、以下に述べる(化1)〜(化5)で表された組成を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。   More specifically, a lithium transition metal composite oxide having a composition represented by (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 5) described below can be used.

(化1)
Li[LixMn(1-x-y-z)NiyM’z]O(2-a)b
(式中M’は、コバルト(Co),マンガン(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),ジルコニウム(Zr),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素を表す。xは0<x≦0.2、yは0.3≦y≦0.8、zは0≦z≦0.5、aは−0.1≦a≦0.2、bは0≦b≦0.1の範囲内の値である。)
(Chemical formula 1)
Li [Li x Mn (1- xyz) Ni y M 'z] O (2-a) F b
(Wherein M ′ is cobalt (Co), manganese (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu ), Zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W), and x represents at least one element. 0 <x ≦ 0.2, y is 0.3 ≦ y ≦ 0.8, z is 0 ≦ z ≦ 0.5, a is −0.1 ≦ a ≦ 0.2, b is 0 ≦ b ≦ 0 The value is within the range of .1.)

(化2)
LicNi(1-d)M’’d(2-e)f
(式中M’’は、コバルト(Co),マンガン(Mn),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素を表す。cは−0.1≦c≦0.1、dは0.005≦d≦0.5、eは−0.1≦e≦0.2、fは0≦f≦0.1の範囲内の値である。)
(Chemical formula 2)
Li c Ni (1-d) M '' d O (2-e) F f
(Where M ″ is cobalt (Co), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron ( It represents at least one element selected from Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). Is -0.1≤c≤0.1, d is 0.005≤d≤0.5, e is -0.1≤e≤0.2, and f is in the range of 0≤f≤0.1. Value.)

(化3)
LicCo(1-d)M’’’d(2-e)f
(式中M’’’は、ニッケル(Ni),マンガン(Mn),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素を表す。cは−0.1≦c≦0.1、dは0≦d≦0.5、eは−0.1≦e≦0.2、fは0≦f≦0.1の範囲内の値である。)
(Chemical formula 3)
Li c Co (1-d) M ''' d O (2-e) F f
(Where M ′ ″ is nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron It represents at least one element selected from (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). c is −0.1 ≦ c ≦ 0.1, d is 0 ≦ d ≦ 0.5, e is −0.1 ≦ e ≦ 0.2, and f is a value within the range of 0 ≦ f ≦ 0.1. .)

(化4)
LisMn2-tM’’’’tuv
(式中M’’’’は、コバルト(Co),ニッケル(Ni),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素を表す。sはs≧0.9、tは0.005≦t≦0.6、uは3.7≦u≦4.1、vは0≦v≦0.1の範囲内の値である。)
(Chemical formula 4)
Li s Mn 2-t M '''' t O u F v
(Where M ″ ″ is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), Represents at least one element selected from iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W) S is a value within a range of s ≧ 0.9, t is 0.005 ≦ t ≦ 0.6, u is 3.7 ≦ u ≦ 4.1, and v is a value within a range of 0 ≦ v ≦ 0.1. )

また、以下に述べる(化5)で表された組成を有するリチウム遷移金属複合リン酸塩も用いることができる。   Moreover, the lithium transition metal composite phosphate which has a composition represented by (Formula 5) described below can also be used.

(化5)
LiM’’’’’PO4
(式中M’’’’’は、コバルト(Co),マンガン(Mn),鉄(Fe),ニッケル(Ni),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),ニオブ(Nb),銅(Cu),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),タングステン(W),ジルコニウム(Zr)から選ばれた少なくとも一種以上の元素を表す。)
(Chemical formula 5)
LiM '''''PO 4
(Where M ′ ″ ″ is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti). , Vanadium (V), niobium (Nb), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W), zirconium (Zr) Represents one or more elements.)

[負極]
図2に示すように、負極3は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体3Aと、負極集電体3Aの両面に設けられた負極合剤層3Bとを有している。なお、負極集電体3Aの片面のみに負極合剤層3Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。負極集電体3Aは、例えば銅(Cu)箔などの金属箔により構成されている。負極合剤層3Bは、例えば、負極活物質を含んでおり、必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。
[Negative electrode]
As shown in FIG. 2, the negative electrode 3 includes, for example, a negative electrode current collector 3A having a pair of opposed surfaces, and a negative electrode mixture layer 3B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 3A. In addition, you may make it have the area | region in which the negative mix layer 3B was provided only in the single side | surface of 3 A of negative electrode collectors. The negative electrode current collector 3A is made of a metal foil such as a copper (Cu) foil. The negative electrode mixture layer 3B includes, for example, a negative electrode active material, and may include a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary.

負極活物質としては、リチウムを吸蔵および離脱することが可能な負極材料(以下、リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料と適宜称する。)を含んでいる。リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、例えば、炭素材料、金属化合物、酸化物、硫化物、LiN3などのリチウム窒化物、リチウム金属、リチウムと合金を形成する金属、あるいは高分子材料などが挙げられる。 The negative electrode active material includes a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (hereinafter, appropriately referred to as a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium). Examples of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium include carbon materials, metal compounds, oxides, sulfides, lithium nitrides such as LiN 3 , lithium metals, metals that form alloys with lithium, or polymer materials. Is mentioned.

炭素材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロール等が挙げられる。   Examples of the carbon material include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, and activated carbon. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body is a carbonized material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: Examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.

このようなリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料のなかでも、充放電電位が比較的リチウム金属に近いものが好ましい。負極3の充放電電位が低いほど電池の高エネルギー密度化が容易となるからである。なかでも炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができるとともに、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性を得ることができるので好ましい。   Among such negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium, those having a charge / discharge potential relatively close to lithium metal are preferable. This is because the lower the charge / discharge potential of the negative electrode 3, the easier the battery has a higher energy density. Among these, a carbon material is preferable because a change in crystal structure that occurs during charge / discharge is very small, a high charge / discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Moreover, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained.

リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、また、リチウム金属単体、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が挙げられる。これらは高いエネルギー密度を得ることができるので好ましく、特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本明細書において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうち2種以上が共存するものがある。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include lithium metal alone, a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium, an alloy, or a compound. These are preferable because a high energy density can be obtained, and in particular, when used together with a carbon material, a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained, and therefore, it is more preferable. Note that in this specification, alloys include those composed of one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. The structures include solid solutions, eutectics (eutectic mixtures), intermetallic compounds, or those in which two or more of them coexist.

このような金属元素あるいは半金属元素としては、スズ(Sn),鉛(Pb),アルミニウム,インジウム(In),ケイ素(Si),亜鉛(Zn),アンチモン(Sb),ビスマス(Bi),カドミウム(Cd),マグネシウム(Mg),ホウ素(B),ガリウム(Ga),ゲルマニウム(Ge),ヒ素(As),銀(Ag),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)またはハフニウム(Hf)が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式MasMbtLiu、あるいは化学式MapMcqMdrで表されるものが挙げられる。これら化学式において、Maはリチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、MbはリチウムおよびMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mcは非金属元素の少なくとも1種を表し、MdはMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、p、qおよびrの値はそれぞれs>0、t≧0、u≧0、p>0、q>0、r≧0である。 Examples of such metal elements or metalloid elements include tin (Sn), lead (Pb), aluminum, indium (In), silicon (Si), zinc (Zn), antimony (Sb), bismuth (Bi), and cadmium. (Cd), magnesium (Mg), boron (B), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), silver (Ag), zirconium (Zr), yttrium (Y) or hafnium (Hf). It is done. These alloys or compounds, for example, those represented by the chemical formula Ma s Mb t Li u or a chemical formula Ma p Mc q Md r,. In these chemical formulas, Ma represents at least one of a metal element and a metalloid element capable of forming an alloy with lithium, Mb represents at least one of a metal element and a metalloid element other than lithium and Ma, Mc represents at least one of nonmetallic elements, and Md represents at least one of metallic elements and metalloid elements other than Ma. The values of s, t, u, p, q, and r are s> 0, t ≧ 0, u ≧ 0, p> 0, q> 0, and r ≧ 0, respectively.

