JP6520565B2 - Lithium ion secondary battery and assembled battery - Google Patents

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Description

本発明はリチウムイオン二次電池及び組電池、特に、負極活物質の劣化を抑制したリチウムイオン二次電池及び組電池に関するものである。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery and a battery pack, and more particularly to a lithium ion secondary battery and a battery pack in which deterioration of a negative electrode active material is suppressed.

近年、リチウイオン二次電池は、モバイル機器などのような電子機器だけでなく、自動車などの輸送用機器の電源としても利用されるようになり高容量化が要求されている。現在実用化されている負極に黒鉛を用いるリチウムイオン二次電池は、電池容量は飽和状態にあり、大幅な高容量化は難しい。そこで、負極に黒鉛以外のSiなどのLiと合金化する材料を使用するリチウムイオン二次電池が開発されている。負極に黒鉛以外のLiと合金化する材料を使用したリチウムイオン二次電池は、充放電時の負極での膨張収縮が大きく、電池の耐久性が劣化するという問題があった。例えば、Liイオンを吸蔵した場合の体積膨張は、黒鉛材料では約1.2倍であるのに対し、Si材料ではSiとLiが合金化する際、アモルファス状態から結晶状態へ転移し大きな体積変化(約4倍)を起こすため、電極のサイクル寿命を低下させる。   In recent years, lithium-ion secondary batteries have come to be used not only as electronic devices such as mobile devices but also as power sources for transportation devices such as automobiles, and there is a demand for higher capacity. In lithium ion secondary batteries using graphite for the negative electrode currently put into practical use, the battery capacity is in a saturated state, and it is difficult to achieve a significant increase in capacity. Therefore, lithium ion secondary batteries have been developed which use, as the negative electrode, a material which is alloyed with Li such as Si other than graphite. A lithium ion secondary battery using a material which is alloyed with Li other than graphite for the negative electrode has a problem that the expansion and contraction at the negative electrode during charge and discharge are large, and the durability of the battery is deteriorated. For example, the volume expansion when occluding Li ions is about 1.2 times in the case of a graphite material, while in the case of Si material, when Si and Li are alloyed, it changes from an amorphous state to a crystalline state and a large volume change The cycle life of the electrode is reduced to cause (about 4 times).

また、Si負極活物質の場合、容量とサイクル耐久性はトレードオフの関係であり、高容量を示しつつ高サイクル耐久性を向上させることが困難であるといった問題があった。
こうした問題を解決するために、例えば、特許文献1では、SiAlを有するアモルファス合金を含む、リチウムイオン二次電池用の負極活物質が提案されている。この発明では、金属Mの含有量を最小限にすることで、高容量の他に、良好なサイクル寿命を示すとしている。
また、特許文献2では、電池の外装材を介して、内部に対して応力を加えることにより、負極活物質の膨張に伴う、電池膨張を抑制することが提案されている。
Further, in the case of the Si negative electrode active material, there is a trade-off relationship between capacity and cycle durability, and there is a problem that it is difficult to improve high cycle durability while showing high capacity.
In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 proposes a negative electrode active material for a lithium ion secondary battery, which includes an amorphous alloy having Si x M y Al. In the present invention, by minimizing the content of metal M, in addition to high capacity, good cycle life is indicated.
Moreover, in patent document 2, suppressing the battery expansion accompanying expansion of a negative electrode active material is proposed by applying stress with respect to the inside via the exterior material of a battery.

しかしながら、一般的な電池の充放電に伴う膨張とは異なり、シリコン系負極活物質における膨張においては、活物質自身が膨張によって割れて、導電ネットワークから脱離するあるいは、電解液等との副反応により失活してしまうことがある。そのため、電池外部から応力を加えることによる耐久性改善の試みは、膨張に伴う電極間距離の拡大を抑制するにとどまり、化学反応に由来する負極そのものの劣化を抑制するのには至っていない。   However, unlike expansion due to charging and discharging of a general battery, in expansion in a silicon-based negative electrode active material, the active material itself is cracked by expansion and detached from the conductive network, or a side reaction with an electrolyte or the like May be inactivated. Therefore, attempts to improve durability by applying stress from the outside of the battery have been limited to suppressing expansion of the inter-electrode distance due to expansion, and have not been able to suppress deterioration of the negative electrode itself derived from a chemical reaction.

特表2009−517850号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-517850 特開2011−91020号公報JP, 2011-91020, A

本発明の目的は、リチウムイオン二次電池およびこれを組み込んだ組電池において、負極活物質が充放電によって体積膨張することにより微粉化して散逸することによる電池の劣化を抑制することにある。   An object of the present invention is to suppress deterioration of a lithium ion secondary battery and an assembled battery incorporating the same, which is caused by pulverization and dissipation due to volumetric expansion of a negative electrode active material due to charge and discharge.

本発明の実施形態は、リチウムイオン二次電池の発電要素の外側に硬質磁性体が配置され、強磁性を有する負極活物質が磁力を有することによって、膨張収縮により負極活物質が微粉化しても微粉粒子同士が引き合うことによって散逸が抑制される。   In the embodiment of the present invention, the hard magnetic material is disposed outside the power generation element of the lithium ion secondary battery, and the negative electrode active material having ferromagnetism has a magnetic force, so that the negative electrode active material is pulverized due to expansion and contraction. Dissipation is suppressed by the mutual attraction of the fine powder particles.

リチウムイオン二次電池およびこれを組み込んだ組電池において、Liと合金化する材料を含む負極活物質が充放電によって体積膨張することにより微粉化して散逸することによる電池および組電池の劣化を抑制することができる。   In a lithium ion secondary battery and an assembled battery incorporating the same, the deterioration of the battery and the assembled battery due to the pulverization and dissipation due to volumetric expansion of the negative electrode active material containing a material to be alloyed with Li by volumetric expansion due to charge and discharge is suppressed be able to.

本発明の実施形態の扁平型リチウムイオン二次電池の全体構造を模式的に示した断面概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the cross-sectional schematic which showed typically the whole structure of the flat type lithium ion secondary battery of embodiment of this invention. 本発明の実施形態における硬質磁性体の配置例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the example of arrangement | positioning of the hard magnetic body in embodiment of this invention. 本発明の実施形態および従来例の負極の電極構造を模式的に示したものである。The electrode structure of the negative electrode of embodiment of this invention, and a prior art example is shown typically. 本発明の実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の全体構造を模式的に表した横断面概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the cross-sectional schematic which represented typically the whole structure of the cylindrical lithium ion secondary battery of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の組電池の外観図およびモジュール構造を模式的に示したものである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The external view of the assembled battery of embodiment of this invention, and a module structure are shown typically. 本発明の実施形態の組電池の全体構造を模式的に示した断面概略図である。It is the cross-sectional schematic which showed typically the whole structure of the assembled battery of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の組電池に組み込まれた扁平型電池の断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the flat type battery integrated in the assembled battery of embodiment of this invention.

本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池は、以下に説明する強磁性体を含む負極を用いて、該負極を含む発電要素の外側に硬質磁性体を配置されるものであればよく、他の構成要件に関しては、特に制限されるべきものではない。発電要素の外側に硬質磁性体を配置することにより、発電要素を構成する負極の強磁性体を含む負極活性物質が磁性を帯びるため、負極活物質の膨張によって割れが生じても、割れて微粉化した粒子同士が凝集し、散逸化を抑制することができる。
発電要素は、正極、負極、セパレータが積層されて構成され、その間に電解液を含むものである。該積層体は単層であってもよいが、通常は複数層厚さ方向に積層されたり、あるいは円柱状に巻かれた構造として発電要素を構成されてもよい。正極には、正極活物質(正極活性物質ともいう)が含まれ、負極は負極活物質(負極活性物質)が含まれる。
The lithium ion secondary battery according to one embodiment of the present invention may be any one in which a hard magnetic material is disposed on the outside of a power generation element including the negative electrode using a negative electrode including a ferromagnetic material described below, There is no particular restriction on the other configuration requirements. By arranging the hard magnetic body outside the power generation element, the negative electrode active material including the ferromagnetic material of the negative electrode constituting the power generation element becomes magnetic, so even if cracking occurs due to expansion of the negative electrode active material, it is broken and pulverized The solidified particles can be aggregated to suppress dissipation.
The power generation element is configured by laminating a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and includes an electrolytic solution therebetween. The laminate may be a single layer, but the power generating element may be configured as a structure that is usually stacked in a plurality of layer thickness directions, or cylindrically wound. The positive electrode contains a positive electrode active material (also referred to as a positive electrode active material), and the negative electrode contains a negative electrode active material (negative electrode active material).

