JP6738865B2 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質電池、特にリチウムイオン二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery, particularly a lithium ion secondary battery.

非水電解質電池は、ハイブリッド自動車や電気自動車等を含む自動車用電池として実用化されている。このような車載電源用電池としてリチウムイオン二次電池が使用されている。リチウムイオン二次電池は、開発が進むにしたがい高容量化が図られ、それに伴い安全性の確保が必須となっている。 Non-aqueous electrolyte batteries have been put to practical use as batteries for automobiles including hybrid cars and electric cars. A lithium ion secondary battery is used as such an on-vehicle power supply battery. Lithium-ion secondary batteries are becoming higher in capacity as the development progresses, and accordingly, ensuring safety is essential.

リチウムイオン二次電池の発電要素に使用されるセパレータとして、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン類の多孔性膜や微孔性膜を用いている。特に高温下で空孔が閉塞することにより抵抗が増加する、いわゆるシャットダウン効果を有する多孔性のポリエチレン膜は広く用いられている。 As a separator used for a power generation element of a lithium ion secondary battery, a porous film or a microporous film of polyolefin such as polyethylene or polypropylene is used. In particular, porous polyethylene membranes having a so-called shutdown effect, in which resistance increases due to blockage of pores at high temperature, are widely used.

セパレータがシャットダウンを起こすとイオンの流れが止まる(すなわちセパレータ抵抗が増加する)。しかしイオンの流れを止めても、電極と電解質との間での反応が活発化して温度が上昇するような電池であると、内部短絡状態となって再度イオンが流れ始め、異常発熱状態となりうる。このような電池の温度上昇により二次的に発生する内部短絡を防ぐために、シャットダウン効果のみならず、高い耐熱性を有するセパレータに対する要求が常に存在する。 When the separator shuts down, the flow of ions stops (that is, the separator resistance increases). However, even if the flow of ions is stopped, in a battery in which the reaction between the electrode and the electrolyte is activated and the temperature rises, an internal short circuit condition will occur and ions will start to flow again, causing an abnormal heat generation state. .. In order to prevent such an internal short circuit secondary to the battery temperature rise, there is always a demand for a separator having not only a shutdown effect but also high heat resistance.

特許文献1に、シャットダウン機能を確保する樹脂を主体とした樹脂多孔質膜と、耐熱性の高い耐熱性微粒子を主体とした耐熱多孔質層とを有する多層多孔質膜からなる電池用セパレータが提案されている。特許文献1の提案するセパレータは、電池特性の低下を抑制しつつ安全性を向上させた電池を構成することができる。 Patent Document 1 proposes a battery separator composed of a multilayer porous film having a resin porous film mainly composed of a resin that secures a shutdown function and a heat-resistant porous layer mainly composed of heat-resistant fine particles having high heat resistance. Has been done. The separator proposed in Patent Document 1 can form a battery with improved safety while suppressing deterioration of battery characteristics.

特開2009−283273号JP-A-2009-283273

一方、電極の表面に安定な被膜を形成させることを目的とした添加剤を非水電解液に混合する場合、添加剤が電極被膜の形成に最適に利用されず、結果、電極被膜の形成が十分に行われず電池の容量維持率が低下する恐れがある。
本発明は、電池の安全性を向上させつつ、容量維持率を維持することができるリチウムイオン電池を提供する。
On the other hand, when an additive for the purpose of forming a stable film on the surface of the electrode is mixed with the non-aqueous electrolyte, the additive is not optimally used for forming the electrode film, resulting in the formation of the electrode film. There is a possibility that the capacity retention rate of the battery may be reduced due to insufficient performance.
The present invention provides a lithium ion battery capable of maintaining a capacity retention rate while improving battery safety.

本発明の実施形態におけるリチウムイオン二次電池は、正極活物質層が正極集電体に配置された正極と、負極活物質層が負極集電体に配置された負極と、セパレータと、含硫黄添加剤を含む電解液と、を含む発電要素を、外装体内部に含むリチウムイオン二次電池である。ここで正極活物質層は、一般式LiNiCoMn(1−y−z)(ここで、式中のxは1≦x≦1.2であり、yおよびzはy+z<1を満たす正の数であり、yの値が0.5以下である。)で表される層状結晶構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含み、リチウムイオン二次電池の初期充放電を行った後に、セパレータの重量に対して0.02〜0.11重量%の硫黄が該セパレータに吸着されており、硫黄添加剤が、環状ジスルホン酸エステルであることを特徴としている。 The lithium ion secondary battery in the embodiment of the present invention is a positive electrode in which a positive electrode active material layer is arranged on a positive electrode current collector, a negative electrode in which a negative electrode active material layer is arranged on a negative electrode current collector, a separator, and a sulfur-containing material. A lithium ion secondary battery including a power generation element including an electrolyte solution containing an additive inside an exterior body. Here, the positive electrode active material layer has a general formula Li x Ni y Co z Mn (1-yz) O 2 (where x in the formula is 1≦x≦1.2, and y and z are y+z). A positive number satisfying <1 and the value of y is 0.5 or less.) The initial charge/discharge of a lithium-ion secondary battery containing a lithium nickel cobalt manganese composite oxide having a layered crystal structure represented by Is carried out, 0.02 to 0.11% by weight of sulfur is adsorbed on the separator, and the sulfur additive is a cyclic disulfonic acid ester.