なかでも、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素あるいはスズ、またはこれらの合金あるいは化合物である。これらは、結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Among these, a simple substance, alloy or compound of a group 4B metal element or metalloid element in the short-period type periodic table is preferable, and silicon or tin, or an alloy or compound thereof is particularly preferable. These may be crystalline or amorphous.

この他、MnO2、V25、V613、NiS、MoSなど、リチウムを含まない無機化合物も、正負極のいずれかに用いることができる。 In addition, inorganic compounds that do not contain lithium, such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS, can be used for either the positive or negative electrode.

[電解液]
電解液としては、非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いることができる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネートおよびプロピレンカーボネートのうちの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。特に、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとを混合して含むようにすれば、よりサイクル特性を向上させることができるので好ましい。非水溶媒としては、また、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートまたはメチルプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステルの中から、少なくとも1種を含んでいることが好ましい。サイクル特性をより向上させることができるからである。
[Electrolyte]
As the electrolytic solution, a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent can be used. As the non-aqueous solvent, for example, it is preferable to contain at least one of ethylene carbonate and propylene carbonate. This is because the cycle characteristics can be improved. In particular, it is preferable to mix and contain ethylene carbonate and propylene carbonate because cycle characteristics can be further improved. The nonaqueous solvent preferably contains at least one of chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or methyl propyl carbonate. This is because the cycle characteristics can be further improved.

非水溶媒としては、さらに、2,4−ジフルオロアニソールおよびビニレンカーボネートのうちの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。2,4−ジフルオロアニソールは放電容量を改善することができ、ビニレンカーボネートはサイクル特性をより向上させることができるからである。特に、これらを混合して含んでいれば、放電容量およびサイクル特性を共に向上させることができるのでより好ましい。   The non-aqueous solvent preferably further contains at least one of 2,4-difluoroanisole and vinylene carbonate. This is because 2,4-difluoroanisole can improve discharge capacity, and vinylene carbonate can further improve cycle characteristics. In particular, it is more preferable that they are mixed and contained because both the discharge capacity and the cycle characteristics can be improved.

非水溶媒としては、さらに、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、これら化合物の水素基の一部または全部をフッ素基で置換したもの、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチル等のいずれか1種または2種以上を含んでいてもよい。   Non-aqueous solvents further include butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, those in which part or all of the hydrogen groups of these compounds are substituted with fluorine groups, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyl Tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropironitrile, N, N-dimethylformamide N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide or trimethyl phosphate may be included. Yes.

組み合わせる電極によっては、上記非水溶媒群に含まれる物質の水素原子の一部または全部をフッ素原子で置換したものを用いることにより、電極反応の可逆性が向上する場合がある。したがって、これらの物質を適宜用いることも可能である。   Depending on the electrode to be combined, the reversibility of the electrode reaction may be improved by using a material in which part or all of the hydrogen atoms of the substance contained in the non-aqueous solvent group are substituted with fluorine atoms. Therefore, these substances can be used as appropriate.

電解質塩であるリチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C654、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32、LiC(SO2CF33、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、LiBF2(ox)、LiBOB、あるいはLiBrが適当であり、これらのうちのいずれか1種または2種以上が混合して用いることができる。なかでも、LiPF6は、高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。 Examples of the lithium salt that is an electrolyte salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2. , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, LiBF 2 (ox), LiBOB, or LiBr are suitable, and one or more of these are used in combination. be able to. Among them, LiPF 6 is preferable because it can obtain high ion conductivity and can improve cycle characteristics.

[セパレータ]
以下、図3および図4を参照して、セパレータ4の構造の一例および他の例について説明する。図3は、セパレータ4の構造の一例を示す拡大断面図である。図3に示すように、セパレータ4は、基材層4bの一主面上に樹脂層4aが設けられた構造を有する。基材層4bの材料としては、従来の電池に使用されてきたものを利用することが可能である。そのなかでも、ショート防止効果に優れ、且つシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリオレフィン製微孔性フィルムを使用することが特に好ましい。
[Separator]
Hereinafter, an example of the structure of the separator 4 and other examples will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the structure of the separator 4. As shown in FIG. 3, the separator 4 has a structure in which a resin layer 4a is provided on one main surface of the base material layer 4b. As the material for the base material layer 4b, it is possible to use those used in conventional batteries. Among these, it is particularly preferable to use a polyolefin microporous film that is excellent in short-circuit prevention effect and that can improve battery safety by a shutdown effect.

具体的には、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン樹脂からなる微多孔膜が好ましい。なお、図3中に示す基材層4bは、単層の構造を有するが、基材層4bを多層構造としてもよい。多層構造の基材層4bとして、より具体的には、例えば、ポリプロピレン(PP)層と、ポリエチレン(PE)層と、PP層とを順次に積層した3層構造を有する微多孔膜等を用いることができる。   Specifically, for example, a microporous film made of polyethylene or polypropylene resin is preferable. In addition, although the base material layer 4b shown in FIG. 3 has a single layer structure, the base material layer 4b may have a multilayer structure. More specifically, for example, a microporous film having a three-layer structure in which a polypropylene (PP) layer, a polyethylene (PE) layer, and a PP layer are sequentially laminated is used as the base material layer 4b having a multilayer structure. be able to.

樹脂層4aは、無機物が担持された多孔性に富むマトリックス樹脂層である。マトリックス樹脂に無機物が担持された樹脂層4aを有することで、耐酸化性を得ることができ、セパレータ4の劣化を抑制できる。   The resin layer 4a is a highly porous matrix resin layer on which an inorganic substance is supported. By having the resin layer 4a in which an inorganic substance is supported on the matrix resin, oxidation resistance can be obtained and deterioration of the separator 4 can be suppressed.

マトリックス樹脂としては、より具体的には、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を用いることができ、また、これらの共重合体を用いることも可能である。   More specifically, as the matrix resin, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), hexafluoropropylene (HFP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like can be used, and these copolymers are used. It is also possible.

無機物としては、金属、半導体、またはこれらの酸化物、窒化物を挙げることができる。具体的に金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)等、半導体としては、例えば、ケイ素(Si)、ホウ素(B)等を挙げることができる。また、酸化物もしくは窒化物としては、アルミナ(Al23)、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、二酸化チタン(TiO2)、二酸化ケイ素(SiO2)等を挙げることができる。また、無機物としては、導電性が無く、入手性に優れるもので、且つ熱容量の大きなものが好ましい。熱容量が大きいと、電流発熱時のヒートシンクとして有用であり、熱暴走を抑えるように機能するからである。このような無機物としては、例えば、アルミナ(Al23)、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、二酸化チタン(TiO2)、二酸化ケイ素(SiO2)等を挙げることができる。 As the inorganic substance, a metal, a semiconductor, or an oxide or nitride thereof can be given. Specific examples of the metal include aluminum (Al) and titanium (Ti). Examples of the semiconductor include silicon (Si) and boron (B). Examples of the oxide or nitride include alumina (Al 2 O 3 ), boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), titanium dioxide (TiO 2 ), and silicon dioxide (SiO 2 ). Moreover, as an inorganic substance, a thing with no electrical conductivity, excellent availability, and a large heat capacity is preferable. This is because a large heat capacity is useful as a heat sink when heat is generated and functions to suppress thermal runaway. Examples of such inorganic substances include alumina (Al 2 O 3 ), boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), titanium dioxide (TiO 2 ), and silicon dioxide (SiO 2 ).

無機物の粒径としては、1nm〜10μmの範囲内が好ましい。1nmより小さいと、入手が困難であり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。10μmより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず電池容量が低くなるからである。   The particle size of the inorganic substance is preferably in the range of 1 nm to 10 μm. If it is smaller than 1 nm, it is difficult to obtain, and even if it can be obtained, it is not worth the cost. If it is larger than 10 μm, the distance between the electrodes becomes large, and a sufficient amount of active material cannot be obtained in a limited space, resulting in a low battery capacity.

