JP6729642B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本開示は非水電解質二次電池に関する。 The present disclosure relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

特開2014−075335号公報(特許文献1)は、正極集電体と正極活物質層との間に、正極集電体よりも電気抵抗が大きい層を配置することを開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2014-075335 (Patent Document 1) discloses disposing a layer having a larger electric resistance than the positive electrode current collector between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer.

特開2014−075335号公報JP, 2014-075335, A

非水電解質二次電池(以下「電池」と略記され得る)の異常モードのひとつとして、外部入力による短絡が考えられる。例えば導電性異物が電池ケースを貫通することにより、短絡が発生し得る。外部入力による短絡は、例えば釘刺し試験等により模擬されている。 As one of the abnormal modes of the non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter, may be abbreviated as “battery”), a short circuit due to an external input is considered. For example, a short circuit may occur due to a conductive foreign object penetrating the battery case. A short circuit due to external input is simulated by, for example, a nail penetration test.

一般に正極集電体は小さい電気抵抗を有する。正極集電体は正極活物質層に覆われている。しかし外部入力時の衝撃によって正極活物質層が脱落し、正極集電体が露出することがある。露出した正極集電体と対極(負極)とが接触すると、大きな短絡電流が発生すると考えられる。大きな短絡電流が発生することにより、電池の発熱が大きくなると考えられる。 Generally, the positive electrode current collector has a small electric resistance. The positive electrode current collector is covered with the positive electrode active material layer. However, the positive electrode active material layer may fall off due to the impact of external input, and the positive electrode current collector may be exposed. It is considered that when the exposed positive electrode current collector and the counter electrode (negative electrode) come into contact with each other, a large short circuit current is generated. It is considered that the large heat generation of the battery is caused by the generation of the large short-circuit current.

外部入力時、正極集電体の露出を抑制するために、正極集電体と正極活物質層との間に中間層を配置することが考えられる。中間層は正極集電体よりも大きい電気抵抗を有する。そのため中間層は例えば無機フィラー等の絶縁材料を含む。 It is possible to arrange an intermediate layer between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer in order to suppress the exposure of the positive electrode current collector during external input. The intermediate layer has a larger electric resistance than the positive electrode current collector. Therefore, the intermediate layer contains an insulating material such as an inorganic filler.

ただし通常使用時は、中間層を通じて正極集電体と正極活物質層との間で電流のやりとりが行われる必要がある。中間層を通じた電流のやりとりが円滑でない場合、例えば通常使用時の抵抗増加が大きくなる可能性がある。そのため中間層はカーボンブラック等の導電材を含む。 However, during normal use, it is necessary to exchange electric current between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer through the intermediate layer. If the exchange of current through the intermediate layer is not smooth, for example, the resistance increase during normal use may increase. Therefore, the intermediate layer contains a conductive material such as carbon black.

中間層が導電材を含むため、外部入力時、中間層の導電材を通じて短絡状態が継続する可能性がある。その結果、電池の発熱が大きくなる可能性もある。 Since the intermediate layer contains a conductive material, a short circuit may continue through the conductive material of the intermediate layer during external input. As a result, the heat generation of the battery may increase.

本開示の目的は、通常使用時の抵抗増加を抑制しつつ、外部入力時の発熱を抑制することである。 An object of the present disclosure is to suppress heat generation during external input while suppressing an increase in resistance during normal use.

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により、特許請求の範囲が限定されるべきではない。 Hereinafter, technical configurations and operational effects of the present disclosure will be described. However, the mechanism of action of the present disclosure includes inference. The claims should not be limited by the correctness of the mechanism of action.

本開示の非水電解質二次電池は正極を少なくとも含む。正極は、正極集電体、中間層および正極活物質層を含む。中間層は正極集電体と正極活物質層との間に配置されている。中間層は、導電材、バインダおよび無機フィラーを含む。導電材は中間層に0.3質量%以上7質量%以下含まれている。導電材の加熱後質量残存率は0.2質量%以上30質量%以下である。加熱後質量残存率は、導電材が大気中450℃で1時間加熱されたとき、加熱前の導電材の質量に対する、加熱後の導電材の質量の比率を示す。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present disclosure includes at least a positive electrode. The positive electrode includes a positive electrode current collector, an intermediate layer and a positive electrode active material layer. The intermediate layer is arranged between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer. The intermediate layer contains a conductive material, a binder and an inorganic filler. The conductive material is contained in the intermediate layer in an amount of 0.3% by mass or more and 7% by mass or less. The residual mass ratio of the conductive material after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less. The mass residual ratio after heating indicates the ratio of the mass of the conductive material after heating to the mass of the conductive material before heating when the conductive material is heated in air at 450° C. for 1 hour.

一般に導電材は炭素材料である。導電材は電池が発熱する過程で、酸素と反応することにより、その一部または全部が焼失し得る。導電材の焼失により、導電経路が失われると考えられる。 Generally, the conductive material is a carbon material. A part or all of the conductive material may be burned off by reacting with oxygen in the process of heat generation of the battery. It is considered that the conductive paths are lost due to the burning of the conductive material.

「加熱後質量残存率」は、外部入力時における導電材の焼失しやすさを示すと考えられる。加熱後質量残存率が30質量%以下であることにより、外部入力時に残存する導電経路が少なくなると考えられる。これにより短絡状態が継続し難くなり、電池の発熱が小さくなることが期待される。加熱後質量残存率が0.2質量%未満であると、通常使用時の抵抗増加が大きくなる可能性がある。 The “mass residual ratio after heating” is considered to indicate the easiness of burning of the conductive material during external input. It is considered that when the residual mass ratio after heating is 30% by mass or less, the conductive paths remaining during external input are reduced. This makes it difficult for the short-circuited state to continue and is expected to reduce the heat generation of the battery. If the mass residual rate after heating is less than 0.2 mass %, the resistance increase during normal use may increase.

ただし中間層における導電材の含量は0.3質量%以上7質量%以下である。導電材の含量が7質量%を超えると、加熱後質量残存率が30質量%以下であっても、外部入力時、短絡状態が継続する可能性がある。導電材の含量が0.3質量%未満であると、加熱後質量残存率が0.2質量%以上であっても、通常使用時の抵抗増加が大きくなる可能性がある。 However, the content of the conductive material in the intermediate layer is 0.3% by mass or more and 7% by mass or less. When the content of the conductive material exceeds 7% by mass, the short-circuit state may continue during external input even if the residual mass ratio after heating is 30% by mass or less. When the content of the conductive material is less than 0.3% by mass, the resistance increase during normal use may be large even if the residual mass ratio after heating is 0.2% by mass or more.

図1は本実施形態の非水電解質二次電池の構成の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery of this embodiment. 図2は本実施形態の電極群の構成の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the electrode group of this embodiment. 図3は本実施形態の正極の構成の一例を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the positive electrode of this embodiment.