本発明のリチウムイオン二次電池は、添加剤の一部(分解物等)がセパレータ表面に吸着されにくく、添加剤による電極表面上の被膜の形成を効率的に行うことができる。従って、電池の安全性を向上させつつ、容量維持率を維持することができる。 In the lithium ion secondary battery of the present invention, a part of the additive (decomposed product) is less likely to be adsorbed on the separator surface, and the film can be efficiently formed by the additive on the electrode surface. Therefore, it is possible to maintain the capacity retention rate while improving the safety of the battery.

図1は、本発明の一の実施形態のリチウムイオン二次電池を表す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery of one embodiment of the present invention.

本発明の実施形態を以下に説明する。本実施形態において正極とは、正極活物質と、バインダーと、必要な場合導電助剤との混合物を金属箔等の正極集電体に塗布または圧延および乾燥して正極活物質層を形成した薄板状あるいはシート状の電池部材である。負極とは、負極活物質と、バインダーと、必要な場合導電助剤との混合物を負極集電体に塗布して負極活物質層を形成した薄板状あるいはシート状の電池部材である。セパレータとは、正極と負極とを隔離して負極・正極間のリチウムイオンの伝導性を確保するための膜状の電池部材である。電解液とは、イオン性物質を溶媒に溶解させた電気伝導性のある溶液のことであり、本実施形態においては特に非水電解液を用いることができる。正極と負極とセパレータと電解液とを含む発電要素とは、電池の主構成部材の一単位であり、通常、正極と負極とがセパレータを介して重ねられて(積層されて)、この積層物が電解液に浸漬されている。 Embodiments of the present invention will be described below. In the present embodiment, the positive electrode is a thin plate having a positive electrode active material layer formed by applying or rolling a mixture of a positive electrode active material, a binder, and a conductive auxiliary agent on a positive electrode current collector such as a metal foil, and drying the mixture. -Shaped or sheet-shaped battery member. The negative electrode is a thin plate-shaped or sheet-shaped battery member in which a negative electrode active material layer is formed by applying a mixture of a negative electrode active material, a binder, and a conductive additive, if necessary, to a negative electrode current collector. The separator is a film-shaped battery member for isolating the positive electrode and the negative electrode and ensuring the conductivity of lithium ions between the negative electrode and the positive electrode. The electrolytic solution is an electrically conductive solution in which an ionic substance is dissolved in a solvent, and a non-aqueous electrolytic solution can be particularly used in the present embodiment. The power generation element including the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution is one unit of a main constituent member of the battery, and usually, the positive electrode and the negative electrode are stacked (laminated) via the separator to form a laminate. Is immersed in the electrolyte.

実施形態のリチウムイオン二次電池は、外装体の内部に該発電要素が含まれて成り、好ましくは、発電要素は該外装体内部に封止されている。封止されているとは、発電要素が外気に触れないように、外装体材料により包まれていることを意味する。すなわち外装体は、発電要素をその内部に封止することが可能な袋形状をしている。 In the lithium ion secondary battery of the embodiment, the power generation element is included inside the exterior body, and preferably the power generation element is sealed inside the exterior body. The term “sealed” means that the power generation element is wrapped with an outer casing material so as not to be exposed to the outside air. That is, the exterior body has a bag shape capable of sealing the power generating element inside.

ここでセパレータは、セパレータの重量に対して0.02〜0.11重量%の硫黄を含有する。ここでセパレータに含有される硫黄成分は、後述する電解液に含まれている添加剤に由来する。セパレータに含有される硫黄成分がセパレータの重量に対して0.02〜0.11重量%であると、電池のサイクル特性が向上することがわかった。 Here, the separator contains 0.02 to 0.11% by weight of sulfur with respect to the weight of the separator. Here, the sulfur component contained in the separator is derived from the additive contained in the electrolytic solution described later. It was found that when the sulfur component contained in the separator was 0.02 to 0.11% by weight based on the weight of the separator, the cycle characteristics of the battery were improved.

すべての実施形態において用いることができる負極は、負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体に配置された負極を含む。好ましくは、負極は、負極活物質、バインダーおよび場合により導電助剤の混合物を銅箔などの金属箔からなる負極集電体に塗布または圧延し、乾燥して得た負極活物質層を有している。各実施形態において、負極活物質が、黒鉛粒子および/または非晶質炭素粒子を含むことが好ましい。黒鉛粒子と非晶質炭素粒子とをともに含む混合炭素材を用いると、電池の回生性能が向上する。 The negative electrode that can be used in all the embodiments includes a negative electrode in which a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material is arranged on a negative electrode current collector. Preferably, the negative electrode has a negative electrode active material layer obtained by applying or rolling a mixture of a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive additive to a negative electrode current collector made of a metal foil such as a copper foil, and drying. ing. In each embodiment, the negative electrode active material preferably contains graphite particles and/or amorphous carbon particles. When the mixed carbon material containing both graphite particles and amorphous carbon particles is used, the regenerative performance of the battery is improved.