硬質磁性体の材料としては強磁性体の破砕粉を凝集させる程度の磁束密度を有する磁性体であれば特に限定されない。例えば、硬質磁性体の磁束密度は0.05T以上であるとよい。磁束密度は0.05T以上であれば強磁性体の破砕粉を凝集させる効果を得ることができる。また、0.08T以上であればより凝集力が強くなり散逸を防止できる。硬質磁性体の磁束密度はさらに0.1T以上であってもよい。硬質磁性体は保磁力が大きく外部磁場に対して容易に減磁しないような磁性材料であればよく、一般的な磁石または永久磁石を使用することができる。硬質磁性体としては、フェライト磁石、NdFeB系磁石、SmCo系磁石等の希土類磁石、白金鉄、白金コバルト、FeCoCr合金等を使用することができるが、これに限定されるものではない。また、硬質磁性体は20℃における熱伝導性が0.5W/mk以上であってもよい。20℃における熱伝導性が0.5W/mk以上であると、電池内の熱を放出しやすくなる。   The material of the hard magnetic material is not particularly limited as long as it is a magnetic material having a magnetic flux density to such an extent that crushed powder of a ferromagnetic material is aggregated. For example, the magnetic flux density of the hard magnetic body may be 0.05 T or more. If the magnetic flux density is 0.05 T or more, the effect of aggregating the crushed powder of the ferromagnetic material can be obtained. Moreover, if it is 0.08 T or more, cohesion will become stronger and it can prevent dissipation. The magnetic flux density of the hard magnetic body may be 0.1 T or more. The hard magnetic material may be a magnetic material having a large coercive force and not easily demagnetized with respect to an external magnetic field, and a general magnet or a permanent magnet can be used. As the hard magnetic material, rare earth magnets such as ferrite magnets, NdFeB magnets, SmCo magnets, platinum iron, platinum cobalt, FeCoCr alloy, etc. can be used, but the present invention is not limited thereto. The hard magnetic material may have a thermal conductivity at 20 ° C. of 0.5 W / mk or more. If the thermal conductivity at 20 ° C. is 0.5 W / mk or more, heat in the battery is likely to be released.

負極活物質はLiと合金化することができる物質を含み、さらに、強磁性体を含む。Liと合金化できる物質はLiと合金化することにより電子を授受ができる物質であれば特に限定されないが、例えば、炭素(C)、シリコン(Si),錫(Sn)などから選択することできる。強磁性体は磁化曲線により得られる飽和磁束密度が1μT以上であると、破損しても凝集して散逸する傾向が強くなる。強磁性体は強磁性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、鉄(Fe),コバルト(Co),ニッケル(Ni)などの金属から選択することができる。通常、強磁性を有する金属とLiと合金化する元素は合金化して固溶状態にある。固溶状態にあることで、負極活物質全体が磁性を有することができる。炭素(C)は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、もしくはハードカーボンなどのいずれの形態であってもよい。また、負極活物質は他の元素や化合物、合金等を含んでもよい。   The negative electrode active material includes a material that can be alloyed with Li, and further includes a ferromagnetic material. The substance that can be alloyed with Li is not particularly limited as long as it can exchange electrons by alloying with Li, but can be selected from, for example, carbon (C), silicon (Si), tin (Sn), etc. . When the saturation magnetic flux density obtained by the magnetization curve is 1 μT or more, the ferromagnetic substance has a tendency to aggregate and dissipate even if it is broken. The ferromagnetic substance is not particularly limited as long as it is a material having ferromagnetism, but can be selected from, for example, metals such as iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) and the like. Usually, the ferromagnetic metal and the element to be alloyed with Li are alloyed and in a solid solution state. By being in a solid solution state, the entire negative electrode active material can have magnetism. Carbon (C) may be in any form such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon or hard carbon. The negative electrode active material may also contain other elements, compounds, alloys and the like.

本実施形態のリチウムイオン二次電池を形態・構造で区別した場合には、扁平型(積層型)電池、円筒型(巻回型)電池など、従来公知のいずれの形態・構造であってもよい。
また、本実施形態のリチウムイオン二次電池内の電気的な接続形態(電極構造)で見た場合、非双極型(内部並列接続タイプ)電池および双極型(内部直列接続タイプ)電池のいずれであってもよい。
本実施形態のリチウムイオン二次電池内の電解質層の種類で区別した場合には、電解質層に非水系の電解液等の溶液電解質を用いた溶液電解質型電池、電解質層に高分子電解質を用いたポリマー電池など従来公知のいずれの電解質層のタイプにも適用し得るものである。該ポリマー電池は、更に高分子ゲル電解質(単にゲル電解質ともいう)を用いたゲル電解質型電池、高分子固体電解質(単にポリマー電解質ともいう)を用いた固体高分子(全固体)型電池に分けられる。
When the lithium ion secondary battery of the present embodiment is distinguished by form and structure, any form and structure conventionally known such as flat type (laminated type) battery and cylindrical type (wound type) battery can be used. Good.
In addition, when viewed from the electrical connection form (electrode structure) in the lithium ion secondary battery of the present embodiment, either the non-bipolar (internal parallel connection type) battery or the bipolar (internal serial connection type) battery It may be.
When the type of electrolyte layer in the lithium ion secondary battery of this embodiment is distinguished, a solution electrolyte type battery using a solution electrolyte such as a non-aqueous electrolyte solution in the electrolyte layer, and a polymer electrolyte in the electrolyte layer are used. The present invention is applicable to any of the conventionally known electrolyte layer types such as polymer batteries. The polymer battery is further divided into a gel electrolyte battery using a polymer gel electrolyte (also referred to simply as a gel electrolyte) and a solid polymer (all solid) battery using a polymer solid electrolyte (also referred to simply as a polymer electrolyte). Be

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。これらは実施形態であって、本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に包含される他の実施形態が有り得ることは言うまでもない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. These are embodiments, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that there may be other embodiments included in the claims. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional proportions of the drawings are exaggerated for the convenience of the description, and may differ from the actual proportions.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態のリチウムイオン二次電池の全体構造を模式的に表した断面概略図である。図1に示されるように、本実施形態は扁平型(積層型)のリチウムイオン二次電池である。
図1に示すように、第1実施形態に係るリチウムイオン二次電池10は、負極11と、セパレータ17と、正極12とを交互に複数積層することにより形成される発電要素1を外装材9によって封止している。リチウムイオン二次電池10は、負極端子板5と、正極端子板7とを有している。
First Embodiment
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the entire structure of the lithium ion secondary battery of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the present embodiment is a flat type (stacked type) lithium ion secondary battery.
As shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 10 according to the first embodiment includes an exterior member 9 formed of a plurality of power generation elements 1 formed by alternately stacking a plurality of negative electrodes 11, separators 17 and positive electrodes 12. Sealed by The lithium ion secondary battery 10 has a negative electrode terminal plate 5 and a positive electrode terminal plate 7.

図1を参照して、リチウムイオン二次電池10は、充放電反応が進行する略矩形の発電要素1を外装材9であるラミネートシートの内部に封止している。発電要素1は、負極11と、セパレータ17と、正極12とを積層した構成を有している。隣接する負極11、セパレータ17、正極12は、1つの単電池層19を形成する。発電要素1は、単電池層19が複数積層することによって、電気的に並列接続してなる構成を有している。なお、リチウムイオン二次電池10は、図1に示すリチウムイオン二次電池10の負極11および正極12の配置を逆にして、発電要素1の両最外層に正極12が位置するようにしてもよい。
リチウムイオン二次電池10は、長方形状の扁平な形状を有し、対向する両端から電力を取り出すための負極端子板5、正極端子板7を引き出している。外装材9の周囲を熱溶着することによって、負極端子板5および正極端子板7を引き出した状態で、発電要素1を密封している。
Referring to FIG. 1, in a lithium ion secondary battery 10, a substantially rectangular power generation element 1 in which a charge / discharge reaction proceeds is sealed inside a laminate sheet which is an exterior material 9. The power generation element 1 has a configuration in which a negative electrode 11, a separator 17, and a positive electrode 12 are stacked. The adjacent negative electrode 11, separator 17 and positive electrode 12 form one unit cell layer 19. The power generation element 1 has a configuration formed by electrically connecting in parallel by stacking a plurality of unit cell layers 19. In the lithium ion secondary battery 10, the positive electrode 12 is positioned on both outermost layers of the power generation element 1 by reversing the arrangement of the negative electrode 11 and the positive electrode 12 of the lithium ion secondary battery 10 shown in FIG. Good.
The lithium ion secondary battery 10 has a rectangular flat shape, and draws out the negative electrode terminal plate 5 and the positive electrode terminal plate 7 for extracting electric power from opposite ends. The heat generating element 1 is sealed in a state where the negative electrode terminal plate 5 and the positive electrode terminal plate 7 are drawn out by heat welding around the exterior material 9.