樹脂層4aの形成方法としては、例えば、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材層4b上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒且つ上記溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させることで形成できる。   As a method for forming the resin layer 4a, for example, a slurry made of a matrix resin, a solvent and an inorganic substance is applied on the base material layer 4b, and the mixture is passed through a poor solvent of the matrix resin and a parent solvent bath of the solvent to cause phase separation. Then, it can be formed by drying.

セパレータ4の突き刺し強度としては、100gf〜1000gfの範囲内であることが好ましい。突き刺し強度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。   The puncture strength of the separator 4 is preferably in the range of 100 gf to 1000 gf. This is because if the piercing strength is low, a short circuit may occur, and if the piercing strength is high, the ionic conductivity decreases.

また、セパレータの透気度としては、30sec/100cc〜1000sec/100ccの範囲内であることが好ましい。透気度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。   In addition, the air permeability of the separator is preferably in the range of 30 sec / 100 cc to 1000 sec / 100 cc. This is because when the air permeability is low, a short circuit may occur, and when the air permeability is high, the ion conductivity decreases.

図4は、セパレータ4の構造の他の例を示す拡大断面図である。図4に示すように、セパレータ4は、基材層4bの両面に樹脂層4c、樹脂層4eが設けられた構造を有する。なお、セパレータ4の構造以外は、上述した一例と同様であるので詳しい説明を省略する。   FIG. 4 is an enlarged sectional view showing another example of the structure of the separator 4. As shown in FIG. 4, the separator 4 has a structure in which a resin layer 4c and a resin layer 4e are provided on both surfaces of a base material layer 4b. Since the structure other than the separator 4 is the same as the above-described example, detailed description thereof is omitted.

(1−2)非水電解質電池の製造方法
次に、この発明の第1の実施形態による非水電解質電池の製造方法について説明する。以下、一例として円筒型の非水電解質電池を挙げて、非水電解質電池の製造方法について説明する。
(1-2) Nonaqueous Electrolyte Battery Manufacturing Method Next, a nonaqueous electrolyte battery manufacturing method according to the first embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, a nonaqueous electrolyte battery manufacturing method will be described by taking a cylindrical nonaqueous electrolyte battery as an example.

正極2は、以下に述べるようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。   The positive electrode 2 is produced as described below. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to form a positive electrode mixture. Use slurry.

次に、この正極合剤スラリーを正極集電体2Aに塗布し溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極合剤層2Bを形成し、正極2を作製する。   Next, after applying this positive electrode mixture slurry to the positive electrode current collector 2A and drying the solvent, the positive electrode mixture layer 2B is formed by compression molding with a roll press or the like, and the positive electrode 2 is produced.

負極3は、以下に述べるようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。   The negative electrode 3 is produced as described below. First, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a negative electrode mixture slurry.

次に、この負極合剤スラリーを負極集電体3Aに塗布し溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極合剤層3Bを形成し、負極3を作製する。   Next, after applying this negative electrode mixture slurry to the negative electrode current collector 3A and drying the solvent, the negative electrode mixture layer 3B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 3 is produced.

次に、正極集電体2Aに正極リード13を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体3Aに負極リード14を溶接などにより取り付ける。次に、正極2と、負極3とをセパレータ4を介して巻回し、正極リード13の先端部を安全弁機構8に溶接すると共に、負極リード14の先端部を電池缶1に溶接して、巻回した正極2および負極3を一対の絶縁板5,6で挟み電池缶1の内部に収納する。   Next, the positive electrode lead 13 is attached to the positive electrode current collector 2A by welding or the like, and the negative electrode lead 14 is attached to the negative electrode current collector 3A by welding or the like. Next, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 are wound through the separator 4, and the tip of the positive electrode lead 13 is welded to the safety valve mechanism 8, and the tip of the negative electrode lead 14 is welded to the battery can 1. The rotated positive electrode 2 and negative electrode 3 are sandwiched between a pair of insulating plates 5 and 6 and stored in the battery can 1.

次に、電解液を電池缶1の内部に注入し、電解液をセパレータ4に含浸させる。次に、電池缶1の開口端部に電池蓋7、安全弁機構8および熱感抵抗素子9を、ガスケット10を介してかしめることにより固定する。以上により、この発明の第1の実施形態による非水電解質電池が作製される。   Next, an electrolytic solution is injected into the battery can 1 and the separator 4 is impregnated with the electrolytic solution. Next, the battery lid 7, the safety valve mechanism 8, and the heat sensitive resistance element 9 are fixed to the opening end of the battery can 1 by caulking through the gasket 10. As described above, the nonaqueous electrolyte battery according to the first embodiment of the present invention is manufactured.

この発明の第1の実施形態による非水電解質電池では、充電を行うと、例えば、正極2からリチウムイオンが離脱し、電解液を介して負極3に吸蔵される。放電を行うと、例えば、負極3からリチウムイオンが離脱し、電解液を介して正極2に吸蔵される。第1の実施形態では、セパレータ4が耐酸化性に優れたものであり、高エネルギー密度の非水電解液二次電池を提供できる。   In the nonaqueous electrolyte battery according to the first embodiment of the present invention, when charged, for example, lithium ions are released from the positive electrode 2 and inserted in the negative electrode 3 through the electrolytic solution. When discharging is performed, for example, lithium ions are detached from the negative electrode 3 and inserted into the positive electrode 2 through the electrolytic solution. In the first embodiment, the separator 4 has excellent oxidation resistance, and a high energy density non-aqueous electrolyte secondary battery can be provided.

(2)第2の実施形態
(2−1)非水電解質電池の構成
図3は、この発明の第2の実施形態による非水電解質電池の構造を示す。図3に示すように、この非水電解質電池は、電池素子30を防湿性ラミネートフィルムからなる外装材37に収容し、電池素子30の周囲を溶着することにより封止してなる。電池素子30には、正極リード32および負極リード33が備えられ、これらのリードは、外装材37に挟まれて外部へと引き出される。正極リード32および負極リード33のそれぞれの両面には、外装材37との接着性を向上させるために樹脂片34および樹脂片35が被覆されている。
(2) Second Embodiment (2-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Battery FIG. 3 shows the structure of a nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the nonaqueous electrolyte battery is sealed by housing the battery element 30 in an exterior material 37 made of a moisture-proof laminate film and welding the periphery of the battery element 30. The battery element 30 is provided with a positive electrode lead 32 and a negative electrode lead 33, and these leads are sandwiched between outer packaging materials 37 and pulled out to the outside. A resin piece 34 and a resin piece 35 are coated on both surfaces of the positive electrode lead 32 and the negative electrode lead 33 in order to improve the adhesion to the exterior material 37.

[外装材]
外装材37は、例えば、接着層、金属層、表面保護層を順次積層した積層構造を有する。接着層は高分子フィルムからなり、この高分子フィルムを構成する材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、無延伸ポリプロピレン(CPP)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)が挙げられる。金属層は金属箔からなり、この金属箔を構成する材料としては、例えばアルミニウム(Al)が挙げられる。また、金属箔を構成する材料としては、アルミニウム以外の金属を用いることも可能である。表面保護層を構成する材料としては、例えばナイロン(Ny)、ポリエチレンテレフタレート(PET)が挙げられる。なお、接着層側の面が、電池素子30を収納する側の収納面となる。
[Exterior material]
The packaging material 37 has, for example, a stacked structure in which an adhesive layer, a metal layer, and a surface protective layer are sequentially stacked. The adhesive layer is made of a polymer film. Examples of the material constituting the polymer film include polypropylene (PP), polyethylene (PE), unstretched polypropylene (CPP), linear low density polyethylene (LLDPE), and low density. A polyethylene (LDPE) is mentioned. The metal layer is made of a metal foil, and an example of a material constituting the metal foil is aluminum (Al). Moreover, it is also possible to use metals other than aluminum as a material which comprises metal foil. Examples of the material constituting the surface protective layer include nylon (Ny) and polyethylene terephthalate (PET). The surface on the adhesive layer side is a storage surface on the side where the battery element 30 is stored.