以下、本開示の実施形態(本明細書では「本実施形態」と記される)が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure (herein referred to as “this embodiment”) will be described. However, the following description does not limit the scope of the claims.

<非水電解質二次電池>
図1は本実施形態の非水電解質二次電池の構成の一例を示す概略図である。
電池100はケース80を含む。ケース80は密閉されている。ケース80は、例えばアルミニウム(Al)合金製であってもよい。ケース80は角形(扁平直方体)である。ただしケース80の形状は限定されるべきではない。ケース80は円筒形であってもよい。ケース80は例えばAlラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。すなわち電池100は例えばラミネート電池であってもよい。
<Non-aqueous electrolyte secondary battery>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery of this embodiment.
The battery 100 includes a case 80. The case 80 is sealed. The case 80 may be made of, for example, an aluminum (Al) alloy. The case 80 is rectangular (flat rectangular parallelepiped). However, the shape of the case 80 should not be limited. The case 80 may have a cylindrical shape. The case 80 may be, for example, a pouch made of Al laminated film. That is, the battery 100 may be, for example, a laminated battery.

ケース80は端子81を備える。ケース80は、例えばCID(current interrupt device)、ガス排出弁、注液孔等を備えていてもよい。ケース80は電極群50および電解質(不図示)を収納している。電極群50は端子81と電気的に接続されている。 The case 80 includes terminals 81. The case 80 may be provided with, for example, a CID (current interrupt device), a gas discharge valve, a liquid injection hole, and the like. The case 80 houses the electrode group 50 and an electrolyte (not shown). The electrode group 50 is electrically connected to the terminal 81.

図2は本実施形態の電極群の構成の一例を示す概略図である。
電極群50は巻回型である。電極群50は、正極10、セパレータ30、負極20およびセパレータ30がこの順序で積層され、さらにこれらが渦巻状に巻回されることにより形成されている。すなわち電池100は正極10を少なくとも含む。電極群50は扁平状に成形されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the electrode group of this embodiment.
The electrode group 50 is a wound type. The electrode group 50 is formed by laminating the positive electrode 10, the separator 30, the negative electrode 20, and the separator 30 in this order, and further winding them in a spiral shape. That is, the battery 100 includes at least the positive electrode 10. The electrode group 50 may be formed in a flat shape.

電極群50はスタック型であってもよい。すなわち電極群50は、正極10と負極20とが交互にそれぞれ1枚以上積層されることにより形成されていてもよい。正極10と負極20との各間にはセパレータ30がそれぞれ配置される。 The electrode group 50 may be a stack type. That is, the electrode group 50 may be formed by alternately stacking one or more positive electrodes 10 and negative electrodes 20. A separator 30 is arranged between each of the positive electrode 10 and the negative electrode 20.

《正極》
図3は本実施形態の正極の構成の一例を示す概略断面図である。
正極10はシートである。正極10は正極集電体11、中間層13および正極活物質層12を含む。中間層13および正極活物質層12は、正極集電体11の片面のみに配置されていてもよい。中間層13および正極活物質層12は、正極集電体11の表裏両面に配置されていてもよい。
《Positive electrode》
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the positive electrode of this embodiment.
The positive electrode 10 is a sheet. The positive electrode 10 includes a positive electrode current collector 11, an intermediate layer 13, and a positive electrode active material layer 12. The intermediate layer 13 and the positive electrode active material layer 12 may be arranged on only one surface of the positive electrode current collector 11. The intermediate layer 13 and the positive electrode active material layer 12 may be arranged on both front and back surfaces of the positive electrode current collector 11.

(正極集電体)
正極集電体11は例えばAl箔であってもよい。Al箔は例えば5μm以上17μm以下の厚さを有していてもよい。正極集電体11は例えばチタン(Ti)箔であってもよい。Ti箔は例えば1μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。
(Positive electrode current collector)
The positive electrode current collector 11 may be, for example, an Al foil. The Al foil may have a thickness of 5 μm or more and 17 μm or less, for example. The positive electrode current collector 11 may be, for example, a titanium (Ti) foil. The Ti foil may have a thickness of 1 μm or more and 15 μm or less, for example.

(中間層)
中間層13は正極集電体11と正極活物質層12との間に配置されている。中間層13は0.5μm以上10μm以下(例えば2μm)の厚さを有していてもよい。中間層13は、導電材、バインダおよび無機フィラーを含む。例えば中間層13は、0.3質量%以上7質量%以下の導電材と、0.1質量%以上10質量%以下のバインダと、残部の無機フィラーとからなっていてもよい。
(Middle layer)
The intermediate layer 13 is arranged between the positive electrode current collector 11 and the positive electrode active material layer 12. The intermediate layer 13 may have a thickness of 0.5 μm or more and 10 μm or less (for example, 2 μm). The intermediate layer 13 includes a conductive material, a binder and an inorganic filler. For example, the intermediate layer 13 may be composed of 0.3% by mass or more and 7% by mass or less of the conductive material, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of the binder, and the balance of the inorganic filler.

(導電材)
導電材は導電性の炭素材料である。導電材は、例えばファーネスブラック(FB)、チャンネルブラック(CB)、アセチレンブラック(AB)および黒鉛からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。黒鉛は天然黒鉛であってもよい。黒鉛は人造黒鉛であってもよい。ケッチェンブラック(登録商標)はFBに含まれると考えられる。これら以外の材料が導電材として使用されてもよい。
(Conductive material)
The conductive material is a conductive carbon material. The conductive material may include at least one selected from the group consisting of furnace black (FB), channel black (CB), acetylene black (AB), and graphite. The graphite may be natural graphite. The graphite may be artificial graphite. Ketjen Black® is considered to be included in FB. Materials other than these may be used as the conductive material.

導電材の含量は0.3質量%以上7質量%以下である。導電材の含量が0.3質量%未満であると、通常使用時の抵抗増加が大きくなる可能性がある。導電材の含量が7質量%を超えると、外部入力時の発熱が大きくなる可能性がある。導電材の含量は例えば0.5質量%以上であってもよい。導電材の含量は例えば1.5質量%以上であってもよい。導電材の含量は例えば5質量%以下であってもよい。導電材の含量は3質量%以下であってもよい。 The content of the conductive material is 0.3% by mass or more and 7% by mass or less. If the content of the conductive material is less than 0.3% by mass, the resistance increase during normal use may be large. If the content of the conductive material exceeds 7% by mass, heat generation during external input may increase. The content of the conductive material may be, for example, 0.5% by mass or more. The content of the conductive material may be, for example, 1.5% by mass or more. The content of the conductive material may be, for example, 5% by mass or less. The content of the conductive material may be 3% by mass or less.

通常使用時の抵抗増加の観点から、導電材はABおよび黒鉛からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが望ましい。例えばABおよび黒鉛の各々が、導電材に0.2質量%以上含まれていてもよい。 From the viewpoint of increasing the resistance during normal use, it is desirable that the conductive material contains at least one selected from the group consisting of AB and graphite. For example, each of AB and graphite may be contained in the conductive material in an amount of 0.2% by mass or more.