<硬質磁性体>
本実施形態においては、外装材9であるラミネートフィルムの内部に硬質磁性体を含む心材3が含まれている。心材3は硬質磁性材料をシート状に形成したもので、その両面をラミネートフィルムにより融着されている。外装材9中に硬質磁性体を心材3として含めることにより、電池スペースを有効活用することができる。また、硬質磁性体は外装材9の内部に配置されてもよいし、外装材9の外側または内側に配置されてもよい、硬質磁性体の形態は、電池モジュール内に固定できる形態であればどのような形態であってもよい。硬質磁性材料そのものの形態、バインダ樹脂と硬質磁性体粉末から形成した硬質磁性シートの形態、あるいは外装材9に塗布することによって形成した硬質磁性層などいずれの形態であってもよい。
硬質磁性体は、例えば、バインダとして弾性を有するゴム状組成物を使用してゴム状弾性体とすることにより、電池モジュール内での圧縮に対応できる構造としてもよい。ゴム状弾性体の弾性率は100MPa以下であってよい。また、ゴム状弾性体として電池外装材の外面等に設置することによりリチウイオン電池の耐衝撃性を高めることができる。
<Hard magnetic material>
In the present embodiment, the core material 3 including the hard magnetic material is included in the inside of the laminate film which is the packaging material 9. The core material 3 is formed of a hard magnetic material in the form of a sheet, and both surfaces thereof are fused by a laminate film. By including the hard magnetic material as the core material 3 in the sheathing material 9, the battery space can be effectively used. In addition, the hard magnetic body may be disposed inside the exterior material 9, or may be disposed outside or inside the exterior material 9. The form of the hard magnetic body is a form that can be fixed in the battery module It may be in any form. It may be in any form such as the form of the hard magnetic material itself, the form of a hard magnetic sheet formed of a binder resin and a hard magnetic powder, or the hard magnetic layer formed by applying the package material 9.
The hard magnetic body may have a structure capable of coping with compression in the battery module, for example, by using a rubber-like composition having elasticity as a binder to form a rubber-like elastic body. The elastic modulus of the rubber-like elastic body may be 100 MPa or less. Moreover, the impact resistance of a lithium ion battery can be improved by installing in the outer surface etc. of a battery exterior material as a rubber-like elastic body.

図2は硬質磁性体の配置例を模式的に示した図である。例えば、硬質磁性体22は、図2(a)に示すようにラミネートフィルムで形成される外装材21の上下面に配置されてもよいし、図2(b)に示すように、ラミネートフィルムで形成される外装材21の側面に配置されてもよい。また、図2(c)〜(d)に示されるように、発電要素を含む複数の外装材21間/およびまたは側面に配置されてもよい。硬質磁性シートは接着性を有するシート材料とすることにより発電要素の外装材21同士を接着することができる。このように発電要素との位置関係を適切に選択することにより、硬質磁性体からの磁力線を電極膜厚方向に透過するようにすることができ、負極活物質の磁化をより強くすることができる。
図1に戻って、リチウムイオン二次電池10の構成は、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。リチウムイオン二次電池10に使用することのできる負極11の集電体11aおよび負極活物質層13、正極12の集電体12aおよび正極活物質層15、セパレータ17等について説明する。
FIG. 2 is a view schematically showing an arrangement example of the hard magnetic material. For example, the hard magnetic body 22 may be disposed on the upper and lower surfaces of the packaging material 21 formed of a laminate film as shown in FIG. 2 (a), or as shown in FIG. 2 (b) You may arrange | position to the side of the exterior material 21 formed. Moreover, as shown in FIG.2 (c)-(d), you may arrange | position between the several exterior materials 21 containing an electric power generation element, and / or the side surface. When the hard magnetic sheet is made of an adhesive sheet material, the outer covering materials 21 of the power generation element can be adhered. By appropriately selecting the positional relationship with the power generation element as described above, magnetic lines of force from the hard magnetic material can be transmitted in the film thickness direction of the electrode, and the magnetization of the negative electrode active material can be made stronger. .
Returning to FIG. 1, the configuration of the lithium ion secondary battery 10 may be any known material used for a general lithium ion secondary battery, and is not particularly limited. The current collector 11a and the negative electrode active material layer 13 of the negative electrode 11 that can be used for the lithium ion secondary battery 10, and the current collector 12a and the positive electrode active material layer 15 of the positive electrode 12, and the separator 17 will be described.

<負極>
負極11は、負極集電体11aの両面に負極活物質層13が形成されている。
負極11の負極集電体11aは、例えば、ステンレススチール箔である。しかし、これに特に限定することなく、例えばアルミニウム箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材を、利用することも可能である。
負極11の負極活物質層13は、Liと合金化できる物質と強磁性体を含む。Liと合金化できる物質はLiと合金化することにより電子を授受できる物質であれば特に限定されないが、炭素(C),シリコン(Si)、錫(Sn)の1種などから選択することができる。炭素(C)は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボンまたはハードカーボンなどのいずれの形態であってもよい。強磁性体は強磁性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、鉄(Fe),コバルト(Co)、ニッケル(Ni)の1種以上などから選択することができる。また、負極活物質はこれら以外の元素、化合物、合金等を含んでもよい。例えば、チタン酸化物やシリコン酸化物、リチウムと遷移金属の複合化合物、Li合金などが挙げられる。
<Negative electrode>
In the negative electrode 11, a negative electrode active material layer 13 is formed on both sides of the negative electrode current collector 11a.
The negative electrode current collector 11a of the negative electrode 11 is, for example, a stainless steel foil. However, without being particularly limited to this, it is also possible to use a plated material of, for example, aluminum foil, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, or a combination of these metals.
The negative electrode active material layer 13 of the negative electrode 11 contains a substance that can be alloyed with Li and a ferromagnetic material. The substance that can be alloyed with Li is not particularly limited as long as it is a substance that can give and receive an electron by alloying with Li, but can be selected from one of carbon (C), silicon (Si) and tin (Sn) it can. Carbon (C) may be in any form such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon or hard carbon. The ferromagnetic substance is not particularly limited as long as it is a material having ferromagnetism, but can be selected from one or more of iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and the like. In addition, the negative electrode active material may contain other elements, compounds, alloys and the like. For example, titanium oxide, silicon oxide, a composite compound of lithium and a transition metal, Li alloy and the like can be mentioned.

上記のように負極活物質は磁力を有し、磁化曲線により得られる飽和磁束密度が1μT以上であってもよい。飽和磁束密度が1μT以上あると、負極活物質はLiとの合金化により膨張して微粉化しても凝集する傾向が強くなる。図3は、この様子を模式的に示したものであり、図3(a)は負極の構造として、集電体31上に負極活物質32、バインダ34および導電助剤33を含む電極層が形成されている。図3(b)に示すように負極活物質32が磁力を有しない場合は、電池を繰り返し使用し続けると負極活物質32が破損し微粉化して散逸するという問題が生じる。これに対して、図3(c)に示すように、発電要素(図示しない)の外側に硬質磁性体(図示しない)を配置し、負極活物質32として強磁性体を使用すると、負極活物質32は磁力を有するため微粉化しても磁性粒子同士が凝集して散逸化を防止ですることがきる。
なお、図3は本発明の実施態様の作用を説明するために概念的に示した模式図に過ぎず、本発明はこのような作用等によって限定されるものではない。
As described above, the negative electrode active material may have a magnetic force, and the saturation magnetic flux density obtained by the magnetization curve may be 1 μT or more. When the saturation magnetic flux density is 1 μT or more, the negative electrode active material tends to aggregate even if it is expanded and pulverized by alloying with Li. FIG. 3 schematically shows this state, and FIG. 3 (a) shows the structure of the negative electrode, in which the electrode layer containing the negative electrode active material 32, the binder 34 and the conductive additive 33 on the current collector 31. It is formed. As shown in FIG. 3B, when the negative electrode active material 32 does not have a magnetic force, there is a problem that the negative electrode active material 32 is broken, pulverized and dissipated when the battery is repeatedly used. On the other hand, as shown in FIG. 3C, when a hard magnetic body (not shown) is disposed outside the power generation element (not shown) and a ferromagnetic body is used as the negative electrode active material 32, the negative electrode active material Since No. 32 has a magnetic force, even if it is pulverized, magnetic particles can be aggregated to prevent dissipation.
Note that FIG. 3 is only a schematic view conceptually illustrating the operation of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by such an operation or the like.

<正極>
図1に戻って、正極12は、正極集電体12aの両面に正極活物質層15が形成されている。
正極集電体12aは、負極集電体11aに使用できる材料と同じ材料を使用することができる。
正極12の正極活物質層15は、一般に公知の材料を使用することができる。例えば、LiMnなどのリチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属硫酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、固溶体系、3元系、NiMn系、NiCo系、スピネルMn系などが挙げられるが、これに特に限定されるものではない。なお、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。
負極活物質13および正極活物質15には、必要に応じて、バインダおよび導電助剤を添加することができる。
<Positive electrode>
Returning to FIG. 1, in the positive electrode 12, the positive electrode active material layer 15 is formed on both sides of the positive electrode current collector 12 a.
As the positive electrode current collector 12a, the same material as that which can be used for the negative electrode current collector 11a can be used.
A generally known material can be used for the positive electrode active material layer 15 of the positive electrode 12. For example, lithium such as LiMn 2 0 4 - mentioned transition metal phosphate compound, a solid solution system, ternary, NiMn-based, NiCo system, and spinel Mn system - transition metal composite oxide, lithium - transition metal sulfates, lithium However, the invention is not particularly limited thereto. From the viewpoint of capacity and output characteristics, it is preferable to apply a lithium-transition metal composite oxide.
A binder and a conductive support agent can be added to the negative electrode active material 13 and the positive electrode active material 15 as necessary.