[電池素子]
この電池素子30は、例えば、図6に示すように、両面にゲル電解質層45が設けられた帯状の負極43と、セパレータ44と、両面にゲル電解質層45が設けられた帯状の正極42と、セパレータ44とを積層し、長手方向に巻回されてなる巻回型の電池素子30である。
[Battery element]
For example, as shown in FIG. 6, the battery element 30 includes a strip-like negative electrode 43 provided with a gel electrolyte layer 45 on both sides, a separator 44, and a strip-like positive electrode 42 provided with a gel electrolyte layer 45 on both sides. The battery element 30 is a wound type battery element 30 that is formed by laminating the separator 44 and wound in the longitudinal direction.

正極42は、帯状の正極集電体42Aと、この正極集電体42Aの両面に形成された正極活物質層42Bとからなる。正極集電体42Aは、例えばアルミニウム(Al)などからなる金属箔である。   The positive electrode 42 includes a strip-like positive electrode current collector 42A and a positive electrode active material layer 42B formed on both surfaces of the positive electrode current collector 42A. The positive electrode current collector 42A is a metal foil made of, for example, aluminum (Al).

正極42の長手方向の一端部には、例えばスポット溶接または超音波溶接で接続された正極リード32が設けられている。この正極リード32の材料としては、例えばアルミニウム等の金属を用いることができる。   One end of the positive electrode 42 in the longitudinal direction is provided with a positive electrode lead 32 connected by, for example, spot welding or ultrasonic welding. As a material of the positive electrode lead 32, for example, a metal such as aluminum can be used.

負極43は、帯状の負極集電体43Aと、この負極集電体43Aの両面に形成された負極活物質層43Bとからなる。負極集電体43Aは、例えば、銅(Cu)箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   The negative electrode 43 includes a strip-shaped negative electrode current collector 43A and a negative electrode active material layer 43B formed on both surfaces of the negative electrode current collector 43A. The negative electrode current collector 43A is made of, for example, a metal foil such as a copper (Cu) foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

また、負極43の長手方向の一端部にも正極42と同様に、例えばスポット溶接または超音波溶接で接続された負極リード33が設けられている。この負極リード33の材料としては、例えば銅(Cu)、ニッケル(Ni)等を用いることができる。   Similarly to the positive electrode 42, the negative electrode lead 33 connected by, for example, spot welding or ultrasonic welding is also provided at one end portion of the negative electrode 43 in the longitudinal direction. As a material of the negative electrode lead 33, for example, copper (Cu), nickel (Ni) or the like can be used.

ゲル電解質層45以外のことは、上述の第1の実施形態と同様であるので、以下ではゲル電解質層45について説明する。   Since things other than the gel electrolyte layer 45 are the same as those in the first embodiment, the gel electrolyte layer 45 will be described below.

ゲル電解質層45は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル電解質層45は高いイオン伝導率を得ることができるとともに、電池の漏液を防止できるので好ましい。電解液の構成(すなわち液状の溶媒、電解質塩および添加剤)は、第1の実施形態と同様である。   The gel electrolyte layer 45 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. The gel electrolyte layer 45 is preferable because it can obtain high ionic conductivity and prevent battery leakage. The configuration of the electrolytic solution (that is, the liquid solvent, the electrolyte salt, and the additive) is the same as that in the first embodiment.

高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンあるいはポリカーボネートを挙げることができる。特に電気化学的な安定性の点からは、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。   Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, and polysiloxane. , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, from the viewpoint of electrochemical stability, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, or polyethylene oxide is preferable.

(2−2)非水電解質電池の製造方法
次に、この発明の第2の実施形態による非水電解質電池の製造方法について説明する。まず、正極42および負極43のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶媒とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶媒を揮発させてゲル電解質層45を形成する。なお、予め正極集電体42Aの端部に正極リード32を溶接により取り付けるとともにに、負極集電体43Aの端部に負極リード33を溶接により取り付けるようにする。
(2-2) Method for Manufacturing Nonaqueous Electrolyte Battery Next, a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment of the present invention will be described. First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 42 and the negative electrode 43, and the mixed solvent is volatilized to form the gel electrolyte layer 45. The positive electrode lead 32 is attached to the end of the positive electrode current collector 42A in advance by welding, and the negative electrode lead 33 is attached to the end of the negative electrode current collector 43A in advance by welding.

次に、ゲル電解質層45が形成された正極42と負極43とをセパレータ44を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、巻回型の電池素子30を形成する。   Next, the positive electrode 42 and the negative electrode 43 on which the gel electrolyte layer 45 is formed are laminated via a separator 44 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction thereof to form a wound battery element 30. Form.

次に、ラミネートフィルムからなる外装材37を深絞り加工することで凹部36を形成し、電池素子30をこの凹部36に挿入し、外装材37の未加工部分を凹部36上部に折り返し、凹部36の外周部分を熱溶着し密封する。以上により、この発明の第2の実施形態による非水電解質電池が作製される。   Next, a recess 36 is formed by deep-drawing an exterior material 37 made of a laminate film, the battery element 30 is inserted into the recess 36, and an unprocessed portion of the exterior material 37 is folded back to the upper portion of the recess 36. The outer peripheral part of is thermally welded and sealed. As described above, the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment of the present invention is manufactured.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

Figure 0006226055
Figure 0006226055

表1は、実施例1〜実施例37および比較例1〜比較例10について示すものである。以下、表1を参照して、実施例1〜実施例37および比較例1〜比較例10について説明する。   Table 1 shows Examples 1 to 37 and Comparative Examples 1 to 10. Hereinafter, with reference to Table 1, Examples 1 to 37 and Comparative Examples 1 to 10 will be described.

正極は、次のようにして作製した。正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)98wt%と、アモルファス性炭素粉(ケッチェンブラック)0.8wt%と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.2wt%とを混合して正極合剤を調製した。この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーを作製した後、この正極合剤スラリーを帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布した。得られた塗布物を温風乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成型し、正極合剤層を形成した。   The positive electrode was produced as follows. A positive electrode mixture was prepared by mixing 98 wt% of lithium cobaltate (LiCoO2), 0.8 wt% of amorphous carbon powder (Ketjen black) and 1.2 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a positive electrode active material. . After this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a positive electrode mixture slurry, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil. . The obtained coated product was dried with hot air, and then compression molded with a roll press to form a positive electrode mixture layer.

負極は、次のようにして作製した。黒鉛粉末90wt%と、PVdF10wt%とを混合して負極合剤を調製した。この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーを作製した後、負極合剤スラリーを帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布し、さらに、これを加熱プレス成型することにより、負極合剤層を形成した。   The negative electrode was produced as follows. A negative electrode mixture was prepared by mixing 90 wt% of graphite powder and 10 wt% of PVdF. After this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to produce a negative electrode mixture slurry, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil. Was subjected to hot press molding to form a negative electrode mixture layer.

セパレータは、次のようにして作製した。まず、ポリフッ化ビリデン樹脂(平均分子量150000)にN−メチル−2ピロリドンを、質量比10:90で加え十分に溶解させ、PVdFのN−メチル−2ピロリドン10wt%溶液を作製した。   The separator was produced as follows. First, N-methyl-2pyrrolidone was added at a mass ratio of 10:90 and sufficiently dissolved in a poly (vinylidene fluoride) resin (average molecular weight of 150,000) to prepare a 10 wt% solution of PVdF in N-methyl-2pyrrolidone.