(加熱後質量残存率)
正極集電体11がAl箔等である場合、外部入力時、短絡部分の温度が660℃に達すると、正極集電体11が融解することにより、短絡電流が流れなくなると考えられる。正極集電体11が融解するよりも先に(すなわち450℃付近において)、導電材による導電経路が断たれることにより、電池100の発熱が小さくなると考えられる。
(Mass residual rate after heating)
When the positive electrode current collector 11 is an Al foil or the like, when the temperature of the short-circuited portion reaches 660° C. during external input, it is considered that the positive electrode current collector 11 melts and the short-circuit current does not flow. It is considered that the heat generation of the battery 100 is reduced by cutting the conductive path by the conductive material before the positive electrode current collector 11 melts (that is, near 450° C.).

「加熱後質量残存率」は、導電材が大気中450℃で1時間加熱されたとき、加熱前の導電材の質量に対する、加熱後の導電材の質量の比率を示す。加熱後質量残存率は、外部入力時における導電材の焼失しやすさを示すと考えられる。 The “mass residual ratio after heating” indicates the ratio of the mass of the conductive material after heating to the mass of the conductive material before heating when the conductive material is heated in air at 450° C. for 1 hour. The mass residual ratio after heating is considered to indicate the easiness of burning of the conductive material during external input.

本実施形態では、導電材の加熱後質量残存率が0.2質量%以上30質量%以下である。加熱後質量残存率が30質量%以下であることにより、外部入力時の発熱が小さくなることが期待される。加熱後質量残存率が0.2質量%未満になると、通常使用時の抵抗増加が大きくなる可能性がある。加熱後質量残存率は10質量%以下であってもよい。加熱後質量残存率は5質量%以下であってもよい。加熱後質量残存率は1質量%以上であってもよい。 In the present embodiment, the mass residual rate of the conductive material after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less. When the mass residual ratio after heating is 30 mass% or less, it is expected that heat generation during external input will be reduced. If the mass residual ratio after heating is less than 0.2 mass %, the resistance increase during normal use may increase. The mass residual rate after heating may be 10% by mass or less. The residual mass after heating may be 5% by mass or less. The mass residual rate after heating may be 1% by mass or more.

加熱後質量残存率は、例えば導電材の組成により調整され得る。すなわち加熱後質量残存率が0.2質量%以上30質量%以下となるように、FB、CB、ABおよび黒鉛が組み合わされていてもよい。各材料の着火温度は以下のとおりである。 The mass residual rate after heating can be adjusted by, for example, the composition of the conductive material. That is, FB, CB, AB and graphite may be combined so that the mass residual rate after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less. The ignition temperature of each material is as follows.

FB:350〜385℃程度
CB:290℃程度
AB:600℃程度
黒鉛:700〜800℃程度
FB: About 350 to 385°C CB: About 290°C AB: About 600°C Graphite: About 700 to 800°C

例えばABおよび黒鉛の比率が高くなると、加熱後質量残存率が高くなると考えられる。ABおよび黒鉛の着火温度が450℃超であるためである。例えばFBおよびCBの比率が高くなると、加熱後質量残存率が低くなると考えられる。FBおよびCBの着火温度が450℃未満であるためである。 For example, it is considered that when the ratio of AB and graphite increases, the mass residual rate after heating increases. This is because the ignition temperatures of AB and graphite are higher than 450°C. For example, it is considered that when the ratio of FB and CB increases, the mass residual ratio after heating decreases. This is because the ignition temperatures of FB and CB are less than 450°C.

(加熱後質量残存率の測定方法)
加熱後質量残存率は以下の手順により測定される。
耐熱容器が準備される。耐熱容器は例えばAl製である。大気中において所定量(例えば1〜5g程度)の導電材が耐熱容器に入れられる。加熱炉が準備される。加熱炉は例えばマッフル炉等であってもよい。耐熱容器が加熱炉内に配置される。耐熱容器の温度は、例えば熱電対により測定され得る。例えばポリイミドテープ等により熱電対が固定されてもよい。
(Measurement method of mass residual ratio after heating)
The mass residual rate after heating is measured by the following procedure.
A heat resistant container is prepared. The heat-resistant container is made of Al, for example. A predetermined amount (for example, about 1 to 5 g) of a conductive material is put in a heat resistant container in the atmosphere. A heating furnace is prepared. The heating furnace may be, for example, a muffle furnace or the like. A heat resistant container is placed in the heating furnace. The temperature of the heat-resistant container can be measured by, for example, a thermocouple. For example, the thermocouple may be fixed with a polyimide tape or the like.

5℃/minの速度で、耐熱容器が室温(25℃程度)から450℃まで昇温される。耐熱容器の温度が450℃に到達した後、耐熱容器の温度が450℃で1時間維持される。その後、7.5℃/minの速度で、耐熱容器の温度が室温まで降温される。加熱後の導電材の質量が測定される。 The heat-resistant container is heated from room temperature (about 25° C.) to 450° C. at a rate of 5° C./min. After the temperature of the heat-resistant container reaches 450° C., the temperature of the heat-resistant container is maintained at 450° C. for 1 hour. Then, the temperature of the heat-resistant container is lowered to room temperature at a rate of 7.5° C./min. The mass of the conductive material after heating is measured.

加熱後の導電材の質量が加熱前の導電材の質量で除される。除算結果の百分率が加熱後質量残存率である。加熱後質量残存率は小数第1位まで有効である。小数第2位以下は四捨五入される。加熱後質量残存率は少なくとも3回測定される。少なくとも3回の算術平均が採用される。 The mass of the conductive material after heating is divided by the mass of the conductive material before heating. The percentage of the division result is the residual mass ratio after heating. The mass residual rate after heating is effective up to the first decimal place. The second decimal place and below are rounded off. After heating, the mass residual rate is measured at least three times. An arithmetic average of at least 3 is adopted.