<バインダ>
バインダは、活物質同士または活物質と集電体とを結着させて電極構造を維持する目的で添加される。正極活物質層に用いられるバインダとしては公知バインダのいずれも使用できる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、スチレン・ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアミドイミドなどが使用されるが、これに限定されるものではない。これらの好適なバインダは、耐熱性に優れ、さらに電位層が非常に広く正極電位、負極電位双方に安定であり活物質層に使用が可能となる。これらのバインダは、1種単独で用いてもよいし、2種併用してもよい。
<Binder>
The binder is added for the purpose of binding the active materials or the active material and the current collector to maintain the electrode structure. As a binder used for a positive electrode active material layer, any of a well-known binder can be used. For example, polyvinylidene fluoride, polyimide, styrene butadiene rubber, carboxymethylcellulose, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, polyamide, polyamide imide and the like are used, but it is not limited thereto. These suitable binders are excellent in heat resistance, and furthermore, the potential layer is very wide and stable to both the positive electrode potential and the negative electrode potential, and can be used for the active material layer. These binders may be used alone or in combination of two or more.

<導電助剤>
導電助剤とは、正極活物質層または負極活物質層の導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維などの炭素材料が挙げられる。活物質層が導電助剤を含むと、活物質層の内部における電子ネットワークが効果的に形成され、電池の出力特性の向上に寄与しうる。
<Conductive agent>
The conductive aid refers to an additive compounded to improve the conductivity of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. Examples of the conductive aid include carbon materials such as carbon black such as acetylene black, graphite and vapor grown carbon fiber. When the active material layer contains a conductive additive, an electronic network inside the active material layer is effectively formed, which can contribute to the improvement of the output characteristics of the battery.

<セパレータ>
セパレータ17は、ポーラス形状を有し、通気性を有する。セパレータ30は、電解質が含浸することによって電解質層を構成する。電解質層であるセパレータ30の素材は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のPE(ポリエチレン)である。しかし、これに特に限定することなく、例えばPP(ポリプロピレン)などの他のポリオレフィン、PP/PE/PPの3層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することも可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。
<Separator>
The separator 17 has a porous shape and is breathable. The separator 30 constitutes an electrolyte layer by being impregnated with the electrolyte. The material of the separator 30, which is an electrolyte layer, is, for example, porous PE (polyethylene) having air permeability which can permeate the electrolyte. However, it is also possible to use other polyolefins such as PP (polypropylene), laminates having a three-layer structure of PP / PE / PP, polyamides, polyimides, aramids, non-woven fabrics, etc. without particular limitation thereto. is there. The non-woven fabric is, for example, cotton, rayon, acetate, nylon, polyester.

<電解質>
電解質のホストポリマーは、例えば、HFP(ヘキサフルオロプロピレン)コポリマーを10%含むPVDF−HFP(ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体)である。しかし、これに特に限定することなく、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子(固体高分子電解質)を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、PAN(ポリアクリロニトリル)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)である。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、PEO(ポリエチレンオキシド)やPPO(ポリプロピレンオキシド)である。
<Electrolyte>
The electrolyte host polymer is, for example, PVDF-HFP (copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene) containing 10% of HFP (hexafluoropropylene) copolymer. However, without being limited thereto, it is also possible to apply another polymer having no lithium ion conductivity or a polymer having a ion conductivity (solid polymer electrolyte). Other polymers having no lithium ion conductivity are, for example, PAN (polyacrylonitrile) and PMMA (polymethyl methacrylate). The polymer having ion conductivity is, for example, PEO (polyethylene oxide) or PPO (polypropylene oxide).

ホストポリマーが保持する電解液は、例えば、PC(プロピレンカーボネート)およびEC(エチレンカーボネート)からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩(LiPF)を含んでいる。有機溶媒は、PCおよびECに特に限定せず、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、LiPFに特に限定することなく、その他の無機酸陰イオン塩、LiCFSO等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。 The electrolytic solution held by the host polymer contains, for example, an organic solvent composed of PC (propylene carbonate) and EC (ethylene carbonate), and a lithium salt (LiPF 6 ) as a supporting salt. The organic solvent is not particularly limited to PC and EC, and other cyclic carbonates, linear carbonates such as dimethyl carbonate, and ethers such as tetrahydrofuran can be applied. Lithium salt, without particularly limited to LiPF 6, other inorganic acid anion salts, organic acid anion salts such as LiCF 3 SO 3, can be applied.

負極11および正極12の厚さは、特に限定されず、電池の使用目的を考慮して設定することができる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、負極活物質に強磁性体が含まれ、負極を含む発電要素が、硬質磁性体を心材として含む外装材によって囲われているため、負極活物質は磁力を有している。このため、リチウムイオン二次電池の充電の際に負極活材料にLiイオンが吸蔵され膨張、粉砕しても、粉砕された負極活物質は磁力によって凝集するために散逸することがない。したがって、負極活物質としてLiとの合金化による膨張率の高い材料を使用してもリチウムイオン二次電池の耐久性を向上することが可能となる。
The thickness of the negative electrode 11 and the positive electrode 12 is not particularly limited, and can be set in consideration of the purpose of use of the battery.
In the lithium ion secondary battery of the present embodiment, the negative electrode active material contains a ferromagnetic material, and the power generation element including the negative electrode is surrounded by the outer covering material including the hard magnetic material as a core material. have. For this reason, even if Li ions are absorbed in the negative electrode active material and expanded and crushed during charging of the lithium ion secondary battery, the crushed negative electrode active material is not dissipated because it is aggregated by magnetic force. Therefore, the durability of the lithium ion secondary battery can be improved even if a material having a high expansion coefficient by alloying with Li is used as the negative electrode active material.

(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池の横断面を模式的に表した概略図である。図4に示すように、第2実施形態に係るリチウムイオン二次電池40は、負極と、セパレータと、正極を積層することにより形成される発電要素41が渦巻き状に巻かれて状態で電池容器(外装材)43によって封止されている。電池容器(外装材)43の外側には硬質磁性体を含む硬質磁性シート44が円筒状に配置されている。
電池容器内43aには非水電解液42が満たされている。非水電解液42の種類は特に限定されない。非水電解質42は、リチウムイオン二次電池の種類や、使用する負極活物質および正極活物質の種類に応じて適宜使用することができる。一般的には、非水電解液42は、非水系溶媒に非水電解質が溶解した非水系溶液により構成される。非水電界質の具体例としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)などが挙げられる。非水系溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート(EC)、4−フルオロエチレンカーボネート(FEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)やこれらの混合溶媒などが挙げられる。
Second Embodiment
FIG. 4 is a schematic view schematically showing a cross section of a cylindrical lithium ion secondary battery of the second embodiment. As shown in FIG. 4, in the lithium ion secondary battery 40 according to the second embodiment, the battery case is formed in a state where the power generation element 41 formed by laminating the negative electrode, the separator, and the positive electrode is spirally wound. (Exterior material) 43 is sealed. A hard magnetic sheet 44 containing a hard magnetic material is cylindrically disposed on the outside of the battery case (exterior material) 43.
The non-aqueous electrolyte solution 42 is filled in the battery container 43a. The type of non-aqueous electrolyte solution 42 is not particularly limited. The non-aqueous electrolyte 42 can be appropriately used according to the type of lithium ion secondary battery, and the type of negative electrode active material and positive electrode active material to be used. In general, the non-aqueous electrolyte solution 42 is composed of a non-aqueous solution in which a non-aqueous electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of non-aqueous electrolytes include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). Specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), 4-fluoroethylene carbonate (FEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and mixed solvents thereof.

本実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池において、リチウムイオン二次電池を構成する負極、セパレータ、正極、硬質磁性体等に使用する材料は第1の実施形態と同様のものを使用することができる。
電池容器43は、リチウムイオン二次電池の高い衝撃性の観点から、高剛性を有しており、収納空間の容積が実質不変であることが好ましい。したがって、電池容器43は、ステンレス、ニッケルなどの金属製であってよい。
本実施形態において、硬質磁性体は硬質磁性シート44として電池容器(外装材)43の外側に配置されているが、硬質磁性体の配置場所は発電要素41の外側であれば、電池容器(外装材)内面43aであっても、電池容器(外装材)43中に配置されてもよい。硬質磁性体から生じる磁力線が発電要素の電極膜厚方向を透過するように配置するとよい。硬質磁性体の形態も、硬質磁性材料そのものの形態、バインダ樹脂と硬質磁性体粉末から形成した硬質磁性シートの形態、あるいは電池容器(外装材)43等に塗布することによって形成した硬質磁性層などいずれの形態であってもよい。
In the cylindrical lithium ion secondary battery of the present embodiment, the materials used for the negative electrode, the separator, the positive electrode, the hard magnetic body, etc. constituting the lithium ion secondary battery may be the same as in the first embodiment. it can.
The battery case 43 preferably has high rigidity from the viewpoint of high impact of the lithium ion secondary battery, and the volume of the storage space is preferably substantially unchanged. Therefore, the battery case 43 may be made of metal such as stainless steel or nickel.
In the present embodiment, the hard magnetic body is disposed on the outside of the battery case (exterior material) 43 as the hard magnetic sheet 44, but if the arrangement location of the hard magnetic body is on the outside of the power generation element 41, the battery case (exterior Material) Even the inner surface 43a may be disposed in the battery container (exterior material) 43. The magnetic lines of force generated from the hard magnetic material may be disposed so as to pass through the electrode thickness direction of the power generation element. The form of the hard magnetic material is also the form of the hard magnetic material itself, the form of the hard magnetic sheet formed of the binder resin and the hard magnetic powder, or the hard magnetic layer formed by applying to a battery container (exterior material) 43 or the like. It may be in any form.