次に、上記溶液に無機物として、平均粒径250nmのAl23(アルミナ)微粉末をPVdF量に対し2倍量となるように添加し、良く攪拌し塗布スラリーを作製した。次に、作製したスラリーを卓上コーターにて、基材層としての厚さ16μmのポリエチレン(PE)製微多孔膜上に塗布し、ついで水浴で相分離させた後、熱風にて乾燥し、アルミナを担持した厚さ4μmのPVdF微多孔層を有する微多孔膜を得た。 Next, as an inorganic substance, Al 2 O 3 (alumina) fine powder having an average particle diameter of 250 nm was added to the solution so as to be twice the amount of PVdF, and stirred well to prepare a coating slurry. Next, the prepared slurry was coated on a 16 μm-thick polyethylene (PE) microporous membrane as a substrate layer with a tabletop coater, then phase-separated in a water bath, dried with hot air, and alumina. A microporous membrane having a PVdF microporous layer having a thickness of 4 μm carrying slag was obtained.

ここで、作製したセパレータについて、以下に説明する透気度および突き刺し強度の測定を行った。
透気度測定
透気度は、ガーレーデンソメーター(東洋精機所製)を用いて、JIS P8117により測定した。
突き刺し強度の測定
ハンディー圧縮試験機(KES−G5 カト−テック株式会社製)を用いて、先端の直径φ1.0mmのニードルを2mm/secで突き刺したときの最大荷重を突き刺し強度とした。
Here, the air permeability and puncture strength described below were measured for the produced separator.
Air permeability measurement The air permeability was measured according to JIS P8117 using a Gurley densometer (manufactured by Toyo Seiki).
Measurement of Puncture Strength Using a handy compression tester (KES-G5 manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), the maximum load when a needle having a diameter of φ1.0 mm was punctured at 2 mm / sec was defined as the puncture strength.

以上により測定した結果、実施例1のセパレータの透気度(JIS P8117)は、550sec/100ccであった。突き刺し強度は400gfでイオン透過性に優れたセパレータであった。   As a result of the above measurement, the air permeability (JIS P8117) of the separator of Example 1 was 550 sec / 100 cc. The puncture strength was 400 gf, and the separator was excellent in ion permeability.

次に、セパレータと正極と負極とを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し、渦巻型に多数回巻回することにより、ジェリーロール型の巻回電極体を作製した。   Next, the separator, the positive electrode, and the negative electrode were laminated in the order of the negative electrode, the separator, the positive electrode, and the separator, and wound many times in a spiral shape, thereby producing a jelly roll type wound electrode body.

巻回電極体を作製した後、巻回電極体を挟み込むように、巻回電極体の周面に対して垂直に一対の絶縁板を配設し、正極の集電をとるために、アルミニウム製の正極リードの一端を正極集電体から導出し、他端をディスク板を介して電池蓋と電気的に接続した。また、負極の集電をとるためにニッケル製の負極リードの一端を負極集電体から導出し、他端を電池缶に溶接した。また、巻回電極体を電池缶の内部に収納するとともに、電池缶の内部に電解液を減圧方式により注入した。   After producing the wound electrode body, a pair of insulating plates are arranged perpendicularly to the peripheral surface of the wound electrode body so as to sandwich the wound electrode body, and in order to collect the positive electrode, it is made of aluminum. One end of the positive electrode lead was led out from the positive electrode current collector, and the other end was electrically connected to the battery lid via a disk plate. Further, in order to collect the negative electrode current, one end of a nickel negative electrode lead was led out from the negative electrode current collector, and the other end was welded to the battery can. In addition, the wound electrode body was housed in the battery can, and the electrolyte was injected into the battery can by a reduced pressure method.

電解液には、エチレンカーボネート35wt%と、ジメチルカーボネート63wt%およびビニレンカーボネート2wt%とを混合した混合溶媒を調製した。さらに、この混合溶媒に対して、LiPF6を重量モル濃度が1.5mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。最後に、アスファルトを塗布したガスケットを介して電池缶をかしめることにより、安全弁機構、熱感抵抗素子および電池蓋を重ね合わせた状態で密閉した。以上により、実施例1の円筒型の非水電解液二次電池を作製した。 For the electrolytic solution, a mixed solvent in which 35 wt% of ethylene carbonate, 63 wt% of dimethyl carbonate and 2 wt% of vinylene carbonate were mixed was prepared. Further, a solution in which LiPF 6 was dissolved in this mixed solvent so that the molar concentration was 1.5 mol / kg was used. Finally, the battery can was caulked through a gasket coated with asphalt, and the safety valve mechanism, the heat sensitive resistance element, and the battery lid were hermetically sealed. Thus, a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 was produced.

次に、実施例1の二次電池について、以下に説明するフロート試験を行った。
フロート試験
満充電状態における開回路電圧が4.2V以上となるように充電を行い、高温過充電状態における充電電流値の変動を調べた。以下、この充電電流値変動をフロート特性と称する。フロート特性は、60℃に維持した高温槽内で1000hの定電流定電圧方式により行った。具体的には、500mAで定電流充電を開始した後、それぞれ端子間電圧が所定電圧まで上昇した時点で定電圧充電へ切り替えた。定電圧充電後の電流の立ち上がりまでの時間を測定し、フロート限界時間とした。
Next, the secondary battery of Example 1 was subjected to the float test described below.
Float test The battery was charged so that the open circuit voltage in a fully charged state was 4.2 V or higher, and the fluctuation of the charging current value in a high temperature overcharged state was examined. Hereinafter, this charging current value fluctuation is referred to as a float characteristic. The float characteristic was performed by a constant current constant voltage method of 1000 h in a high temperature bath maintained at 60 ° C. Specifically, after starting constant current charging at 500 mA, switching to constant voltage charging was performed when the voltage between terminals increased to a predetermined voltage. The time until the rise of the current after constant voltage charging was measured and defined as the float limit time.

実施例1では、満充電状態における開回路電圧が4.2Vとなるように充電し、フロート試験を行った。また、満充電状態における開回路電圧が4.2Vとなるように充電した後、540mA(0.2C)の定電流で、3.0Vとなるまで放電を行い容量を測定した。   In Example 1, the battery was charged so that the open circuit voltage in a fully charged state was 4.2 V, and a float test was performed. Moreover, after charging so that the open circuit voltage in a fully charged state was 4.2 V, discharging was performed at a constant current of 540 mA (0.2 C) until 3.0 V, and the capacity was measured.

表1に示すように、実施例1では、フロート限界時間は、1000時間を超え良好なフロート特性を示した。また、満充電での容量は、2500mAhであった。   As shown in Table 1, in Example 1, the float limit time exceeded 1000 hours and showed good float characteristics. The capacity at full charge was 2500 mAh.

<実施例2〜実施例9>
<実施例2>
実施例1と同様にして、実施例2の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.25Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 2 to Example 9>
<Example 2>
A secondary battery of Example 2 was produced in the same manner as Example 1. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.25V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例3>
実施例1と同様にして、実施例3の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.30Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 3>
A secondary battery of Example 3 was fabricated in the same manner as Example 1. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.30V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例4>
実施例1と同様にして、実施例4の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 4>
A secondary battery of Example 4 was produced in the same manner as Example 1. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例5>
実施例1と同様にして、実施例5の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.40Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 5>
A secondary battery of Example 5 was fabricated in the same manner as Example 1. Charging was performed so that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.40V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例6>
実施例1と同様にして、実施例6の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.45Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 6>
A secondary battery of Example 6 was made in the same manner as Example 1. Charging was performed so that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.45V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例7>
実施例1と同様にして、実施例7の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.50Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 7>
A secondary battery of Example 7 was produced in the same manner as Example 1. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.50V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例8>
実施例1と同様にして、実施例8の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.55Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 8>
A secondary battery of Example 8 was made in the same manner as Example 1. Charging was performed so that the open circuit voltage in a fully charged state was 4.55V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例9>
実施例1と同様にして、実施例9の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.60Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 9>
A secondary battery of Example 9 was produced in the same manner as Example 1. Charging was performed so that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.60V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例2〜実施例9では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 2 to 9, all exhibited good float characteristics.