導電材は例えば以下の手順により、電池100内から回収され得る。
電池100が解体され、正極10が回収される。正極集電体11から、中間層13および正極活物質層12が剥離される。中間層13が、溶媒(例えばジメチルカーボネート等)により洗浄される。これにより中間層13に付着した電解液が洗い流される。洗浄後、中間層13が110℃で真空乾燥される。これにより粉体が得られる。粉体が秤量される。秤量後の粉体が王水に入れられる。王水が加熱されることにより、粉体の一部が王水に溶解する。溶解処理後、不溶成分が濾別される。不溶成分が酸および温水により洗浄される。洗浄後、不溶成分が110℃で乾燥される。中間層13に含まれていた不溶成分の比率が求められる。不溶成分は、バインダおよび導電材の混合物であると考えられる。溶媒(例えばN−メチル−2−ピロリドン等)によりバインダが除去される。これにより導電材が回収される。回収された導電材が、加熱後質量残存率の測定に供される。
The conductive material can be recovered from the inside of the battery 100 by, for example, the following procedure.
The battery 100 is disassembled and the positive electrode 10 is collected. The intermediate layer 13 and the positive electrode active material layer 12 are separated from the positive electrode current collector 11. The intermediate layer 13 is washed with a solvent (for example, dimethyl carbonate or the like). As a result, the electrolytic solution attached to the intermediate layer 13 is washed away. After washing, the intermediate layer 13 is vacuum dried at 110°C. This gives a powder. The powder is weighed. The weighed powder is put in aqua regia. By heating the aqua regia, part of the powder is dissolved in the aqua regia. After the dissolution treatment, insoluble components are filtered off. Insoluble components are washed with acid and warm water. After washing, the insoluble components are dried at 110°C. The ratio of the insoluble component contained in the mid layer 13 is obtained. The insoluble component is considered to be a mixture of binder and conductive material. The binder is removed with a solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone or the like). As a result, the conductive material is recovered. The recovered conductive material is used for measurement of the mass residual rate after heating.

なお熱重量分析法によってTG曲線を得ることも考えられる。TG曲線からバインダに由来する重量が除かれる。残部のTG曲線から450℃における導電材の質量残存率を求めることも考えられる。 It is also possible to obtain a TG curve by a thermogravimetric analysis method. The weight derived from the binder is removed from the TG curve. It is also conceivable to determine the mass residual rate of the conductive material at 450° C. from the remaining TG curve.

またバインダがポリフッ化ビニリデン(PVdF)である場合、燃焼イオンクロマトグラフ法によって、不溶成分中のフッ素(F)濃度が測定されてもよい。F濃度がPVdFの含量に換算される。これにより、不溶成分中のバインダの含量が求められる。 When the binder is polyvinylidene fluoride (PVdF), the concentration of fluorine (F) in the insoluble component may be measured by the combustion ion chromatography method. The F concentration is converted into the PVdF content. Thereby, the content of the binder in the insoluble component is obtained.

(バインダ)
バインダの含量は例えば0.1質量%以上10質量%以下であってもよい。バインダは特に限定されるべきではない。バインダは例えばPVdF、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF−HFP)、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等であってもよい。中間層13に1種のバインダが単独で含まれていてもよい。中間層13に2種以上のバインダが含まれていてもよい。
(Binder)
The content of the binder may be, for example, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less. The binder should not be particularly limited. The binder may be, for example, PVdF, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP), acrylic resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), or the like. The intermediate layer 13 may contain one kind of binder alone. The intermediate layer 13 may contain two or more kinds of binders.

(無機フィラー)
無機フィラーの含量は例えば85質量%以上99.4質量%以下であってもよい。無機フィラーは特に限定されるべきではない。無機フィラーは、例えばベーマイト、αアルミナ、チタニアおよび水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。チタニアはルチル型であってもよい。チタニアはアナターゼ型であってもよい。無機フィラーは例えば0.1μm以上3μm以下のD50を有していてもよい。
(Inorganic filler)
The content of the inorganic filler may be, for example, 85% by mass or more and 99.4% by mass or less. The inorganic filler should not be particularly limited. The inorganic filler may be, for example, at least one selected from the group consisting of boehmite, α-alumina, titania, and magnesium hydroxide. The titania may be rutile type. Titania may be of the anatase type. The inorganic filler may have a D50 of, for example, 0.1 μm or more and 3 μm or less.

(中間層の形成方法)
中間層13は例えば次の方法により形成され得る。
所定配合で導電性の炭素材料(FB、CB、ABおよび黒鉛等)が乾式混合される。これにより導電材が調製される。導電材、バインダおよび溶媒が混合されることにより、第1分散液が調製される。第1分散液の固形分濃度(NV)は55質量%以上70質量%以下(例えば60質量%)であってもよい。第1分散液に溶媒が追加され、第1分散液がさらに混合される。溶媒追加後の第1分散液のNVは35質量%以上45質量%以下(例えば40質量%)であってもよい。
(Method of forming the intermediate layer)
The intermediate layer 13 can be formed by the following method, for example.
A conductive carbon material (FB, CB, AB, graphite, etc.) is dry-mixed in a predetermined composition. Thereby, the conductive material is prepared. The first dispersion liquid is prepared by mixing the conductive material, the binder and the solvent. The solid content concentration (NV) of the first dispersion may be 55% by mass or more and 70% by mass or less (for example, 60% by mass). A solvent is added to the first dispersion and the first dispersion is further mixed. The NV of the first dispersion liquid after the addition of the solvent may be 35% by mass or more and 45% by mass or less (for example, 40% by mass).

無機フィラー、バインダおよび溶媒が混合されることにより、第2分散液が調製される。第2分散液のNVは35質量%以上45質量%以下(例えば40質量%)であってもよい。 The second dispersion liquid is prepared by mixing the inorganic filler, the binder, and the solvent. The NV of the second dispersion may be 35% by mass or more and 45% by mass or less (for example, 40% by mass).

目的の固形分組成となるように、第1分散液と第2分散液とが混合される。これにより中間層用ペーストが調製される。中間層用ペーストが正極集電体11の表面に塗布される。塗布量により中間層13の厚さが調整される。塗布操作には一般的な塗布機が使用され得る。例えばグラビアコータ、ナイフコータ、マルチコータ、ダイコータ、ドクターブレード、インクジェットコータ等が使用され得る。中間層用ペーストが乾燥されることにより、中間層13が形成される。乾燥温度は60℃以上110℃以下(例えば80℃)であってもよい。乾燥時間は例えば10min程度であってもよい。 The 1st dispersion liquid and the 2nd dispersion liquid are mixed so that it may become a target solid content composition. Thus, the intermediate layer paste is prepared. The intermediate layer paste is applied to the surface of the positive electrode current collector 11. The thickness of the intermediate layer 13 is adjusted by the coating amount. A general coating machine can be used for the coating operation. For example, a gravure coater, a knife coater, a multi coater, a die coater, a doctor blade, an ink jet coater or the like can be used. The intermediate layer 13 is formed by drying the intermediate layer paste. The drying temperature may be 60° C. or higher and 110° C. or lower (for example, 80° C.). The drying time may be, for example, about 10 minutes.

なお溶媒はバインダの種類に応じて適切なものが使用されるべきである。例えばバインダがPVdF、PVdF−HFP等である場合、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等が溶媒として使用され得る。例えばバインダが水性アクリル樹脂である場合、水等が溶媒として使用され得る。例えばバインダが油性アクリル樹脂である場合、NMP等が溶媒として使用され得る。例えばバインダがPTFEである場合、水等が溶媒として使用され得る。 In addition, a suitable solvent should be used according to the type of binder. For example, when the binder is PVdF, PVdF-HFP or the like, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or the like can be used as the solvent. For example, when the binder is an aqueous acrylic resin, water or the like can be used as the solvent. For example, when the binder is an oily acrylic resin, NMP or the like can be used as a solvent. For example, when the binder is PTFE, water or the like can be used as the solvent.