黒鉛は、六方晶系六角板状結晶の炭素材料であり、石墨、グラファイト等と称されることがある。黒鉛は粒子の形状をしていることが好ましい。また非晶質炭素は、部分的に黒鉛に類似するような構造を有していてもよい、微結晶がランダムにネットワークした構造をとった、全体として非晶質である炭素材料のことを意味する。非晶質炭素として、カーボンブラック、コークス、活性炭、カーボンファイバー、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン等が挙げられる。非晶質炭素は粒子の形状をしていることが好ましい。 Graphite is a carbon material of hexagonal hexagonal plate crystal, and is sometimes called graphite, graphite, or the like. The graphite is preferably in the form of particles. Amorphous carbon means a carbon material that may have a structure partially similar to graphite, has a structure in which microcrystals are randomly networked, and is amorphous as a whole. To do. Examples of the amorphous carbon include carbon black, coke, activated carbon, carbon fiber, hard carbon, soft carbon and mesoporous carbon. The amorphous carbon is preferably in the shape of particles.

負極活物質層に場合により用いられる導電助剤として、カーボンナノファイバー等のカーボン繊維、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、活性炭、メゾポーラスカーボン、フラーレン類、カーボンナノチューブ等の炭素材料が挙げられる。その他、負極活物質層には増粘剤、分散剤、安定剤等の、電極形成のために一般的に用いられる添加剤を適宜使用することができる。 Examples of the conductive additive used in the negative electrode active material layer include carbon fibers such as carbon nanofibers, acetylene black, carbon black such as Ketjenblack, activated carbon, mesoporous carbon, fullerenes, carbon materials such as carbon nanotubes. To be In addition, additives generally used for electrode formation, such as a thickener, a dispersant, and a stabilizer, can be appropriately used in the negative electrode active material layer.

負極活物質層に用いられるバインダーとして、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリピロール類等の導電性ポリマー、スチレンブタジエンラバー(SBR)、ブタジエンラバー(BR)、クロロプレンラバー(CR)、イソプレンラバー(IR)、アクリロニトリルブタジエンラバー(NBR)等の合成ゴム、あるいはカルボキシメチルセルロース(CMC)、キサンタンガム、グアーガム、ペクチン等の多糖類を用いることができる。 As a binder used for the negative electrode active material layer, fluororesin such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), etc., conductivity of polyaniline, polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, etc. Polymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), or synthetic rubber, or carboxymethyl cellulose (CMC), xanthan gum, guar gum, Polysaccharides such as pectin can be used.

すべての実施形態において用いることができる正極は、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体に配置された正極を含む。好ましくは、正極は、正極活物質、バインダーおよび場合により導電助剤の混合物をアルミニウム箔などの金属箔からなる正極集電体に塗布または圧延し、乾燥して得た正極活物質層を有している。正極活物質として、リチウム遷移金属酸化物を用いることができ、たとえば、リチウム・ニッケル系酸化物(たとえばLiNiO)、リチウムコバルト系酸化物(たとえばLiCoO)、リチウムマンガン系酸化物(たとえばLiMn)およびこれらの混合物を使用することが好ましい。また正極活物質として、一般式LiNiCoMn(1−y−z)で表されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を用いることができる。ここで、一般式中のxは1≦x≦1.2であり、yおよびzはy+z<1を満たす正の数であり、yの値が0.5以下である。なお、マンガンの割合が大きくなると単一相の複合酸化物が合成されにくくなるため、1−y−z≦0.4とすることが望ましい。また、コバルトの割合が大きくなると高コストとなり容量も減少するため、z<y、z<1−y−zとすることが望ましい。高容量の電池を得るためには、y>1−y−z、y>zとすることが特に好ましい。リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、層状結晶構造を有することが好ましい。 The positive electrode that can be used in all the embodiments includes a positive electrode in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is arranged on a positive electrode current collector. Preferably, the positive electrode has a positive electrode active material layer obtained by applying or rolling a mixture of a positive electrode active material, a binder, and optionally a conductive additive to a positive electrode current collector made of metal foil such as aluminum foil, and drying. ing. As the positive electrode active material, a lithium transition metal oxide can be used. For example, a lithium-nickel-based oxide (for example, LiNiO 2 ), a lithium-cobalt-based oxide (for example, LiCoO 2 ), a lithium-manganese-based oxide (for example, LiMn 2 ). Preference is given to using O 4 ) and mixtures thereof. Also be as a positive electrode active material, using the general formula Li x Ni y Co z Mn ( 1-y-z) lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide represented by O 2. Here, x in the general formula is 1≦x≦1.2, y and z are positive numbers satisfying y+z<1, and the value of y is 0.5 or less. It should be noted that 1-y z ≤ 0.4 is desirable because it becomes difficult to synthesize a single-phase composite oxide when the proportion of manganese increases. Further, when the proportion of cobalt increases, the cost increases and the capacity also decreases. Therefore, it is desirable that z<y and z<1-yz. In order to obtain a high capacity battery, y>1-yz and y>z are particularly preferable. The lithium nickel cobalt manganese composite oxide preferably has a layered crystal structure.