硬質磁性体は、例えば、バインダとして弾性を有するゴム状組成物を使用してゴム状弾性体とすることにより、電池容器内での圧縮に対応できる構造としてもよい。また、ゴム状弾性体として電池容器の外面等に設置することによりリチウイオン電池の耐衝撃性を高めることができる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、負極活物質に強磁性体が含まれ、負極を含む発電要素が、硬質磁性体を心材として含む外装材によって囲われているため、負極活物質は磁力を有している。このため、リチウムイオン二次電池の充電の際に負極活材料にLiイオンが吸蔵され膨張、粉砕しても、粉砕された負極活物質は磁力によって凝集するために散逸することがない。したがって、負極活物質としてLiとの合金化による膨張率の高い材料を使用してもリチウムイオン二次電池の耐久性を向上することが可能となる。
The hard magnetic body may have a structure capable of coping with compression in a battery container by using, for example, a rubber-like composition having elasticity as a binder to form a rubber-like elastic body. Moreover, the impact resistance of a lithium ion battery can be improved by installing in the outer surface etc. of a battery container as a rubber-like elastic body.
In the lithium ion secondary battery of the present embodiment, the negative electrode active material contains a ferromagnetic material, and the power generation element including the negative electrode is surrounded by the outer covering material including the hard magnetic material as a core material. have. For this reason, even if Li ions are absorbed in the negative electrode active material and expanded and crushed during charging of the lithium ion secondary battery, the crushed negative electrode active material is not dissipated because it is aggregated by magnetic force. Therefore, the durability of the lithium ion secondary battery can be improved even if a material having a high expansion coefficient by alloying with Li is used as the negative electrode active material.

(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第一の実施形態のリチウムイオン二次電池を複数相互に並列もしくは直列に接続することによって得られる組電池に関するものである。本実施形態においては、硬質磁性体は発電要素の外側に配置されることに変わりはないが、その配置する場所を複数のリチウムイオン二次電池の間や複数のリチウムイオン二次電池を外層する最外層に配置するものである。
第3の実施形態において、組電池を構成する個々のリチウムイオン二次電池の構成およびその材料は第1の実施形態において記載したものと同様の構成および材料であってよい。
Third Embodiment
The third embodiment relates to a battery assembly obtained by connecting a plurality of the lithium ion secondary batteries of the first embodiment in parallel or in series. In the present embodiment, the hard magnetic material is not limited to being disposed on the outside of the power generation element, but the location to be disposed is the outer layer between the plurality of lithium ion secondary batteries and the plurality of lithium ion secondary batteries It is arranged in the outermost layer.
In the third embodiment, the configuration and materials of the individual lithium ion secondary batteries constituting the assembled battery may be the same configuration and materials as those described in the first embodiment.

例えば、組電池はモジュール構造体を有してもよい。この場合、該モジュール構造体には複数のリチウムイオン二次電池を収容するための複数のスペースを有しており、硬質磁性体はモジュール構造体スペース間や最外層に配置することができる。図5には、組電池を構成する個々のリチウムイオン二次電池が円筒型の場合の構造を模式的に示した。図5(a)には、組電池51とその内部構造が模式的に示されており、図5(b)および(c)には組電池の内部に配置されるモジュール構造体53とモジュール構造体53に形成される円筒形のリチウムイオン二次電池が入る穴52が示されている。   For example, the battery pack may have a module structure. In this case, the module structure has a plurality of spaces for accommodating a plurality of lithium ion secondary batteries, and the hard magnetic material can be disposed between the module structure spaces or in the outermost layer. In FIG. 5, the structure in case each lithium ion secondary battery which comprises an assembled battery is cylindrical is shown typically. FIG. 5 (a) schematically shows the battery assembly 51 and its internal structure, and FIGS. 5 (b) and 5 (c) show a module structure 53 and a module structure disposed inside the battery assembly. A hole 52 is shown in which a cylindrical lithium ion secondary battery formed in the body 53 is inserted.

本実施形態において硬質磁性体(図示しない)は、例えば、モジュール構造体53を形成するようにしてもよい。モジュール構造体53(硬質磁性体)の表面は絶縁層を形成して、電極と直接接触しないようにすることができる。また、硬質磁性体とモジュール構造体53を別部材として硬質磁性体をモジュール構造体53の内部や、円筒形電池の入る穴(スペース)52の内周面に形成することができる。モジュール構造体53または硬質磁性体から生じる磁力線が発電要素の電極膜厚方向を透過するように配置するとよい。このように、硬質磁性体をモジュール構造体内部(構造体自体)またはモジュール構造体に隣接して配置することにより、電池スペースを有効に活用することができる。   In the present embodiment, a hard magnetic body (not shown) may form, for example, a module structure 53. The surface of the module structure 53 (hard magnetic body) can form an insulating layer so as not to be in direct contact with the electrode. In addition, the hard magnetic body and the module structure 53 can be formed as separate members on the inner peripheral surface of the inside of the module structure 53 or the hole (space) 52 into which the cylindrical battery is inserted. The magnetic lines of force generated from the module structure 53 or the hard magnetic material may be disposed so as to pass through the electrode thickness direction of the power generation element. Thus, the battery space can be effectively utilized by arranging the hard magnetic body inside the module structure (structure itself) or adjacent to the module structure.

図5には、モジュール構造体が電池収容スペースを有するものを示したが、モジュール構造体の形態は、電池同士を組合せるための構造体であれば特に限定されず、締結材や固定材の形態であってもよい。その際、締結材または固定材自体を硬質磁性体から形成してもよいし、硬質磁性体を付着させてもよい。モジュール構造を締結材や固定材とすることにより振動による電池の配置ずれを抑制することができる。
硬質磁性体は、例えば、バインダとして弾性を有するゴム状組成物を使用してゴム状弾性体とし、モジュール構造体のスペース内に配置したり、締結材として使用することなどにより、電池の膨張収縮に伴う圧力を緩和することができる。ゴム状弾性体の弾性率は、例えば100MPa以下であってよい。また、モジュール構造体自体を硬質磁性体を含むゴム状弾性体として構成することによりリチウムイオン電池の耐衝撃性を高めることができる。
Although FIG. 5 shows that the module structure has a battery accommodation space, the form of the module structure is not particularly limited as long as it is a structure for combining batteries. It may be in the form. At that time, the fastening material or the fixing material itself may be formed of a hard magnetic material, or a hard magnetic material may be attached. By using the module structure as the fastening material or the fixing material, it is possible to suppress the displacement of the battery due to the vibration.
The hard magnetic body is, for example, a rubber-like elastic body using a rubber-like composition having elasticity as a binder to form a rubber-like elastic body, and disposed in a space of a module structure or used as a fastening material to expand and shrink the battery. Can relieve the pressure involved. The elastic modulus of the rubber-like elastic body may be, for example, 100 MPa or less. Moreover, the impact resistance of a lithium ion battery can be improved by comprising module structure itself as a rubber-like elastic body containing a hard magnetic body.

また、硬質磁性体は20℃における熱伝導性が0.5W/mk以上であってもよい。20℃における熱伝導性が0.5W/mk以上とすることにより、電池の発熱時の熱籠りを抑制し、リチウムイオン二次電池の劣化を防ぐことができる。熱伝導性の高い硬質磁性体を発熱量が大きい部分、例えば出力端子部などの周辺に配置することによって放熱性を高めることが期待できる。
図5には、組電池を構成する個々のリチウムイオン二次電池が円筒型の場合を示したが、個々のリチウムイオン二次の形状は、扁平型、角柱型、直方体などいずれの形状であってもよい。
The hard magnetic material may have a thermal conductivity at 20 ° C. of 0.5 W / mk or more. By setting the thermal conductivity at 20 ° C. to 0.5 W / mk or more, heat distortion during heat generation of the battery can be suppressed, and deterioration of the lithium ion secondary battery can be prevented. Heat dissipation can be expected to be enhanced by disposing a hard magnetic material having high thermal conductivity around a portion having a large amount of heat generation, such as an output terminal portion.
Although FIG. 5 shows the case where each lithium ion secondary battery constituting the assembled battery is cylindrical, the shape of each lithium ion secondary is any shape such as flat type, prismatic type, rectangular solid, etc. May be