(正極活物質層)
正極活物質層12は中間層13の表面に形成されている。正極活物質層12は、例えば中間層13の表面に、正極活物質を含むペーストが塗布され、乾燥されることにより形成され得る。正極活物質層12は50μm以上100μm以下(例えば75μm)の厚さを有していてもよい。正極活物質層12は正極活物質を少なくとも含む。例えば正極活物質層12は、0.1質量%以上10質量%以下の導電材と、0.1質量%以上10質量%以下のバインダと、残部の正極活物質とからなっていてもよい。
(Cathode active material layer)
The positive electrode active material layer 12 is formed on the surface of the intermediate layer 13. The positive electrode active material layer 12 can be formed, for example, by applying a paste containing a positive electrode active material on the surface of the intermediate layer 13 and drying it. The positive electrode active material layer 12 may have a thickness of 50 μm or more and 100 μm or less (for example, 75 μm). The positive electrode active material layer 12 contains at least a positive electrode active material. For example, the positive electrode active material layer 12 may include 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of a conductive material, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of a binder, and the balance of the positive electrode active material.

正極活物質は特に限定されるべきではない。正極活物質は例えばリチウム(Li)含有金属酸化物であってもよい。正極活物質は例えばニッケルコバルトアルミン酸リチウム(NCA)等を含んでいてもよい。NCAは例えば下記式(1):
LiNix1Coy1Alz12 …(1)
〔ただし式中、x1、y1およびz1は、0.82≦x1≦0.95、0.01≦y1≦0.15、0.01≦z1≦0.15、x1+y1+z1=1を満たす。〕
により表され得る。x1は例えば0.88であってもよい。
The positive electrode active material is not particularly limited. The positive electrode active material may be, for example, a lithium (Li)-containing metal oxide. The positive electrode active material may include, for example, lithium nickel cobalt aluminate (NCA) or the like. NCA is, for example, the following formula (1):
LiNi x1 Co y1 Al z1 O 2 (1)
[Where x1, y1 and z1 satisfy 0.82≦x1≦0.95, 0.01≦y1≦0.15, 0.01≦z1≦0.15 and x1+y1+z1=1. ]
Can be represented by x1 may be, for example, 0.88.

正極活物質は例えばニッケルコバルトマンガン酸リチウム(NCM)等を含んでいてもよい。NCMは例えば下記式(2):
LiNix2Coy2Mnz22 …(2)
〔ただし式中、x2、y2およびz2は、0.35≦x2≦0.95、0.01≦y2≦0.60、0.01≦z2≦0.60、x2+y2+z2=1を満たす。〕
により表され得る。
The positive electrode active material may include, for example, lithium nickel cobalt manganate (NCM) or the like. NCM is, for example, the following formula (2):
LiNi x2 Co y2 Mn z2 O 2 (2)
[Where x2, y2 and z2 satisfy 0.35≦x2≦0.95, 0.01≦y2≦0.60, 0.01≦z2≦0.60 and x2+y2+z2=1. ]
Can be represented by

正極活物質はNCAおよびNCMの両方を含んでいてもよい。正極活物質はNCAおよびNCMの他、例えばコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等を含んでいてもよい。各Li含有金属酸化物に、アルカリ土類金属、遷移金属、卑金属、半金属等の添加物が含有されていてもよい。添加物は、例えば母材元素の一部を置換していてもよい。添加物は母材粒子の表面に付着していてもよい。添加物の含量は、合計で5mol%以下程度である。 The positive electrode active material may include both NCA and NCM. The positive electrode active material may contain, for example, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate, lithium iron phosphate, etc., in addition to NCA and NCM. Each Li-containing metal oxide may contain an additive such as an alkaline earth metal, a transition metal, a base metal or a semimetal. The additive may replace, for example, a part of the base material element. The additive may be attached to the surface of the base material particles. The total content of additives is about 5 mol% or less.

導電材は特に限定されるべきではない。導電材は、例えばAB、FB、CB、黒鉛、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン、アモルファス炭素、低結晶性炭素等であってもよい。正極活物質層12に1種の導電材が単独で含まれていてもよい。正極活物質層12に2種以上の導電材が含まれていてもよい。 The conductive material should not be particularly limited. The conductive material may be, for example, AB, FB, CB, graphite, carbon nanotube (CNT), graphene, amorphous carbon, low crystalline carbon, or the like. The positive electrode active material layer 12 may include one kind of conductive material alone. The positive electrode active material layer 12 may contain two or more kinds of conductive materials.

バインダは特に限定されるべきではない。バインダは、例えばPVdF、PVdF−HFP、アクリル樹脂、PTFE等であってもよい。正極活物質層12に1種のバインダが単独で含まれていてもよい。正極活物質層12に2種以上のバインダが含まれていてもよい。 The binder should not be particularly limited. The binder may be, for example, PVdF, PVdF-HFP, acrylic resin, PTFE or the like. The positive electrode active material layer 12 may include one kind of binder alone. The positive electrode active material layer 12 may include two or more binders.

《負極》
負極20はシートである。負極20は負極集電体21および負極活物質層22を含む。負極集電体21と負極活物質層22との間に、前述の中間層13が配置されていてもよい。負極20にも中間層13が含まれることにより、外部入力時の発熱がいっそう小さくなることが期待される。
《Negative electrode》
The negative electrode 20 is a sheet. The negative electrode 20 includes a negative electrode current collector 21 and a negative electrode active material layer 22. The intermediate layer 13 described above may be disposed between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22. Since the negative electrode 20 also includes the intermediate layer 13, it is expected that heat generation during external input will be further reduced.

負極集電体21は例えば銅(Cu)箔であってもよい。Cu箔は5μm以上12μm以下(例えば10μm)の厚さを有していてもよい。Cu箔は5μm以上8μm以下の厚さを有していてもよい。負極集電体21は例えばTi箔であってもよい。Ti箔は例えば1μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。 The negative electrode current collector 21 may be, for example, a copper (Cu) foil. The Cu foil may have a thickness of 5 μm or more and 12 μm or less (for example, 10 μm). The Cu foil may have a thickness of 5 μm or more and 8 μm or less. The negative electrode current collector 21 may be, for example, a Ti foil. The Ti foil may have a thickness of 1 μm or more and 15 μm or less, for example.