正極活物質層に場合により用いられる導電助剤として、カーボンナノファイバー等のカーボン繊維、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、活性炭、黒鉛、メゾポーラスカーボン、フラーレン類、カーボンナノチューブ等の炭素材料が挙げられる。その他、正極活物質層には増粘剤、分散剤、安定剤等の、電極形成のために一般的に用いられる添加剤を適宜使用することができる。 As a conductive additive optionally used for the positive electrode active material layer, carbon fibers such as carbon nanofibers, carbon black such as acetylene black and Ketjen black, activated carbon, graphite, mesoporous carbon, fullerenes, carbon materials such as carbon nanotubes Are listed. In addition, additives generally used for electrode formation, such as a thickener, a dispersant, and a stabilizer, can be appropriately used in the positive electrode active material layer.

正極活物質層に用いられるバインダーとして、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリピロール類等の導電性ポリマー、スチレンブタジエンラバー(SBR)、ブタジエンラバー(BR)、クロロプレンラバー(CR)、イソプレンラバー(IR)、アクリロニトリルブタジエンラバー(NBR)等の合成ゴム、あるいはカルボキシメチルセルロース(CMC)、キサンタンガム、グアーガム、ペクチン等の多糖類を用いることができる。 As a binder used in the positive electrode active material layer, a fluororesin such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), etc., a conductive material such as polyaniline, polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, etc. Polymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), or synthetic rubber, or carboxymethyl cellulose (CMC), xanthan gum, guar gum, Polysaccharides such as pectin can be used.

すべての実施形態において用いることができる電解液は、非水電解液であって、ジメチルカーボネート(以下「DMC」と称する。)、ジエチルカーボネート(以下「DEC」と称する。)、ジ−n−プロピルカーボネート、ジ−t−プロピルカーボネート、ジ−n−ブチルカーボネート、ジ−イソブチルカーボネート、またはジ−t−ブチルカーボネート等の鎖状カーボネートと、プロピレンカーボネート(以下「PC」と称する。)、エチレンカーボネート(以下「EC」と称する。)等の環状カーボネートとを含む混合物であることが好ましい。電解液は、このようなカーボネート混合物に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、ホウフッ化リチウム(LiBF)、過塩素酸リチウム(LiClO)等のリチウム塩を溶解させたものである。 Electrolytes that can be used in all embodiments are non-aqueous electrolytes, such as dimethyl carbonate (hereinafter "DMC"), diethyl carbonate (hereinafter "DEC"), di-n-propyl. A chain carbonate such as carbonate, di-t-propyl carbonate, di-n-butyl carbonate, di-isobutyl carbonate, or di-t-butyl carbonate, propylene carbonate (hereinafter referred to as "PC"), ethylene carbonate ( Hereinafter, a mixture containing a cyclic carbonate such as "EC") is preferable. The electrolytic solution is obtained by dissolving a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ) in such a carbonate mixture.

電解液は、上記の成分の他、添加剤を含有することができる。電解液に加えることができる添加剤は、電池の充放電の過程で、電気化学的に分解し、電極その他に被膜を形成することができる物質であることが好ましい。とりわけ、負極表面上に負極構造を安定化させることができる添加剤を用いることが特に望ましい。このような添加剤として、環状ジスルホン酸エステル(たとえば、メチレンメタンジスルホン酸エステル、エチレンメタンジスルホン酸エステル、プロピレンメタンジスルホン酸エステル)、環状スルホン酸エステル(たとえば、スルトン)、鎖状スルホン酸エステル(たとえば、メチレンビスベンゼンスルホン酸エステル、メチレンビスフェニルメタンスルホン酸エステル、メチレンビスエタンスルホン酸エステル)等の、分子内に硫黄を含有する化合物を含む添加剤(以下、「含硫黄添加剤」と称する。)を挙げることができる。この他、電池の充放電過程において正極ならびに負極の保護被膜を形成することができる添加剤として、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、メタクリル酸プロピレンカーボネート、アクリル酸プロピレンカーボネート等を加えることもできる。さらに電池の充放電過程において正極ならびに負極の保護被膜を形成する他の添加剤として、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、トリフルオロエチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ジクロロエチレンカーボネート、トリクロロエチレンカーボネート等を挙げることができる。これらの添加剤は、含硫黄添加剤の、リチウム・ニッケル系複合酸化物を含有する正極活物質への攻撃を防ぐことができる添加剤である。添加剤は、電解液全体の重量に対して、20重量%以下、好ましくは15重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下の割合で含まれている。 The electrolytic solution may contain additives in addition to the above components. The additive that can be added to the electrolytic solution is preferably a substance that can be electrochemically decomposed to form a film on the electrode or the like in the process of charging and discharging the battery. Above all, it is particularly desirable to use an additive capable of stabilizing the negative electrode structure on the negative electrode surface. As such an additive, a cyclic disulfonic acid ester (for example, methylene methane disulfonic acid ester, ethylene methane disulfonic acid ester, propylene methane disulfonic acid ester), a cyclic sulfonic acid ester (for example, sultone), a chain sulfonic acid ester (for example, , Methylene bisbenzene sulfonate, methylene bis phenyl methane sulfonate, methylene bis ethane sulfonate, etc., and additives containing a compound containing sulfur in the molecule (hereinafter referred to as “sulfur-containing additive”). ) Can be mentioned. In addition, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, propylene carbonate methacrylate, propylene carbonate acrylate, and the like can be added as an additive capable of forming a protective film for the positive electrode and the negative electrode during the charging/discharging process of the battery. Further, other additives that form protective films for the positive electrode and the negative electrode in the charge/discharge process of the battery include fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, trifluoroethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, trichloroethylene carbonate, and the like. .. These additives are additives that can prevent the sulfur-containing additive from attacking the positive electrode active material containing the lithium-nickel composite oxide. The additive is contained in a proportion of 20% by weight or less, preferably 15% by weight or less, and more preferably 10% by weight or less, based on the total weight of the electrolytic solution.