以下に、組電池を構成する個々のリチウムイオン二次電池が扁平型の場合について詳しく説明する。図6(a)は本実施形態の組電池を説明するための斜視図であり、図6(b)は、(a)に示される金属容器の内部のセルユニットを説明するための斜視図であり、図7は、図6(b)に示される積層体を構成する扁平型電池を説明するための断面図である。図6(b)に示される積層体を構成する扁平型電池は図1で示した構造を有するものであってもよい。
図6(a)に示すように、本実施形態に係る電池モジュール100は、ケース(金属容器)120を有し、当該ケース120の内部には、図6(b)に示すように、セルユニット140および電気絶縁性を備えた絶縁カバー170を有する。電池モジュール100は、単独で使用することが可能であるが、例えば、複数の電池モジュール100を直列化および/又は並列化することで、所望の電流、電圧、容量に対応した組電池を形成することができる。なお、絶縁カバー170は、後述するように、ケース120との短絡を防止しており、ケース120の内面の絶縁性を高くする必要は無く、製品コストの増加が抑制されている。
Below, the case where each lithium ion secondary battery which comprises an assembled battery is a flat type is demonstrated in detail. FIG. 6 (a) is a perspective view for explaining the battery assembly of this embodiment, and FIG. 6 (b) is a perspective view for explaining a cell unit inside the metal container shown in FIG. 6 (a). FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a flat battery constituting the laminate shown in FIG. 6 (b). The flat type battery which comprises the laminated body shown by FIG.6 (b) may have a structure shown in FIG.
As shown to Fig.6 (a), the battery module 100 which concerns on this embodiment has the case (metal container) 120, and as shown in FIG.6 (b), the cell unit is shown in the inside of the said case 120. 140 and an insulating cover 170 with electrical insulation. The battery module 100 can be used alone, but, for example, a plurality of battery modules 100 are serialized and / or parallelized to form a battery pack corresponding to desired current, voltage, and capacity. be able to. The insulating cover 170 prevents a short circuit with the case 120 as described later, there is no need to increase the insulation of the inner surface of the case 120, and an increase in product cost is suppressed.

図6(a)において、ケース120は、セルユニット140を収容するために使用され、略矩形の箱形状をなすロアケース122および蓋体をなすアッパーケース124を有する。アッパーケース124の縁部は、カシメ加工によって、ロアケース122の周壁の縁部に巻き締められている。ロアケース122およびアッパーケース124は、比較的薄肉の鋼板またはアルミ板から形成され、プレス加工によって強度確保したり、セルユニット140を保持する為の所定形状が付与されている。
ロアケース122およびアッパーケース124は貫通孔130を有する。貫通孔130は、隅部の4箇所に配置されており、電池モジュール100同士を複数積み重ねて組み電池として保持する為の通しボルト(図示せず)を挿通するために使用される。また、ロアケース122は、前面123の側壁部に形成される開口部132,133,134を有する。
In FIG. 6A, the case 120 is used to accommodate the cell unit 140, and has a lower case 122 having a substantially rectangular box shape and an upper case 124 forming a lid. The edge of the upper case 124 is crimped to the edge of the peripheral wall of the lower case 122 by caulking. The lower case 122 and the upper case 124 are formed of a relatively thin steel plate or aluminum plate, and are given a predetermined shape for securing strength by pressing or for holding the cell unit 140.
Lower case 122 and upper case 124 have through holes 130. The through holes 130 are disposed at four places in the corner, and are used to insert through bolts (not shown) for stacking a plurality of battery modules 100 stacked to be held as a battery. Lower case 122 also has openings 132, 133 and 134 formed in the side wall of front surface 123.

図7には、図6(b)の扁平型電池144A〜144D(142)を積層し形成した組電池の側面の断面形状を模式的に示したものである。図7に示すとおり、扁平型電池144A〜144Dは、それぞれ発電要素71、発電要素71を封止するための外装材73および外装材73から外部に導出されるタブ(電極端子)75,77を有する。外装材73の外側に硬質磁性体を含む硬質磁性シー79を配置することにより、扁平型電池144A〜144Dの間および最外層に硬質磁性体を含む硬質磁性シート79を配置することができる。   FIG. 7 schematically shows the cross-sectional shape of the side surface of a battery pack formed by stacking the flat batteries 144A to 144D (142) of FIG. 6B. As shown in FIG. 7, the flat batteries 144A to 144D respectively include the power generation element 71, the sheathing material 73 for sealing the electricity generation element 71, and tabs (electrode terminals) 75 and 77 led to the outside from the sheathing material 73. Have. By disposing the hard magnetic sheet 79 containing the hard magnetic material outside the exterior material 73, the hard magnetic sheet 79 containing the hard magnetic material can be disposed between the flat type batteries 144A to 144D and in the outermost layer.

発電要素71は、正極板、負極板およびセパレータを順に積層して形成される。正極板は、例えば、LiMn等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極板は、例えば、負極活物質層を有する。セパレータは、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のPE(ポリエチレン)から形成される。
外装材73は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属(合金を含む)をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムなどのシート材からなり、その外周部の一部または全部が、熱融着により接合されている。前述したように、硬質磁性体は外装材であるラミネートフィルム中に心材として組み込むことにより形成してもよい。
The power generation element 71 is formed by sequentially laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. The positive electrode plate has a positive electrode active material layer made of, for example, a lithium-transition metal complex oxide such as LiMn 2 O 4 . The negative electrode plate has, for example, a negative electrode active material layer. The separator is formed, for example, of porous PE (polyethylene) having air permeability which can permeate an electrolyte.
The exterior material 73 is a sheet such as a polymer-metal composite laminate film in which a metal (including an alloy) such as aluminum, stainless steel, nickel, or copper is covered with an insulator such as a polypropylene film from the viewpoint of weight reduction and thermal conductivity. It is made of a material, and part or all of the outer peripheral portion thereof is joined by heat fusion. As described above, the hard magnetic material may be formed by incorporating it as a core material in a laminate film which is an exterior material.

硬質磁性体シート79は、硬質磁性体粉末とバインダ樹脂をシート状にしたものであるが、これに限定されるものではない。硬質磁性シート79は接着性を有するシート材料とすることにより電池の外装材73同士を接着することができる。硬質磁性体の配置場所は発電要素71の外側であれば、外装材73中に配置されてもよいし、外装材73の内面に配置されてもよい。また、硬質磁性体の形態も、硬質磁性材料そのものの形態または外装材73に塗布することによって形成した硬質磁性層などいずれの形態であってもよい。また、例えば、バインダとして弾性を有するゴム状組成物を使用してゴム状弾性体とすれば、電池の膨張収縮に伴う圧力等を緩和することができる。さらに、硬質磁性体は20℃における熱伝導性が0.5W/mk以上であると、電池内の熱を放出しやすくなり、電池の熱劣化を防止することができる。   The hard magnetic sheet 79 is a sheet of hard magnetic powder and binder resin, but is not limited thereto. When the hard magnetic sheet 79 is made of an adhesive sheet material, the battery case materials 73 can be adhered to each other. As long as the placement place of the hard magnetic body is the outside of the power generation element 71, it may be placed in the exterior material 73 or may be disposed on the inner surface of the exterior material 73. In addition, the form of the hard magnetic material may be any form such as the form of the hard magnetic material itself or the hard magnetic layer formed by applying the package material 73. Further, for example, when a rubber-like composition having elasticity is used as a binder to form a rubber-like elastic body, it is possible to relieve pressure and the like accompanying expansion and contraction of the battery. Furthermore, when the hard magnetic body has a thermal conductivity of 0.5 W / mk or more at 20 ° C., the heat in the battery is easily released, and the thermal deterioration of the battery can be prevented.

本実施形態は、リチウムイオン二次電池を組み込んだ組電池において、組み込まれたリチウムイオン電池の負極活物質に強磁性体が含まれており、また、個々のリチウムイオン電池の間および最外層に硬質磁性体が配置されているため、負極活物質は磁力を有している。このため、リチウムイオン二次電池の充電の際に負極活材料にLiイオンが吸蔵され膨張、粉砕しても、粉砕された負極活物質は磁力によって凝集するために散逸することがない。したがって、リチウムイオン二次電池を組み込んだ組電池の耐久性を向上することが可能となる。   In this embodiment, in a battery assembly incorporating a lithium ion secondary battery, the negative electrode active material of the incorporated lithium ion battery contains a ferromagnetic material, and the individual lithium ion batteries are provided between and at the outermost layer. Because the hard magnetic material is disposed, the negative electrode active material has a magnetic force. For this reason, even if Li ions are absorbed in the negative electrode active material and expanded and crushed during charging of the lithium ion secondary battery, the crushed negative electrode active material is not dissipated because it is aggregated by magnetic force. Therefore, it is possible to improve the durability of the assembled battery incorporating the lithium ion secondary battery.