負極活物質層22は負極集電体21の表面に形成されている。負極活物質層22は負極集電体21の片面のみに形成されていてもよい。負極活物質層22は負極集電体21の表裏両面に形成されていてもよい。負極活物質層22は40μm以上125μm以下(例えば80μm)の厚さを有していてもよい。負極活物質層22は負極活物質を少なくとも含む。例えば負極活物質層22は、0.1質量%以上10質量%以下の導電材と、0.1質量%以上10質量%以下のバインダと、残部の負極活物質とからなっていてもよい。 The negative electrode active material layer 22 is formed on the surface of the negative electrode current collector 21. The negative electrode active material layer 22 may be formed on only one surface of the negative electrode current collector 21. The negative electrode active material layer 22 may be formed on both front and back surfaces of the negative electrode current collector 21. The negative electrode active material layer 22 may have a thickness of 40 μm or more and 125 μm or less (for example, 80 μm). The negative electrode active material layer 22 contains at least a negative electrode active material. For example, the negative electrode active material layer 22 may include 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of a conductive material, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of a binder, and the balance of the negative electrode active material.

負極活物質は特に限定されるべきではない。負極活物質は、例えば黒鉛、低結晶性炭素(例えばハードカーボン、ソフトカーボン等)、アモルファス炭素、酸化珪素等を含んでいてもよい。例えば負極活物質に酸化珪素が4質量%以上70質量%以下含まれていてもよい。酸化珪素に予めLiがドープされていてもよい。酸化珪素の珪素比率は例えば10mоl%以上80mоl%以下であってもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited. The negative electrode active material may include, for example, graphite, low crystalline carbon (eg hard carbon, soft carbon, etc.), amorphous carbon, silicon oxide, etc. For example, the negative electrode active material may contain 4% by mass or more and 70% by mass or less of silicon oxide. The silicon oxide may be previously doped with Li. The silicon ratio of silicon oxide may be, for example, 10 mol% or more and 80 mol% or less.

導電材は特に限定されるべきではない。導電材は、FB、CB、サーマルブラック、AB、CNT、グラフェン等であってもよい。負極活物質層22に1種の導電材が単独で含まれていてもよい。負極活物質層22に2種以上の導電材が含まれていてもよい。バインダも特に限定されるべきではない。バインダは例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)およびスチレンブタジエンゴム(SBR)等であってもよい。 The conductive material should not be particularly limited. The conductive material may be FB, CB, thermal black, AB, CNT, graphene or the like. The negative electrode active material layer 22 may include one kind of conductive material alone. The negative electrode active material layer 22 may contain two or more kinds of conductive materials. The binder should not be particularly limited. The binder may be, for example, carboxymethyl cellulose (CMC) and styrene butadiene rubber (SBR).

《セパレータ》
セパレータ30は多孔質膜である。セパレータ30は電気絶縁性である。セパレータ30は単層構造を有していてもよい。セパレータ30は例えばポリエチレン(PE)製の多孔質膜のみからなっていてもよい。単層構造のセパレータ30は5μm以上30μm以下(例えば16μm)の厚さを有していてもよい。セパレータ30は多層構造を有していてもよい。セパレータ30は例えばポリプロピレン(PP)製の多孔質膜、PE製の多孔質膜およびPP製の多孔質膜がこの順序で積層されることにより形成されていてもよい。多層構造のセパレータ30は例えば10μm以上30μm以下の厚さを有していてもよい。多層構造のセパレータ30において、PP製の多孔質膜およびPE製の多孔質膜の各々は、例えば3μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。
《Separator》
The separator 30 is a porous film. The separator 30 is electrically insulating. The separator 30 may have a single layer structure. The separator 30 may be composed of only a porous film made of polyethylene (PE), for example. The single-layer structure separator 30 may have a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less (for example, 16 μm). The separator 30 may have a multi-layer structure. The separator 30 may be formed, for example, by stacking a polypropylene (PP) porous film, a PE porous film, and a PP porous film in this order. The separator 30 having a multilayer structure may have a thickness of, for example, 10 μm or more and 30 μm or less. In the separator 30 having a multilayer structure, each of the PP porous film and the PE porous film may have a thickness of, for example, 3 μm or more and 10 μm or less.

セパレータ30の表面に耐熱膜が形成されていてもよい。耐熱膜は1μm以上12μm以下(例えば5μm)の厚さを有していてもよい。耐熱膜は耐熱材料を含む。例えば耐熱膜は、1質量%以上30質量%(例えば4質量%)のバインダと、残部の無機フィラーとからなっていてもよい。バインダは特に限定されるべきではない。バインダは例えばアクリル樹脂、PVdF、PVdF−HFP、アラミド、SBR、PTFE等であってもよい。耐熱膜に1種のバインダが単独で含まれていてもよい。耐熱膜に2種以上のバインダが含まれていてもよい。無機フィラーも特に限定されるべきではない。無機フィラーは、例えばベーマイト、αアルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛等であってもよい。耐熱膜に1種の無機フィラーが単独で含まれていてもよい。耐熱膜に2種以上の無機フィラーが含まれていてもよい。 A heat resistant film may be formed on the surface of the separator 30. The heat resistant film may have a thickness of 1 μm or more and 12 μm or less (for example, 5 μm). The heat resistant film includes a heat resistant material. For example, the heat resistant film may be composed of 1% by mass or more and 30% by mass (for example, 4% by mass) of a binder and the balance of the inorganic filler. The binder should not be particularly limited. The binder may be, for example, acrylic resin, PVdF, PVdF-HFP, aramid, SBR, PTFE or the like. The heat resistant film may contain one kind of binder alone. The heat resistant film may contain two or more kinds of binders. The inorganic filler should not be particularly limited either. The inorganic filler may be, for example, boehmite, α-alumina, titania, zirconia, magnesia, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide or the like. The heat resistant film may contain one kind of inorganic filler alone. The heat resistant film may contain two or more kinds of inorganic fillers.

《電解質》
電解質はリチウムイオン伝導体である。電解質は、液体電解質、ゲル電解質、固体電解質のいずれであってもよい。液体電解質は、例えば電解液、イオン液体等であってもよい。本明細書では電解質の一例として電解液が説明される。
"Electrolytes"
The electrolyte is a lithium ion conductor. The electrolyte may be a liquid electrolyte, a gel electrolyte, or a solid electrolyte. The liquid electrolyte may be, for example, an electrolytic solution or an ionic liquid. An electrolyte is described herein as an example of an electrolyte.

電解液は溶媒および支持塩を含む。支持塩は溶媒に溶解している。支持塩の濃度は例えば0.5mоl/L以上2mоl/L以下(0.5M以上2M以下)であってもよい。支持塩は、例えばLiPF6、LiBF4、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22等であってもよい。電解液に1種の支持塩が単独で含まれていてもよい。電解液に2種以上の支持塩が含まれていてもよい。 The electrolytic solution contains a solvent and a supporting salt. The supporting salt is dissolved in the solvent. The concentration of the supporting salt may be, for example, 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less (0.5 M or more and 2 M or less). The supporting salt may be, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN(FSO 2 ) 2 or LiN(CF 3 SO 2 ) 2 . The electrolytic solution may contain one type of supporting salt alone. The electrolytic solution may contain two or more types of supporting salts.