実施形態において、セパレータはオレフィン系樹脂層から構成される。ここでオレフィン系樹脂層は、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、へキセンなどのα−オレフィンを重合または共重合させたポリオレフィンから構成される層である。実施形態では、電池温度上昇時に閉塞される空孔を有する構造、すなわち多孔質あるいは微多孔質のポリオレフィンから構成される層であることが好ましい。オレフィン系樹脂層がこのような構造を有していることにより、万一電池温度が上昇しても、セパレータが閉塞して(シャットダウンして)、イオン流を寸断することができる。シャットダウン効果を発揮するためには、多孔質のポリエチレン膜を用いることが非常に好ましい。 In the embodiment, the separator is composed of an olefin resin layer. Here, the olefin resin layer is a layer composed of a polyolefin obtained by polymerizing or copolymerizing α-olefins such as ethylene, propylene, butene, pentene, and hexene. In the embodiment, it is preferable that the layer has pores that are closed when the battery temperature rises, that is, a layer composed of a porous or microporous polyolefin. Since the olefin resin layer has such a structure, even if the battery temperature rises, the separator will be blocked (shut down) and the ion flow can be cut off. In order to exert the shutdown effect, it is highly preferable to use a porous polyethylene membrane.

一方、別の実施形態において、セパレータはオレフィン系樹脂層と耐熱性微粒子層とを有することが好ましい。耐熱性微粒子層は、電池の異常発熱を防止するために設けられるものである。耐熱性微粒子として、耐熱温度が150℃以上の耐熱性を有し、電気化学反応に安定な無機微粒子を用いることができる。このような無機微粒子として、シリカ、アルミナ(α−アルミナ、β−アルミナ、θ−アルミナ)、酸化鉄、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウムなどの無機酸化物;ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、スピネル、マイカ、ムライトなどの鉱物を挙げることができる。このように、オレフィン系樹脂層と耐熱性樹脂層とを有するセパレータを、本明細書では「セラミックセパレータ」と称することがある。 On the other hand, in another embodiment, the separator preferably has an olefin resin layer and a heat resistant fine particle layer. The heat resistant fine particle layer is provided to prevent abnormal heat generation of the battery. As the heat-resistant fine particles, it is possible to use inorganic fine particles having a heat resistance temperature of 150° C. or higher and stable in electrochemical reaction. As such inorganic fine particles, inorganic oxides such as silica, alumina (α-alumina, β-alumina, θ-alumina), iron oxide, titanium oxide, barium titanate, zirconium oxide; boehmite, zeolite, apatite, kaolin, Minerals such as spinel, mica and mullite can be mentioned. As described above, the separator including the olefin resin layer and the heat resistant resin layer may be referred to as “ceramic separator” in the present specification.

オレフィン系樹脂層と、場合により耐熱性微粒子層とを有するセパレータと、所定量の各電解液成分を混合して非水電解液、正極、負極、セパレータおよび外装体と共に電池を組み上げた後、充放電等の所定の操作を行うことにより電池を出荷することができる状態(出荷前状態)に仕上げる。電池を充放電する過程で、上記の添加剤は電気化学的反応あるいは化学反応により、それぞれ分解して電極表面上の被膜を形成するのに消費される。これにより電解液中の添加剤の量はそれぞれ減少する。電池を出荷前状態にする際に添加剤の一部(分解物など)がセパレータ表面に吸着される場合がある。こういった添加剤の一部がセパレータ表面に吸着されること自体が直ちに電池性能に悪影響を及ぼすわけではない。しかしながら、本来電極表面上に被膜を形成させることを目的に加えている含硫黄添加剤が、セパレータ表面に吸着されてしまうことは、所望の役割を果たす添加剤が減るという点で問題がある。含硫黄添加剤は、先に説明したとおり、特に負極(特にグラファイト負極)表面に被膜を形成して負極を安定化させるために添加されているが、添加剤の一部がセパレータ表面に吸着されてしまう分、負極上に形成される被膜が減少することを意味する。これにより電池のサイクル寿命が短縮し、容量維持率が低下しうる。 A separator having an olefin resin layer, and optionally a heat-resistant fine particle layer, and a predetermined amount of each electrolytic solution component are mixed to assemble a battery together with a non-aqueous electrolytic solution, a positive electrode, a negative electrode, a separator and an outer casing, and then charged. By performing a predetermined operation such as discharging, the battery is ready for shipping (before shipping). In the process of charging/discharging the battery, the above additives are decomposed by an electrochemical reaction or a chemical reaction, respectively, and consumed to form a film on the electrode surface. As a result, the amount of additive in the electrolytic solution is reduced. When the battery is put into a pre-shipment state, part of the additive (decomposed product) may be adsorbed on the separator surface. Adsorption of some of these additives on the surface of the separator does not immediately adversely affect the battery performance. However, the sulfur-containing additive, which is originally added for the purpose of forming a film on the electrode surface, is adsorbed on the surface of the separator, which is problematic in that the additive that plays a desired role is reduced. As described above, the sulfur-containing additive is added to stabilize the negative electrode by forming a film on the surface of the negative electrode (particularly graphite negative electrode), but a part of the additive is adsorbed on the surface of the separator. This means that the amount of coating film formed on the negative electrode is reduced by the amount. As a result, the cycle life of the battery can be shortened and the capacity retention rate can be reduced.