次に、実施例により本発明の実施形態を説明する。以下の説明は本発明の実施形態の実施例を示すものであり、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
(実施例1)
<負極の製造>
まず、メカニカルアロイ法によりSi合金活物質を製造した。具体的には、ドイツ フリッチュ社製遊星ボールミル装置P−6を用いて、ジルコニア製粉砕ポットにジルコニア製粉砕ボールと合金の各原料粉末量を所定の原子分率になるよう重量規定して投入し、600rpm、48時間かけて合金化させた。このようにして得られたシリコン合金活物質A(Si80Fe20)と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、バインダとしてポリアミック酸(Pyre−ML)をそれぞれ90:5:5の質量比となるように配合し、これにN-メチルピロリドンを溶媒として添加して、混合し、負極スラリーを作成した。集電体として銅箔を使用し、上記で得た負極スラリーをそれぞれ塗布し、十分に乾燥させた。その後、真空下300℃において、24時間焼成して、目的のSi合金負極を得た。
Next, embodiments of the present invention will be described by way of examples. The following description shows the examples of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by these examples.
Example 1
<Manufacture of negative electrode>
First, a Si alloy active material was manufactured by a mechanical alloy method. Specifically, using a planetary ball mill P-6 manufactured by Fritsch in Germany, the amount of each raw material powder of zirconia and the alloy is regulated to a predetermined atomic fraction and charged in a zirconia crushing pot. The alloy was alloyed at 600 rpm for 48 hours. The mass ratio of the silicon alloy active material A (Si 80 Fe 20 ) thus obtained, acetylene black as a conductive additive, and polyamic acid (Pyre-ML) as a binder is 90: 5: 5, respectively. The mixture was formulated as such, to which N-methylpyrrolidone was added as a solvent, and mixed to form a negative electrode slurry. A copper foil was used as a current collector, and each negative electrode slurry obtained above was applied and sufficiently dried. Then, it baked at 300 degreeC under vacuum for 24 hours, and obtained the target Si alloy negative electrode.

<正極の製造>
正極活物質としてLi(Ni0.33Mn0.33Co0.33) O2を、導電助剤としてアセチレンブラックを、バインダとしてPVDFを94:3:3の質量比になるように配合し、これにN−メチルピロリドンを溶媒として添加して、混合し、正極スラリーを作成した。集電体としてアルミ箔を使用し、上記で得た正極スラリーを塗布し、十分に乾燥させ、真空下24時間乾燥することにより正極を得た。
<電池の製造>
上記で作製した負極と正極を対向させ、この負極・セパレータ・正極の積層体をアルミラミネートセルに配し、電解液として1M LiPF6 EC+DEC(1:2)をセル内に注入して密閉し、リチウムイオン二次電池を得た。
<Manufacture of positive electrode>
Li (Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 ) O 2 is blended as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive additive, and PVDF as a binder in a mass ratio of 94: 3: 3, to which N-methylpyrrolidone is added. As a solvent and mixed to form a positive electrode slurry. An aluminum foil was used as a current collector, the positive electrode slurry obtained above was applied, sufficiently dried, and dried under vacuum for 24 hours to obtain a positive electrode.
<Manufacture of battery>
The negative electrode and the positive electrode prepared above were made to face each other, the laminate of this negative electrode, separator and positive electrode was placed in an aluminum laminate cell, and 1M LiPF6 EC + DEC (1: 2) was injected into the cell as an electrolytic solution and sealed. , Obtained a lithium ion secondary battery.

<容量保持率の測定>
上記の方法により作製したリチウムイオン二次電池について、ラミネートセルの片面に磁束密度0.06T(600G)を有する硬質磁性体シート配置した状態で、充放電サイクル試験を行い、放電容量保持率について調査した。すなわち、30℃の雰囲気下、北斗電工製充放電試験機SM-8を用いて定電流定電圧充電方式にて、電流密度1C相当、上限電圧4.2Vとして充電し、1分間休止させた後、定電流放電方式にて電流密度1C相当にて2.5Vまで放電した。この充放電サイクルを100回繰り返した後、1サイクル目の放電容量に対する100サイクル目の放電容量の割合から、容量保持率を測定した。
<Measurement of capacity retention>
About the lithium ion secondary battery produced by the above method, charge and discharge cycle test is conducted in the state where the hard magnetic material sheet having magnetic flux density of 0.06 T (600 G) is arranged on one side of the laminate cell, and the discharge capacity retention is investigated did. That is, in a 30 ° C. atmosphere, using a charge-discharge tester SM-8 manufactured by Hokuto Denko, charge at a current density of 1 C and an upper limit voltage of 4.2 V by a constant current constant voltage charge system, and let rest for 1 minute The battery was discharged to 2.5 V at a current density of 1 C by a constant current discharge method. After repeating this charge and discharge cycle 100 times, the capacity retention was measured from the ratio of the discharge capacity at the 100th cycle to the discharge capacity at the first cycle.

(実施例2)
ラミネートセルの片面に配置する硬質磁性シートとして、磁束密度0.08T(800G)を有する硬質磁性体シートを使用した以外は全て実施例1と同様の方法により試験を行なった。
(実施例3)
負極活物質としてSi合金負極活物質B(Si80Co20)を用い、かつラミネートセルの片面に配置する硬質磁性シートとして、磁束密度0.08T(800G)を有する硬質磁性体シートを使用した以外は全て実施例1と同様の方法により試験を行なった。
(実施例4)
負極活物質としてSi合金負極活物質C(Si80Ni20)を用い、かつラミネートセルの片面に配置する硬質磁性シートとして、磁束密度0.08T(800G)を有する硬質磁性体シートを使用した以外は全て実施例1と同様の条件により試験を行なった。
(Example 2)
The test was conducted in the same manner as in Example 1 except that a hard magnetic sheet having a magnetic flux density of 0.08 T (800 G) was used as the hard magnetic sheet disposed on one side of the laminate cell.
(Example 3)
Other than using a Si alloy negative electrode active material B (Si 80 Co 20 ) as a negative electrode active material and using a hard magnetic material sheet having a magnetic flux density of 0.08 T (800 G) as a hard magnetic sheet disposed on one side of a laminate cell All of the tests were conducted in the same manner as in Example 1.
(Example 4)
Other than using a Si alloy negative electrode active material C (Si 80 Ni 20 ) as a negative electrode active material and using a hard magnetic material sheet having a magnetic flux density of 0.08 T (800 G) as a hard magnetic sheet disposed on one side of a laminate cell The tests were conducted under the same conditions as in Example 1.

(比較例1)
ラミネートセルの片面に硬質磁性シートを配置しなかったこと以外は全て実施例1と同様の方法により試験を行なった。
(比較例2)
負極活物質としてSi合金負極活物質B(Si80Co20)を用いた以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行なった。
(比較例3)
負極活物質としてSi合金負極活物質C(Si80Ni20)を用いた以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行なった。
(比較例4)
負極活物質としてSi合金負極活物質D(Si80Al20)を用いた以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行なった。
(比較例5)
負極活物質としてSi合金負極活物質D(Si80Al20)を用い、かつラミネートセルの片面に磁束密度0.08T(800G)を有する硬質磁性体シート配置した以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行なった。
(Comparative example 1)
The test was conducted in the same manner as Example 1 except that the hard magnetic sheet was not disposed on one side of the laminate cell.
(Comparative example 2)
The test was conducted in the same manner as Comparative Example 1 except that Si alloy negative electrode active material B (Si 80 Co 20 ) was used as the negative electrode active material.
(Comparative example 3)
The test was conducted in the same manner as Comparative Example 1 except that the Si alloy negative electrode active material C (Si 80 Ni 20 ) was used as the negative electrode active material.
(Comparative example 4)
The test was conducted in the same manner as Comparative Example 1 except that Si alloy negative electrode active material D (Si 80 Al 20 ) was used as the negative electrode active material.
(Comparative example 5)
Similar to Comparative Example 1 except that a Si alloy negative electrode active material D (Si 80 Al 20 ) was used as a negative electrode active material, and a hard magnetic material sheet having a magnetic flux density of 0.08 T (800 G) was disposed on one surface of the laminate cell. Tests were conducted according to the method.

(参考例1)
リチウムイオン二次電池の負極活物質として黒鉛を、負極バインダとしてPVDFを用いて、真空下での乾燥温度を100℃とて作成した以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行った。
(参考例2)
リチウムイオン二次電池の負極活物質として黒鉛を、負極バインダとしてPVDFを用い、かつラミネートセルの片面に磁束密度0.08T(800G)を有する硬質磁性体シート配置した以外は全て比較例1と同様の方法により試験を行なった。
(Reference Example 1)
The test was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that graphite was used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, PVDF was used as a negative electrode binder, and the drying temperature under vacuum was 100 ° C.
(Reference Example 2)
Similar to Comparative Example 1 except that graphite was used as a negative electrode active material of lithium ion secondary battery, PVDF was used as a negative electrode binder, and a hard magnetic material sheet having a magnetic flux density of 0.08 T (800 G) was disposed on one side of a laminate cell. The test was performed by the method of

上記実施例1〜4、比較例1〜4および参考例1〜2により得られた100サイクル後の容量保持率を表1に示した。また、負極活物質の種類と飽和磁束密度、及び硬質磁性体の磁束密度も合わせて表1に示した。   The capacity retention rates after 100 cycles obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 and 2 are shown in Table 1. Further, Table 1 also shows the type of the negative electrode active material, the saturation magnetic flux density, and the magnetic flux density of the hard magnetic material.