<実施例10〜実施例14>
<実施例10>
無機物として、平均粒径7nmのアルミナ微粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例10の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 10 to Example 14>
<Example 10>
A secondary battery of Example 10 was made in the same manner as Example 1 except that alumina fine powder having an average particle diameter of 7 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例11>
無機物として、平均粒径16nmのアルミナ微粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例11の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 11>
A secondary battery of Example 11 was made in the same manner as Example 1 except that alumina fine powder having an average particle diameter of 16 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例12>
無機物として、平均粒径40nmのアルミナ微粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例12の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 12>
A secondary battery of Example 12 was made in the same manner as Example 1 except that alumina fine powder having an average particle diameter of 40 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例13>
無機物として、平均粒径140nmのアルミナ微粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例13の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 13>
A secondary battery of Example 13 was made in the same manner as Example 1 except that alumina fine powder having an average particle diameter of 140 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例14>
無機物として、平均粒径380nmのアルミナ微粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例14の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 14>
A secondary battery of Example 14 was made in the same manner as Example 1 except that alumina fine powder having an average particle diameter of 380 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例10〜実施例14では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 10 to 14, all exhibited good float characteristics.

<実施例15〜実施例18>
<実施例15>
無機物として、平均粒径140nmの窒化ホウ素(BN)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例15の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 15 to Example 18>
<Example 15>
A secondary battery of Example 15 was made in the same manner as Example 1 except that boron nitride (BN) having an average particle diameter of 140 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例16>
無機物として、平均粒径140nmの窒化アルミ(AlN)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例16の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 16>
A secondary battery of Example 16 was made in the same manner as Example 1 except that aluminum nitride (AlN) having an average particle diameter of 140 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例17>
無機物として、平均粒径140nmの二酸化チタン(TiO2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例17の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 17>
A secondary battery of Example 17 was made in the same manner as Example 1 except that titanium dioxide (TiO 2 ) having an average particle diameter of 140 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例18>
無機物として、平均粒径140nmの二酸化ケイ素(SiO2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例18の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 18>
A secondary battery of Example 18 was made in the same manner as Example 1 except that silicon dioxide (SiO 2 ) having an average particle diameter of 140 nm was used as the inorganic substance. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例15〜実施例18では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 15 to 18, all exhibited good float characteristics.

<実施例19〜実施例21>
<実施例19>
負極にリチウム(Li)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例19の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 19 to Example 21>
<Example 19>
A secondary battery of Example 19 was made in the same manner as Example 1 except that lithium (Li) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例20>
負極にケイ素(Si)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例20の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 20>
A secondary battery of Example 20 was made in the same manner as Example 1 except that silicon (Si) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例21>
負極にスズ−コバルト合金(Sn−Co)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例21の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 21>
A secondary battery of Example 21 was made in the same manner as Example 1 except that tin-cobalt alloy (Sn—Co) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例19〜実施例21では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 19 to 21, all exhibited good float characteristics.

<実施例22〜実施例25>
<実施例22>
基材層であるPE微多孔膜の厚さを5μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例22の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 22 to Example 25>
<Example 22>
A secondary battery of Example 22 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the PE microporous film as the base material layer was changed to 5 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例23>
基材層であるPE微多孔膜の厚さを7μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例23の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 23>
A secondary battery of Example 23 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the PE microporous film as the base material layer was changed to 7 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例24>
基材層であるPE微多孔膜の厚さを9μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例24の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 24>
A secondary battery of Example 24 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the PE microporous film as the base material layer was 9 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例25>
基材層であるPE微多孔膜の厚さを20μmとして以外は、実施例1と同様にして、実施例25の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 25>
A secondary battery of Example 25 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the PE microporous film as the base material layer was 20 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例22〜実施例25では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 22 to 25, all showed good float characteristics.

<実施例26>
基材層であるPE微多孔膜の代わりに、厚さ16μmの表層ポリプロピレン(PP)、内層PE、表層PPの3層微多孔膜を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例26の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 26>
In place of the PE microporous membrane as the base material layer, Example 3 was carried out in the same manner as in Example 1 except that a three-layer microporous membrane of 16 μm thick surface layer polypropylene (PP), inner layer PE, and surface layer PP was used. 26 secondary batteries were produced. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例26では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Example 26, all showed good float characteristics.

<実施例27〜実施例29>
<実施例27>
マトリックス樹脂としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例27の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 27 to Example 29>
<Example 27>
A secondary battery of Example 27 was made in the same manner as Example 1 except that polytetrafluoroethylene (PTFE) was used as the matrix resin. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例28>
マトリックス樹脂としてポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(PVdF−HEP)共重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例28の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 28>
A secondary battery of Example 28 was made in the same manner as Example 1, except that a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HEP) copolymer was used as the matrix resin. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例29>
マトリックス樹脂としてポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−ポリテトラフルオロエチレン(PVdF−HEP−PTFE)共重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例29の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 29>
A secondary battery of Example 29 was made in the same manner as Example 1 except that polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene-polytetrafluoroethylene (PVdF-HEP-PTFE) copolymer was used as the matrix resin. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例27〜実施例29では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 27 to 29, all showed good float characteristics.

<実施例30〜実施例32>
<実施例30>
平均分子量5万のPVdFを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例30の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 30 to Example 32>
<Example 30>
A secondary battery of Example 30 was made in the same manner as Example 1 except that PVdF having an average molecular weight of 50,000 was used. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例31>
平均分子量30万のPVdFを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例31の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 31>
A secondary battery of Example 31 was made in the same manner as Example 1 except that PVdF having an average molecular weight of 300,000 was used. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例32>
平均分子量100万のPVdFを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例32の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 32>
A secondary battery of Example 32 was made in the same manner as Example 1 except that PVdF having an average molecular weight of 1 million was used. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例30〜実施例32では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 30 to 32, all showed good float characteristics.

<実施例33〜実施例35>
<実施例33>
正極にLiCoO2/LiNiCoMnO2=8/2(質量比)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例33の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 33 to Example 35>
<Example 33>
A secondary battery of Example 33 was made in the same manner as Example 1 except that LiCoO 2 / LiNiCoMnO 2 = 8/2 (mass ratio) was used for the positive electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例34>
正極にLiNiMnO4を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例34の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 34>
A secondary battery of Example 34 was made in the same manner as Example 1 except that LiNiMnO 4 was used for the positive electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例35>
正極にコバルトリン酸リチウム(LiCoPO4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例35の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 35>
A secondary battery of Example 35 was made in the same manner as Example 1 except that lithium cobalt phosphate (LiCoPO 4 ) was used for the positive electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例33〜実施例35では、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 33 to 35, all showed good float characteristics.

<実施例36〜実施例37>
<実施例36>
樹脂層の厚みを1μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例36の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 36 to Example 37>
<Example 36>
A secondary battery of Example 36 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the resin layer was 1 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<実施例37>
樹脂層の厚みを10μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例37の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Example 37>
A secondary battery of Example 37 was made in the same manner as Example 1 except that the thickness of the resin layer was 10 μm. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、実施例36〜実施例37では、樹脂層の厚みが薄いほどフロート時間が短くなるが、いずれも良好なフロート特性を示した。   As shown in Table 1, in Examples 36 to 37, the thinner the resin layer, the shorter the float time, but all showed good float characteristics.

<比較例1>
実施例1と同様にして作製したスラリーを卓上コータにて、厚さ16μmのPE製微多孔膜上に塗布し、水浴で相分離させずに、熱風にて乾燥しアルミナを担持したPVdF層を有するPE微多孔膜を作製した。
<Comparative Example 1>
A slurry prepared in the same manner as in Example 1 was applied to a 16 μm thick PE microporous membrane with a desktop coater, dried in hot air without phase separation in a water bath, and a PVdF layer supporting alumina was formed. A PE microporous membrane was prepared.