実施形態のリチウムイオン二次電池におけるセパレータは、セパレータの重量に対して0.02〜0.11重量%の硫黄を含有している。これは、セパレータ表面での含硫黄添加剤の一部(硫黄成分)の吸着が起こりにくく、含硫黄添加剤は電極表面上への被膜の形成という本来の目的にもれなく使用されていることを意味する。このようなセパレータとして、多孔質または微多孔質のオレフィン系樹脂層から構成されるセパレータを挙げることができる。その他、オレフィン系樹脂層と耐熱性微粒子層とを有する、セラミックセパレータが挙げられる。このとき、耐熱性微粒子がアルミナ(α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナ等)またはベーマイトであると、熱安定性が良好で、かつ含硫黄添加剤のセパレータ上での分解を効果的に防ぐことができることがわかった。 The separator in the lithium ion secondary battery of the embodiment contains 0.02 to 0.11% by weight of sulfur with respect to the weight of the separator. This means that adsorption of part of the sulfur-containing additive (sulfur component) on the separator surface is unlikely to occur, and the sulfur-containing additive is used for its original purpose of forming a film on the electrode surface. To do. Examples of such a separator include a separator composed of a porous or microporous olefin resin layer. Other examples include a ceramic separator having an olefin resin layer and a heat resistant fine particle layer. At this time, when the heat-resistant fine particles are alumina (α-alumina, β-alumina, γ-alumina, θ-alumina, etc.) or boehmite, the thermal stability is good and the sulfur-containing additive decomposes on the separator. It turned out that can be effectively prevented.

実施形態において、オレフィン系樹脂層と耐熱性微粒子層とを有するセラミックセパレータを用いた場合、比較的少量の含硫黄添加剤が分解し、分解して生成した硫黄成分が主に耐熱性微粒子層に吸着される。特に耐熱性微粒子としてアルミナまたはベーマイトを用いると、セパレータに含有された0.02〜0.11重量%の硫黄のほぼ全量が耐熱性微粒子層中に吸着される。 In the embodiment, when a ceramic separator having an olefin resin layer and a heat-resistant fine particle layer is used, a relatively small amount of the sulfur-containing additive is decomposed, and the sulfur component produced by the decomposition mainly forms the heat-resistant fine particle layer. Adsorbed. Particularly when alumina or boehmite is used as the heat-resistant fine particles, almost all of 0.02 to 0.11% by weight of sulfur contained in the separator is adsorbed in the heat-resistant fine particle layer.

オレフィン系樹脂層と耐熱性微粒子層とを有するセラミックセパレータは、オレフィン系樹脂膜の表面上に耐熱性微粒子層を積層した形態を有する。耐熱性微粒子層は、オレフィン系樹脂膜の片面上にのみ設けることができ、両面上に設けることもできる。耐熱性微粒子層全体の厚さの割合は、オレフィン系樹脂層の厚さの1/10から1/2、好ましくは1/8から1/3程度であることが好適である。耐熱性微粒子層の厚さを厚くしすぎると、電解液中に含まれる含硫黄添加剤の分解物が増加する可能性があり、薄くしすぎるとセパレータの耐熱性の向上効果が期待できない。 The ceramic separator having the olefin resin layer and the heat resistant fine particle layer has a form in which the heat resistant fine particle layer is laminated on the surface of the olefin resin film. The heat-resistant fine particle layer can be provided only on one side of the olefin resin film, or can be provided on both sides. The ratio of the total thickness of the heat-resistant fine particle layer is preferably about 1/10 to 1/2, preferably about 1/8 to 1/3 of the thickness of the olefin resin layer. If the thickness of the heat-resistant fine particle layer is too thick, decomposition products of the sulfur-containing additive contained in the electrolytic solution may increase, and if it is too thin, the effect of improving the heat resistance of the separator cannot be expected.