溶媒は非プロトン性である。溶媒は、例えば環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを含んでいてもよい。環状カーボネートおよび鎖状カーボネートの混合比は、例えば「環状カーボネート:鎖状カーボネート=1:9〜5:5(体積比)」であってもよい。環状カーボネートは、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)等であってもよい。溶媒に1種の環状カーボネートが単独で含まれていてもよい。溶媒に2種以上の環状カーボネートが含まれていてもよい。 The solvent is aprotic. The solvent may include, for example, cyclic carbonate and chain carbonate. The mixing ratio of the cyclic carbonate and the chain carbonate may be, for example, “cyclic carbonate:chain carbonate=1:9 to 5:5 (volume ratio)”. The cyclic carbonate may be, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluoroethylene carbonate (FEC), or the like. The solvent may contain one cyclic carbonate alone. The solvent may contain two or more cyclic carbonates.

鎖状カーボネートは、例えばジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等であってもよい。溶媒に1種の鎖状カーボネートが単独で含まれていてもよい。溶媒に2種以上の鎖状カーボネートが含まれていてもよい。 The chain carbonate may be, for example, dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), or the like. The solvent may contain one kind of chain carbonate alone. The solvent may contain two or more kinds of chain carbonates.

溶媒は、例えばラクトン、環状エーテル、鎖状エーテル、カルボン酸エステル等を含んでいてもよい。ラクトンは、例えばγ−ブチロラクトン(GBL)、δ−バレロラクトン等であってもよい。環状エーテルは、例えばテトラヒドロフラン(THF)、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン等であってもよい。鎖状エーテルは、1,2−ジメトキシエタン(DME)等であってもよい。カルボン酸エステルは、例えばメチルホルメート(MF)、メチルアセテート(MA)、メチルプロピオネート(MP)等であってもよい。 The solvent may contain, for example, lactone, cyclic ether, chain ether, carboxylic acid ester, or the like. The lactone may be, for example, γ-butyrolactone (GBL), δ-valerolactone or the like. The cyclic ether may be, for example, tetrahydrofuran (THF), 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane and the like. The chain ether may be 1,2-dimethoxyethane (DME) or the like. The carboxylic acid ester may be, for example, methyl formate (MF), methyl acetate (MA), methyl propionate (MP) or the like.

電解液は、溶媒および支持塩に加えて、各種の添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤の濃度は、例えば0.005mоl/L以上0.5mоl/L以下であってもよい。添加剤としては、例えばガス発生剤(いわゆる「過充電添加剤」)、SEI(solid electrolyte interface)膜形成剤等が挙げられる。 The electrolytic solution may further contain various additives in addition to the solvent and the supporting salt. The concentration of the additive may be, for example, 0.005 mol/L or more and 0.5 mol/L or less. Examples of the additive include a gas generating agent (so-called “overcharge additive”), a SEI (solid electrolyte interface) film forming agent, and the like.

ガス発生剤は、例えばシクロヘキシルベンゼン(CHB)、ビフェニル(BP)等であってもよい。SEI膜形成剤は、例えばビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、LiB(C242、LiBF2(C24)、LiPF2(C242、LiPO22、プロパンサルトン(PS)、エチレンサルファイト(ES)等であってもよい。電解液に1種の添加剤が単独で含まれていてもよい。電解液に2種以上の添加剤が含まれていてもよい。 The gas generating agent may be, for example, cyclohexylbenzene (CHB), biphenyl (BP) or the like. Examples of the SEI film forming agent include vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiPO 2 It may be F 2 , propane sultone (PS), ethylene sulphite (ES) or the like. The electrolyte may contain one kind of additive alone. The electrolytic solution may contain two or more kinds of additives.

以下、本開示の実施例が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. However, the following description does not limit the scope of the claims.

<実施例1〜20、比較例1〜8>
実施例1〜20、比較例1〜8に係る正極10がそれぞれ製造された。各正極10は、下記表1および2に示される中間層13を含む。下記表1および2の「加熱質量残存率」は前述の方法によって測定されている。さらに正極10を含む電池100が製造された。電池100の各部の構成は以下のとおりである。
<Examples 1 to 20, Comparative Examples 1 to 8>
The positive electrodes 10 according to Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 8 were manufactured. Each positive electrode 10 includes an intermediate layer 13 shown in Tables 1 and 2 below. The "heated mass residual rate" in Tables 1 and 2 below is measured by the method described above. Further, a battery 100 including the positive electrode 10 was manufactured. The structure of each part of the battery 100 is as follows.

正極10
正極集電体11:Al箔(厚さ 15μm)
正極活物質層12:片面厚さ 75μm
Positive electrode 10
Positive electrode current collector 11: Al foil (thickness 15 μm)
Positive electrode active material layer 12: One side thickness 75 μm

負極20
負極集電体21:Cu箔(厚さ 10μm)
負極活物質層22:片面厚さ 80μm
Negative electrode 20
Negative electrode current collector 21: Cu foil (thickness 10 μm)
Negative electrode active material layer 22: thickness on one side 80 μm

電解質(電解液)
溶媒:[EC:EMC:DMC=3:3:4(体積比)]
支持塩:LiPF6(1.1mоl/L)
Electrolyte (electrolyte)
Solvent: [EC:EMC:DMC=3:3:4 (volume ratio)]
Supporting salt: LiPF 6 (1.1 mol/L)

電極群50
幅寸法(図1のx軸方向の寸法):130mm
高さ寸法(図1のz軸方向の寸法):50mm
巻回テンション:0.35N/mm2以上4.3N/mm2以下
なお「巻回テンション」は巻回時にセパレータ30に加わる張力がセパレータ30の断面積で除された値を示す。
Electrode group 50
Width dimension (dimension in the x-axis direction in FIG. 1): 130 mm
Height dimension (dimension in the z-axis direction in FIG. 1): 50 mm
Winding tension: 0.35 N / mm 2 or more 4.3 N / mm 2 or less Note "winding tension" indicates the tension applied to the separator 30 at the time of winding is divided by the cross-sectional area of the separator 30 values.

<評価>
《高負荷充放電試験》
高負荷充放電試験により通常使用時の抵抗増加が評価された。高負荷充放電試験は、抵抗増加を促進するための加速試験に相当する。
<Evaluation>
《High load charge/discharge test》
The high load charge/discharge test evaluated the increase in resistance during normal use. The high load charge/discharge test corresponds to an accelerated test for promoting the increase in resistance.

充放電が1000サイクル実施された。1サイクルは以下の「充電」、「第1レスト」、「放電」および「第2レスト」の一巡を示す。1サイクル後および1000サイクル後に電池抵抗がそれぞれ測定された。1000サイクル後の電池抵抗が1サイクル後の電池抵抗で除されることにより、抵抗増加率が算出された。抵抗増加率は下記表1および2に示される。抵抗増加率が低い程、通常使用時の抵抗増加が抑制されていると考えられる。 1000 cycles of charging and discharging were performed. One cycle indicates one cycle of the following "charging", "first rest", "discharging" and "second rest". The cell resistance was measured after 1 cycle and 1000 cycles, respectively. The resistance increase rate was calculated by dividing the battery resistance after 1000 cycles by the battery resistance after 1 cycle. The rate of resistance increase is shown in Tables 1 and 2 below. It is considered that the lower the resistance increase rate, the more the resistance increase during normal use is suppressed.