比較例1では、セパレータの厚みは、20μmであったが、PVdF層が多孔性を持たず、空気の通過性がなく透気度は測定できなかった。すなわち、微多孔がなく、電解液の含浸性に乏しいイオン透過性のない膜となり、電池として機能しなかった。   In Comparative Example 1, the thickness of the separator was 20 μm, but the PVdF layer did not have porosity, no air permeability, and the air permeability could not be measured. That is, there was no microporosity and a membrane with poor ion permeability and poor ion permeability, and did not function as a battery.

<比較例2>
実施例1のスラリーを塗布しないで、厚さ20μmのPE微多膜を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative example 2>
A secondary battery of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the slurry of Example 1 was not used and a 20 μm thick PE fine film was used. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、150時間経過で電流の立ち上がりが見られ、微小ショートが発生していることがわかった。   As shown in Table 1, a current rise was observed after 150 hours, and it was found that a minute short circuit occurred.

<比較例3〜比較例5>
<比較例3>
負極にリチウム(Li)を用いた以外は、比較例2と同様にして、比較例3の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 3 to Comparative Example 5>
<Comparative Example 3>
A secondary battery of Comparative Example 3 was fabricated in the same manner as Comparative Example 2, except that lithium (Li) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<比較例4>
負極にケイ素(Si)を用いた以外は、比較例2と同様にして、比較例4の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 4>
A secondary battery of Comparative Example 4 was produced in the same manner as Comparative Example 2 except that silicon (Si) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<比較例5>
負極にスズ−コバルト合金(Sn−Co)を用いた以外は、比較例2と同様にして、比較例5の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.35Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 5>
A secondary battery of Comparative Example 5 was fabricated in the same manner as Comparative Example 2, except that tin-cobalt alloy (Sn—Co) was used for the negative electrode. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.35V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、比較例3では、150時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。比較例4では、100時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。比較例5では、100時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。   As shown in Table 1, in Comparative Example 3, it was found that a current rise was observed after 150 hours, and a micro short circuit occurred. In Comparative Example 4, it was found that a current rise was observed after 100 hours, and a micro short circuit occurred. In Comparative Example 5, it was found that a current rise was observed after 100 hours, and a micro short circuit occurred.

<比較例6>
比較例2と同様にして、比較例6の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.20Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 6>
A secondary battery of Comparative Example 6 was produced in the same manner as Comparative Example 2. Charging was performed so that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.20V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、比較例6では、400時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。   As shown in Table 1, in Comparative Example 6, it was found that a current rise was observed after 400 hours, and a micro short circuit occurred.

<比較例7>
比較例2と同様にして、比較例7の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.25Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 7>
A secondary battery of Comparative Example 7 was produced in the same manner as Comparative Example 2. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.25V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

比較例7では、400時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。   In Comparative Example 7, it was found that a current rise was observed after 400 hours, and a micro short circuit occurred.

<比較例8〜比較例10>
<比較例8>
比較例3と同様にして、比較例8の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.25Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 8 to Comparative Example 10>
<Comparative Example 8>
A secondary battery of Comparative Example 8 was produced in the same manner as Comparative Example 3. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.25V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<比較例9>
比較例4と同様にして、比較例9の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.25Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 9>
A secondary battery of Comparative Example 9 was produced in the same manner as Comparative Example 4. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.25V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

<比較例10>
比較例5と同様にして、比較例10の二次電池を作製した。満充電状態における開回路電圧が4.25Vとなるように充電を行った。次に、容量の測定およびフロート試験を行った。
<Comparative Example 10>
A secondary battery of Comparative Example 10 was produced in the same manner as Comparative Example 5. Charging was performed such that the open circuit voltage in the fully charged state was 4.25V. Next, capacity measurement and a float test were performed.

表1に示すように、比較例8では、110時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。比較例9では、95時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。比較例10では、104時間経過で電流の立ち上がりがみられ、微小ショートが発生していることがわかった。   As shown in Table 1, in Comparative Example 8, it was found that a current rise was observed after 110 hours, and a micro short circuit occurred. In Comparative Example 9, it was found that a current rise was observed after 95 hours, and a minute short circuit occurred. In Comparative Example 10, a current rise was observed after 104 hours, and it was found that a minute short circuit occurred.

この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、その形状においては、特に限定されない。円筒型、角型、コイン型、ボタン型等を呈するものであってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape is not particularly limited. It may be a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a button shape, or the like.

また、第1の実施形態では、電解質として、電解液を有する非水電解質電池、第2の実施形態では、電解質として、ゲル状電解質を有する非水電解質電池について説明したがこれらに限定されるものではない。   In the first embodiment, the non-aqueous electrolyte battery having an electrolyte as an electrolyte has been described. In the second embodiment, the non-aqueous electrolyte battery having a gel electrolyte as an electrolyte has been described. However, the present invention is not limited thereto. is not.

例えば、電解質としては、上述したものの他にイオン伝導性高分子を利用した高分子固体電解質、またはイオン伝導性無機材料を利用した無機固体電解質なども用いることも可能であり、これらを単独あるいは他の電解質と組み合わせて用いてもよい。高分子固体電解質に用いることができる高分子化合物としては、例えばポリエーテル、ポリエステル、ポリフォスファゼン、あるいはポリシロキサンなどを挙げることができる。無機固体電解質としては、例えばイオン伝導性セラミックス、イオン伝導性結晶、あるいはイオン伝導性ガラスなどを挙げることができる。   For example, as the electrolyte, in addition to the above-described ones, a polymer solid electrolyte using an ion conductive polymer or an inorganic solid electrolyte using an ion conductive inorganic material can be used. It may be used in combination with the electrolyte. Examples of the polymer compound that can be used for the polymer solid electrolyte include polyether, polyester, polyphosphazene, and polysiloxane. Examples of the inorganic solid electrolyte include ion conductive ceramics, ion conductive crystals, and ion conductive glass.

1・・・電池缶
2・・・正極
2A・・・正極集電体
2B・・・正極合剤層
3A・・・負極集電体
3B・・・負極合剤層
3・・・負極
4・・・セパレータ
4a,4c,4e・・・樹脂層
4b,4d・・・基材層
5,6・・・絶縁板
7・・・電池蓋
8・・・安全弁機構
9・・・熱感抵抗素子
10・・・ガスケット
11・・・ディスク板
12・・・センターピン
13・・・正極リード
14・・・負極リード
20・・・巻回電極体
30・・・電池素子
32・・・正極リード
33・・・負極リード
34,35・・・樹脂片
35・・・負極リード
36・・・凹部
37・・・外装材
42・・・正極
42A・・・正極集電体
42B・・・正極合剤層
43・・・負極
43A・・・負極集電体
43B・・・負極合剤層
44・・・セパレータ
45・・・ゲル電解質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery can 2 ... Positive electrode 2A ... Positive electrode collector 2B ... Positive electrode mixture layer 3A ... Negative electrode collector 3B ... Negative electrode mixture layer 3 ... Negative electrode 4. ··· Separator 4a, 4c, 4e ··· Resin layer 4b, 4d ··· Base material layer 5, 6 · · · Insulating plate 7 · · · Battery cover 8 · · · Safety valve mechanism DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gasket 11 ... Disc board 12 ... Center pin 13 ... Positive electrode lead 14 ... Negative electrode lead 20 ... Winding electrode body 30 ... Battery element 32 ... Positive electrode lead 33 ... Negative electrode lead 34, 35 ... Resin piece 35 ... Negative electrode lead 36 ... Recess 37 ... Exterior material 42 ... Positive electrode 42A ... Positive electrode current collector 42B ... Positive electrode mixture Layer 43 ... Negative electrode 43A ... Negative electrode current collector 43B ... Negative electrode mixture layer 44 ... Separator 45 ... Gel electrolyte layer

Claims (27)