ここで、本実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の構成例を、図面を用いて説明する。図1はリチウムイオン二次電池の断面図の一例を表す。リチウムイオン二次電池10は、主な構成要素として、負極集電体11、負極活物質層13、セパレータ17、正極集電体12、正極活物質層15を含む。図1では、負極集電体11の両面に負極活物質層13が設けられ、正極集電体12の両面に正極活物質層15が設けられているが、各々の集電体の片面上のみに活物質層を形成することもできる。負極集電体11、正極集電体12、負極活物質層13、正極活物質層15、及びセパレータ17が一つの電池の構成単位、すなわち発電要素である(図中、単電池19)。セパレータ17は、耐熱性微粒子層と、オレフィン系樹脂膜とから構成されていてよい(いずれも図示せず)。このような単電池19を、セパレータ17を介して複数積層する。各負極集電体11から延びる延出部を負極リード25上に一括して接合し、各正極集電体12から延びる延出部を正極リード27上に一括して接合してある。なお正極リードとしてアルミニウム板、負極リードとして銅板が好ましく用いられ、場合により他の金属(たとえばニッケル、スズ、はんだ)または高分子材料による部分コーティングを有していてもよい。正極リードおよび負極リードはそれぞれ正極および負極に溶接される。このように複数の単電池を積層してできた電池は、溶接された負極リード25および正極リード27を外側に引き出す形で、外装体29により包装される。外装体29の内部には電解液31が注入されている。外装体29は、2枚の積層体を重ね合わせ、周縁部を熱融着した形状をしている。 Here, a configuration example of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery. The lithium ion secondary battery 10 includes a negative electrode current collector 11, a negative electrode active material layer 13, a separator 17, a positive electrode current collector 12, and a positive electrode active material layer 15 as main constituent elements. In FIG. 1, the negative electrode active material layers 13 are provided on both surfaces of the negative electrode current collector 11, and the positive electrode active material layers 15 are provided on both surfaces of the positive electrode current collector 12, but only on one surface of each current collector. It is also possible to form an active material layer. The negative electrode current collector 11, the positive electrode current collector 12, the negative electrode active material layer 13, the positive electrode active material layer 15, and the separator 17 are a constituent unit of one battery, that is, a power generation element (in the figure, a cell 19). The separator 17 may be composed of a heat resistant fine particle layer and an olefin resin film (both not shown). A plurality of such unit cells 19 are stacked with the separator 17 interposed therebetween. The extending portions extending from each negative electrode current collector 11 are collectively joined on the negative electrode lead 25, and the extending portions extending from each positive electrode current collector 12 are collectively joined on the positive electrode lead 27. An aluminum plate is preferably used as the positive electrode lead, and a copper plate is preferably used as the negative electrode lead, and may have a partial coating of another metal (for example, nickel, tin, solder) or a polymer material in some cases. The positive electrode lead and the negative electrode lead are welded to the positive electrode and the negative electrode, respectively. The battery formed by stacking a plurality of unit cells in this way is packaged by the outer package 29 in such a manner that the welded negative electrode lead 25 and positive electrode lead 27 are drawn to the outside. An electrolytic solution 31 is injected into the exterior body 29. The outer package 29 has a shape in which two laminated bodies are stacked and the peripheral edge portion is heat-sealed.

<負極の作製>
負極活物質として、表面被覆天然黒鉛粉末、導電助剤としてカーボンブラック粉末、バインダー樹脂としてスチレンブタジエンラバー(SBR)とカルボキシメチルセルロース(CMC)とを、固形分質量比で93:3:2:2の割合でイオン交換水中に添加して撹拌し、これらの材料を水中に均一に分散させてスラリーを作製した。得られたスラリーを、負極集電体となる厚み10μmの銅箔上に塗布した。次いで、125℃にて10分間、電極を加熱し、水を蒸発させることにより負極活物質層を形成した。更に、負極活物質層をプレスすることによって、負極集電体の片面上に負極活物質層を塗布した負極を作製した。
<Production of negative electrode>
As the negative electrode active material, surface-coated natural graphite powder, carbon black powder as a conduction aid, styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder resin, and the solid content mass ratio was 93:3:2:2. These materials were added in a proportion to ion-exchanged water and stirred, and these materials were uniformly dispersed in water to prepare a slurry. The obtained slurry was applied onto a copper foil having a thickness of 10 μm which serves as a negative electrode current collector. Next, the negative electrode active material layer was formed by heating the electrode at 125° C. for 10 minutes and evaporating the water. Further, the negative electrode active material layer was pressed to prepare a negative electrode in which the negative electrode active material layer was coated on one surface of the negative electrode current collector.