Figure 0006520565
Figure 0006520565

強磁性体である鉄を含有するSi合金負極から構成されるリチウムイオン二次電池について、硬質磁性体であるマグネットシートを配置することによる耐久性改善効果については、実施例1,2と比較例1〜3を比較することにより、硬質磁性体であるマグネットシートを配置することにより、耐久性が改善し容量保持率が20%以上向上していることがわかる。比較例4及び5については、強磁性体を含まないSiAl合金負極から構成されるLIBについて磁場有無が耐久性に及ぼす影響を確認したところ、硬質磁性体の配置の有無に関係なく、耐久性は向上されなかった。   About the lithium ion secondary battery comprised from the Si alloy negative electrode containing iron which is a ferromagnetic, about the durability improvement effect by arrange | positioning the magnet sheet which is a hard magnetic body, Example 1, 2 and a comparative example By comparing 1 to 3, it is understood that the durability is improved and the capacity retention is improved by 20% or more by arranging the magnet sheet which is a hard magnetic body. For Comparative Examples 4 and 5, the effect of the presence or absence of the magnetic field on the durability of the LIB composed of the SiAl alloy negative electrode not containing the ferromagnetic material was confirmed, regardless of the presence or absence of the arrangement of the hard magnetic material. It did not improve.

また、参考例1及び2について、黒鉛負極から構成される電池について、磁場有無が耐久性に及ぼす影響を確認した。強磁性体を含まない黒鉛負極の場合には磁場は耐久性に影響しなかった。両者とも容量保持率は高いが、黒鉛のみを使用する場合はそもそも電池容量の高容量化に難点があり、また、Liとの合金化により体積膨張率がもともとも低く劣化も少ないため、参考例とした。なお、上記実施例では、負極活物質としてSi合金を使用したが、SnまたはCと強磁性体(Fe、Ni、Coなど)との合金または化合物を使用しても同様の効果が期待できる。   Moreover, about the battery comprised from a graphite negative electrode about the reference example 1 and 2, the magnetic field presence or absence confirmed the influence which it has on durability. In the case of a graphite negative electrode containing no ferromagnetic material, the magnetic field did not affect the durability. Although both have high capacity retention, when using only graphite, there is a problem in increasing the capacity of the battery, and since the volume expansion coefficient is originally low due to alloying with Li and the deterioration is small, the reference example And In the above embodiment, a Si alloy is used as the negative electrode active material, but the same effect can be expected even if an alloy or a compound of Sn or C and a ferromagnetic material (Fe, Ni, Co, etc.) is used.

上記結果から、セルに磁場を印加することによる耐久性向上は、負極活物質に強磁性体を含ませることによって可能となり、膨張収縮による劣化という課題を有するシリコン系負極活物質から構成される電池において効果的であることが示された。   From the above results, it is possible to improve the durability by applying a magnetic field to the cell by including a ferromagnetic material in the negative electrode active material, and a battery composed of a silicon-based negative electrode active material having a problem of deterioration due to expansion and contraction. Was shown to be effective.

1 発電要素
3 心材(硬質磁性シート)
5 負極端子板
7 正極端子板
9 外装材
11 負極
11a 負極集電体
12 正極
12a 正極集電体
13 負極活物質
15 正極活物質
17 セパレータ
19 単電池層
21 外装体(ラミネートセル)
22 硬質磁性シート
31 集電体
32 負極活物質
33 導電助剤
34 バインダ
40 円筒状リチウムイオン二次電池
41 発電要素
42 非水電解液
43 電池容器(外装材)
43a 電池容器(外装材)内面
44 硬質磁性シート
51 組電池
52 円筒形電池の入る穴
53 モジュール構造体
100 電池モジュール
120 ケース
122 ロアケース
123 前面
124 アッパーケース
130 貫通孔
132〜134 開口部
140 セルユニット
142 積層体
144(144A〜144D) 扁平型電池
160(160A〜160E) スペーサ(絶縁プレート)
164,165 貫通孔
166,167 出力端子
170 絶縁カバー
172 本体基部
190 側面部
1 Power generation element 3 Core material (hard magnetic sheet)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 negative electrode terminal plate 7 positive electrode terminal plate 9 exterior material 11 negative electrode 11a negative electrode collector 12 positive electrode 12a positive electrode collector 13 negative electrode active material 15 positive electrode active material 17 separator 19 cell layer 21 exterior body (laminated cell)
22 Hard magnetic sheet 31 current collector 32 negative electrode active material 33 conductive support agent 34 binder 40 cylindrical lithium ion secondary battery 41 power generation element 42 non-aqueous electrolyte solution 43 battery case (exterior material)
43a battery case (exterior material) inner surface 44 hard magnetic sheet 51 assembled battery 52 cylindrical battery entry hole 53 module structure 100 battery module 120 case 122 lower case 123 front surface 124 upper case 130 through hole 132 to 134 opening 140 cell unit 142 Laminated body 144 (144A to 144D) Flat type battery 160 (160A to 160E) Spacer (insulation plate)
164, 165 through hole 166, 167 output terminal 170 insulation cover 172 main body base 190 side portion

Claims (14)

正極、負極、セパレータ及び電解液を含む発電要素と、前記発電要素を内部に密封する外装体とを有し、
前記発電要素は、前記正極、前記負極、前記セパレータが積層されて構成され、
前記負極は強磁性を有する負極活物質を含み、硬質磁性体からの磁力線が前記発電要素の電極膜厚方向を透過するように前記発電要素の外側に前記硬質磁性体が配置されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
A power generation element including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte, and an outer package sealing the power generation element inside;
The power generation element is configured by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the separator.
The negative electrode includes a negative active material having ferromagnetism, said hard magnetic material on the outside of the power generating element is arranged so magnetic field lines from the hard magnetic material is transmitted through the electrode film thickness direction of the power generating element Feature Lithium-ion rechargeable battery.
前記負極活物質は、磁化曲線により得られる保磁力が1μT以上であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material has a coercive force of 1 μT or more obtained by a magnetization curve. 前記負極活物質は、C、Si,Snからなる群から選択される1種と、Fe,Co,Niからなる群より選択される1種以上とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池。   The said negative electrode active material contains 1 type selected from the group which consists of C, Si, and Sn, and 1 or more types selected from the group which consists of Fe, Co, and Ni. The lithium ion secondary battery as described in. 前記リチウムイオン二次電池の形状は、扁平、円筒形または直方体であることを特徴とする請求項1〜3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 3, wherein the shape of the lithium ion secondary battery is flat, cylindrical or rectangular. 前記硬質磁性体は0.05T以上の磁束密度を有することを特徴とする請求項1〜4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 hard magnetic material has a magnetic flux density of 0.05 T or more. 前記硬質磁性体は前記外装に含まれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。 The hard magnetic material of the lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, characterized in that contained in the outer body. 前記外装は、前記硬質磁性体を含むシート状の心材と、熱融着可能な樹脂層を片面または両面に有するラミネートフィルムとを含むことを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン二次電池。 The outer body, a sheet-like core including the hard magnetic material, a lithium ion secondary of claim 6, characterized in that it comprises a laminated film having a heat-sealable resin layer on one or both sides primary battery. 前記硬質磁性体は、前記外装の上下面側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。 The hard magnetic material, a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is arranged on the upper and lower surface side of the outer body. 前記硬質磁性体は、前記外装の側面側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。 The hard magnetic material, a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is arranged on the side surface side of the outer body. 前記硬質磁性体は、前記発電要素間に配置されていることを特徴とする請求項1〜5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 5, wherein the hard magnetic material is disposed between the power generation elements. 請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池を複数相互に並列もしくは直列に接続した組電池であって、前記硬質磁性体は前記複数のリチウムイオン二次電池間および/または前記複数のリチウムイオン二次電池の最外層に配置されることを特徴とする組電池。   A battery assembly comprising a plurality of lithium ion secondary batteries according to any one of claims 1 to 5 connected in parallel or in series with each other, wherein said hard magnetic material is formed between said plurality of lithium ion secondary batteries and / or said A battery assembly characterized in that it is disposed in the outermost layer of a plurality of lithium ion secondary batteries. 前記組電池は、前記複数のリチウムイオン二次電池を収容するための複数のスペースを有するモジュール構造体を有し、前記硬質磁性体は前記モジュール構造体の前記複数のスペース間および/または最外層に配置されることを特徴とする請求項11に記載の組電池。 The battery pack has a module structure having a plurality of spaces for receiving the plurality of lithium ion secondary batteries, the hard magnetic material of the plurality of spaces between and / or of the module structure top The assembled battery according to claim 11, which is disposed in the outer layer. 前複数のリチウムイオン二次電池は柱状の形状を有しており、前記複数のスペースは柱状の穴により形成されていることを特徴とする請求項12に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 12, wherein the plurality of lithium ion secondary batteries have a columnar shape, and the plurality of spaces are formed by columnar holes. 前記複数のリチウムイオン二次電池は扁平型電池であり、前記組電池は前記扁平型電池を厚み方向に複数積層して配置するモジュール構造を有し、前記硬質磁性体は前記モジュール構造のスペース間および/または最外層に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の組電池。   The plurality of lithium ion secondary batteries are flat batteries, and the assembled battery has a module structure in which the plurality of flat batteries are stacked and arranged in the thickness direction, and the hard magnetic material is between spaces of the module structure The battery assembly according to claim 11, wherein the battery assembly is disposed in the outermost layer.
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