正極と負極とがセパレータを介して対向配置された電池であって、
上記セパレータの基材層の少なくとも一主面上に、粒径が7nm〜380nmの無機物を含むマトリックス樹脂からなる樹脂層が設けられ、
上記マトリックス樹脂は、平均分子量5万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含み、
上記セパレータの突き刺し強度が200gf〜480gfである電池。
A battery in which a positive electrode and a negative electrode are arranged to face each other with a separator interposed therebetween,
A resin layer made of a matrix resin containing an inorganic substance having a particle size of 7 nm to 380 nm is provided on at least one main surface of the base material layer of the separator,
The matrix resin is seen containing an average molecular weight from 50,000 to 1,000,000 for polyvinylidene fluoride,
A battery in which the puncture strength of the separator is 200 gf to 480 gf .
請求項において、上記マトリックス樹脂は、平均分子量30万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含む電池。 According to claim 1, said matrix resin, cell including polyvinylidene fluoride having an average molecular weight of from 300,000 to 1,000,000. 請求項またはにおいて、上記負極は、リチウム(Li)、ケイ素(Si)及びスズ−コバルト合金(SnCo)の少なくとも一種を含む電池。 According to claim 1 or 2, the negative electrode, lithium (Li), silicon (Si) and tin - containing at least one cobalt alloy (SnCo) batteries. 請求項のいずれか一項において、上記無機物の粒径は、140nm〜380nmの範囲内である電池。 In any one of claims 1 to 3, the particle diameter of the inorganic substance is in the range of 140 nm to 380 nm batteries. 請求項のいずれか一項において、上記セパレータの透気度、30sec/100cc〜520sec/100ccの範囲内である電池。 In any one of claims 1 to 4, air permeability of the separator is in the range of 30sec / 100cc~520sec / 100cc battery. 請求項のいずれか一項において、上記セパレータの透気度は、290sec/100cc〜520sec/100ccの範囲内である電池。 The battery according to any one of claims 1 to 5 , wherein the separator has an air permeability in a range of 290 sec / 100 cc to 520 sec / 100 cc. 請求項のいずれか一項において、上記無機物は、金属酸化物、金属窒化物、半導体の酸化物及び半導体の窒化物の少なくとも一ある電池。 In any one of claims 1 to 6, the inorganic material, metal oxides, metal nitrides, at least one oxide and semiconductor nitride semiconductor cell. 請求項のいずれか一項において、上記無機物は、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、二酸化チタン及び二酸化ケイ素の少なくとも一である電池。 The battery according to any one of claims 1 to 7 , wherein the inorganic substance is at least one of alumina, boron nitride, aluminum nitride, titanium dioxide, and silicon dioxide. 請求項のいずれか一項において、上記基材層は、ポリプロピレン(PP)及びポリエチレン(PE)を含む電池。 The battery according to any one of claims 1 to 8 , wherein the base material layer includes polypropylene (PP) and polyethylene (PE) . 請求項1〜9のいずれか一項において、上記基材層は、ポリプロピレン(PP)層と、ポリエチレン(PE)層と、PP層とを順次積層した3層構造を有する電池。10. The battery according to claim 1, wherein the base material layer has a three-layer structure in which a polypropylene (PP) layer, a polyethylene (PE) layer, and a PP layer are sequentially laminated. 請求項1〜9のいずれか一項において、上記マトリックス樹脂が、上記ポリフッ化ビニリデン(PVDF)に加え、さらにヘキサフルオロプロピレン(HEP)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含み、PVdF−HEP−PTFE共重合体を形成している電池。The matrix resin according to any one of claims 1 to 9, wherein the matrix resin further contains hexafluoropropylene (HEP) and polytetrafluoroethylene (PTFE) in addition to the polyvinylidene fluoride (PVDF), and PVdF-HEP-PTFE. A battery forming a copolymer. 請求項1〜11のいずれか一項において、上記樹脂層は、上記トリックス樹脂に上記無機物が担持された層である電池。 According to any one of claims 1 to 11, the resin layer is a layer above inorganic substance carried on the Matrix resin battery. 請求項12のいずれか一項において、上記基材層の厚みは、5μm〜20μmである電池。 The battery according to any one of claims 1 to 12 , wherein the base material layer has a thickness of 5 µm to 20 µm . 請求項1〜13のいずれか一項において、上記樹脂層の厚みは、1μm〜10μmである電池。14. The battery according to claim 1, wherein the resin layer has a thickness of 1 μm to 10 μm. 請求項14のいずれか一項において、上記正極はリチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン複合酸化物、及び、リチウム−コバルト複合リン酸塩の少なくとも一を含む電池。 The positive electrode according to any one of claims 1 to 14 , wherein the positive electrode is a lithium-cobalt composite oxide, a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, a lithium-nickel-manganese composite oxide, and a lithium-cobalt composite phosphoric acid. A battery comprising at least one of the salts. 請求項において、上記負極は更に炭素材料を含む電池。 4. The battery according to claim 3, wherein the negative electrode further includes a carbon material. 請求項16のいずれか一項において、上記正極と上記セパレータの間、及び、上記負極と上記セパレータの間の少なくとも一方には、ゲル電解質層が設けられている電池。 The battery according to any one of claims 1 to 16 , wherein a gel electrolyte layer is provided between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator. 請求項17において、上記ゲル電解質層は、電解液と、該電解液を保持する高分子化合物を含む電池。 The battery according to claim 17, wherein the gel electrolyte layer includes an electrolytic solution and a polymer compound that holds the electrolytic solution. 請求項18において、上記高分子化合物は、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンあるいはポリカーボネートである電池。 19. The polymer compound according to claim 18, wherein the polymer compound is polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, or polyphosphazene. Batteries that are polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. 請求項16のいずれか一項において、上記正極と上記セパレータの間、及び、上記負極と上記セパレータの間の少なくとも一方には、高分子固体電解質または無機固体電解質が設けられている電池。 The battery according to any one of claims 1 to 16 , wherein a polymer solid electrolyte or an inorganic solid electrolyte is provided between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator. 請求項20のいずれか一項において、ラミネートフィルムからなる外装材に収容された電池。 21. The battery according to any one of claims 1 to 20 , wherein the battery is housed in an exterior material made of a laminate film. 請求項21において、上記外装材は、接着層、金属層、表面保護層が順次積層された積層構造を有する電池。 The battery according to claim 21, wherein the exterior material has a stacked structure in which an adhesive layer, a metal layer, and a surface protective layer are sequentially stacked. 請求項22のいずれか一項において、一対の上記正極及び上記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が4.2V〜4.6Vの範囲内であり、
フロート試験を行った場合のフロート限界時間が500時間以上である電池。
The open circuit voltage in a fully charged state per pair of the positive electrode and the negative electrode is in a range of 4.2 V to 4.6 V according to any one of claims 1 to 22 .
A battery having a float limit time of 500 hours or more when a float test is performed.
請求項22のいずれか一項において、一対の上記正極及び上記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が4.25V〜4.6Vの範囲内である電池。 The battery according to any one of claims 1 to 22 , wherein an open circuit voltage in a fully charged state per pair of the positive electrode and the negative electrode is in a range of 4.25V to 4.6V. 基材層の少なくとも一主面上に、粒径が7nm〜380nmの無機物を含むマトリックス樹脂からなる樹脂層が設けられ、
上記マトリックス樹脂は、平均分子量5万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含み、
突き刺し強度が200gf〜480gfであるセパレータ。
A resin layer made of a matrix resin containing an inorganic substance having a particle size of 7 nm to 380 nm is provided on at least one main surface of the base material layer,
The matrix resin is seen containing an average molecular weight from 50,000 to 1,000,000 for polyvinylidene fluoride,
A separator having a puncture strength of 200 gf to 480 gf .
請求項25において、上記マトリックス樹脂は、平均分子量30万〜100万のポリフッ化ビニリデンを含むセパレータ。 In claim 25, the matrix resin, the separator comprising a polyvinylidene fluoride having an average molecular weight 300,000 to 1,000,000. 請求項25または26において、上記無機物の粒径は、140nm〜380nmの範囲内であるセパレータ。 27. The separator according to claim 25 or 26, wherein a particle size of the inorganic substance is in a range of 140 nm to 380 nm .
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