充電:電流レート=2.5C、時間=240秒
第1レスト:120秒
放電:電流レート=30C、時間=20秒
第2レスト:120秒
Charge: Current rate=2.5C, Time=240 seconds First rest: 120 seconds Discharge: Current rate=30C, Time=20 seconds Second rest: 120 seconds

なお「1C」の電流レートでは、電池100の定格容量が1時間で放電される。2.5Cは1Cの2.5倍の電流レートである。30Cは1Cの30倍の電流レートである。 At the current rate of "1C", the rated capacity of the battery 100 is discharged in 1 hour. 2.5C is 2.5 times the current rate of 1C. 30C is a current rate 30 times that of 1C.

《釘刺し試験》
釘刺し試験により、外部入力時の発熱が評価された。
釘が準備された。釘は3mmの胴部径を有する。電池100が充電された。充電後の電池100が60℃に加温された。充電状態かつ加温状態の電池100に、釘が刺し込まれた。釘の刺し込み位置から1cm離れた位置において、ケース80の表面温度が測定された。釘が刺し込まれた後、表面温度の最高値が到達温度である。到達温度は下記表1および2に示される。到達温度が低い程、外部入力時の発熱が抑制されていると考えられる。
<< nail penetration test >>
The nail penetration test evaluated heat generation during external input.
The nails are prepared. The nail has a body diameter of 3 mm. The battery 100 has been charged. The battery 100 after charging was heated to 60°C. A nail was stuck into the battery 100 which was in a charged state and a heated state. The surface temperature of the case 80 was measured at a position 1 cm away from the position where the nail was inserted. The maximum surface temperature is the reached temperature after the nail is pierced. The temperatures reached are shown in Tables 1 and 2 below. It is considered that the lower the ultimate temperature is, the more the heat generation during external input is suppressed.

Figure 0006729642
Figure 0006729642

Figure 0006729642
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<結果>
《(表1)実施例1〜10、比較例1〜6》
比較例1、3および4は釘刺し試験の到達温度が高い。導電材の加熱後質量残存率が30質量%を超えているためと考えられる。
<Results>
<<(Table 1) Examples 1-10, Comparative Examples 1-6>>
In Comparative Examples 1, 3 and 4, the temperature reached by the nail penetration test is high. It is considered that the residual mass ratio of the conductive material after heating exceeds 30% by mass.

比較例2、5および6は、高負荷充放電試験の抵抗増加率が高い。導電材の加熱後質量残存率が0.2質量%未満であるためと考えられる。 Comparative Examples 2, 5 and 6 have a high resistance increase rate in the high load charge/discharge test. It is considered that the residual mass ratio of the conductive material after heating is less than 0.2% by mass.

実施例1〜10は、高負荷充放電試験の抵抗増加率が低く、なおかつ釘刺し試験の到達温度が低い。実施例1〜10では導電材の加熱後質量残存率が0.2質量%以上30質量%以下である。 In Examples 1 to 10, the resistance increase rate in the high load charge/discharge test is low and the ultimate temperature in the nail penetration test is low. In Examples 1 to 10, the residual mass of the conductive material after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less.

《(表2)実施例11〜20、比較例7〜8》
比較例7は、加熱後質量残存率が0.2質量%以上30質量%以下であるにもかかわらず、高負荷充放電試験の抵抗増加率が高い。比較例7では、導電材の含量が0.3質量%未満であるためと考えられる。
<<(Table 2) Examples 11 to 20 and Comparative Examples 7 to 8>>
Comparative Example 7 has a high resistance increase rate in the high load charge/discharge test even though the mass residual rate after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less. It is considered that in Comparative Example 7, the content of the conductive material is less than 0.3% by mass.

比較例8は、加熱後質量残存率が0.2質量%以上30質量%以下であるにもかかわらず、釘刺し試験時の到達温度が高い。比較例8では、導電材の含量が7質量%を超えているためと考えられる。 In Comparative Example 8, the reached temperature during the nail penetration test is high even though the residual mass ratio after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less. It is considered that in Comparative Example 8, the content of the conductive material exceeds 7 mass %.

実施例11〜20は、高負荷充放電試験の抵抗増加率が低く、なおかつ釘刺し試験の到達温度が低い。実施例11〜20では、導電材の含量が0.3質量%以上7質量%以下である。 In Examples 11 to 20, the resistance increase rate in the high load charge/discharge test is low, and the ultimate temperature in the nail penetration test is low. In Examples 11 to 20, the content of the conductive material is 0.3% by mass or more and 7% by mass or less.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。 The embodiments and examples disclosed this time are illustrative in all points and not restrictive. The technical scope defined by the description of the claims includes the meaning equivalent to the description of the claims and all modifications within the scope.

10 正極、11 正極集電体、12 正極活物質層、13 中間層、20 負極、21 負極集電体、22 負極活物質層、30 セパレータ、50 電極群、80 ケース、81 端子、100 電池(非水電解質二次電池)。 10 positive electrode, 11 positive electrode current collector, 12 positive electrode active material layer, 13 intermediate layer, 20 negative electrode, 21 negative electrode current collector, 22 negative electrode active material layer, 30 separator, 50 electrode group, 80 case, 81 terminal, 100 battery ( Non-aqueous electrolyte secondary battery).

Claims (1)

正極を少なくとも含み、
前記正極は、正極集電体、中間層および正極活物質層を含み、
前記中間層は前記正極集電体と前記正極活物質層との間に配置されており、
前記中間層は、導電材、バインダおよび無機フィラーを含み、
前記導電材は前記中間層に0.3質量%以上7質量%以下含まれており、
前記導電材の加熱後質量残存率は0.2質量%以上30質量%以下であり、
前記加熱後質量残存率は、前記導電材が大気中450℃で1時間加熱されたとき、加熱前の前記導電材の質量に対する、加熱後の前記導電材の質量の比率を示す、
非水電解質二次電池。
At least a positive electrode,
The positive electrode includes a positive electrode current collector, an intermediate layer and a positive electrode active material layer,
The intermediate layer is disposed between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer,
The intermediate layer contains a conductive material, a binder and an inorganic filler,
The conductive material is contained in the intermediate layer in an amount of 0.3% by mass or more and 7% by mass or less,
The mass residual rate of the conductive material after heating is 0.2% by mass or more and 30% by mass or less,
The post-heating mass residual rate indicates a ratio of the mass of the conductive material after heating to the mass of the conductive material before heating when the conductive material is heated in air at 450° C. for 1 hour,
Non-aqueous electrolyte secondary battery.
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