<正極の作製>
正極活物質として、ニッケル・コバルト・マンガン酸リチウム(NCM811、すなわちニッケル:コバルト:マンガン=8:1:1)とリチウムマンガン酸化物(LiMn)とを25:75(重量比)とを混合した混合酸化物と、導電助剤としてカーボンブラック粉末と、バインダー樹脂としてポリフッ化ビニリデンとを、固形分質量比で90:5:5の割合で、溶媒であるNMPに添加した。さらに、この混合物に有機系水分捕捉剤として無水シュウ酸(分子量90)を、上記混合物からNMPを除いた固形分100質量部に対して0.03質量部添加した上で撹拌することで、これらの材料を均一に分散させてスラリーを作製した。得られたスラリーを、正極集電体となる厚み20μmのアルミニウム箔上に塗布した。次いで、125℃にて10分間、電極を加熱し、NMPを蒸発させることにより正極活物質層を形成した。さらに、正極活物質層をプレスすることによって、正極集電体の片面上に目付20mg/cm、密度3.0g/cmの正極活物質層を塗布した正極を作製した。
<Production of positive electrode>
As the positive electrode active material, nickel-cobalt-lithium manganate (NCM811, that is, nickel:cobalt:manganese=8:1:1) and lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ) were mixed at 25:75 (weight ratio). The mixed oxides mixed, carbon black powder as a conduction aid, and polyvinylidene fluoride as a binder resin were added to NMP as a solvent at a solid content mass ratio of 90:5:5. Further, by adding 0.03 parts by mass of oxalic anhydride (molecular weight 90) as an organic moisture scavenger to the mixture with respect to 100 parts by mass of the solid content excluding NMP from the mixture, and stirring the mixture, The above materials were uniformly dispersed to prepare a slurry. The obtained slurry was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm which serves as a positive electrode current collector. Then, the positive electrode active material layer was formed by heating the electrode at 125° C. for 10 minutes to evaporate NMP. Further, the positive electrode active material layer was pressed to prepare a positive electrode in which a positive electrode active material layer having a basis weight of 20 mg/cm 2 and a density of 3.0 g/cm 3 was applied on one surface of the positive electrode current collector.

<セパレータ>
耐熱微粒子としてアルミナを用いた厚さ5μmの耐熱微粒子層とポリプロピレンからなる厚さ20μmのオレフィン系樹脂層とから構成されるセラミックセパレータを使用した。耐熱微粒子層中に含有されるθ−アルミナの量の異なる複数のセラミックセパレータを用いた。用いたセパレータの種類は、表1に示す。なお実施例3では、厚さ25μmのポリプロピレン単層セパレータを使用した。
<Separator>
A ceramic separator composed of a heat-resistant fine particle layer having a thickness of 5 μm using alumina as the heat-resistant fine particles and an olefin resin layer having a thickness of 20 μm made of polypropylene was used. A plurality of ceramic separators having different amounts of θ-alumina contained in the heat resistant fine particle layer were used. Table 1 shows the types of separators used. In Example 3, a 25 μm thick polypropylene single layer separator was used.

<電解液>
エチレンカーボネート(以下、「EC」と称する。)とDECとを、EC:DEC=30:70(体積比)の割合で混合した非水溶媒に、電解質塩としての六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を濃度が1.0mol/Lとなるように溶解させたものに対して、添加剤として環状ジスルホン酸エステル(メチレンメタンジスルホンネート(MMDS)とビニレンカーボネート(VC)とをそれぞれ濃度が1重量%となるように溶解させたものを用いた。
<Electrolyte>
A non-aqueous solvent prepared by mixing ethylene carbonate (hereinafter, referred to as “EC”) and DEC in a ratio of EC:DEC=30:70 (volume ratio) is used as an electrolyte salt of lithium hexafluorophosphate (LiPF). 6 ) was dissolved to a concentration of 1.0 mol/L, and cyclic disulfonic acid ester (methylene methane disulfonate (MMDS) and vinylene carbonate (VC) were added at a concentration of 1 weight each as an additive. What was melt|dissolved so that it might become% was used.

<リチウムイオン二次電池の作製>
上記のように作製した各負極板と正極板を、各々所定サイズの矩形に切り出した。このうち、端子を接続するための未塗布部にアルミニウム製の正極リード端子を超音波溶接した。同様に、正極リード端子と同サイズのニッケル製の負極リード端子を負極板における未塗布部に超音波溶接した。セパレータの両面に上記負極板と正極板とを両活物質層がセパレータを隔てて重なるように配置して電極板積層体を得た。2枚のアルミニウムラミネートフィルムの長辺の一方を除いて三辺を熱融着により接着して袋状のラミネート外装体を作製した。ラミネート外装体に上記電極積層体を挿入した。電解液を注液して真空含浸させた後、減圧下にて開口部を熱融着により封止することによって、積層型リチウムイオン電池を得た。この積層型リチウムイオン電池について初期充放電を行った後、高温エージングを行い、電池容量5Ahの積層型リチウムイオン電池を得た。
<Preparation of lithium-ion secondary battery>
Each of the negative electrode plate and the positive electrode plate manufactured as described above was cut into a rectangle of a predetermined size. Among these, an aluminum positive electrode lead terminal was ultrasonically welded to an uncoated portion for connecting the terminal. Similarly, a nickel negative electrode lead terminal having the same size as the positive electrode lead terminal was ultrasonically welded to an uncoated portion of the negative electrode plate. The above-mentioned negative electrode plate and positive electrode plate were arranged on both surfaces of the separator so that both active material layers were overlapped with the separator interposed therebetween to obtain an electrode plate laminate. Two sides of the aluminum laminate film except one of the long sides were bonded by heat fusion on the three sides to produce a bag-shaped laminate exterior body. The above electrode laminate was inserted into the laminate exterior body. After pouring the electrolyte solution and impregnating it under vacuum, the opening was sealed by heat fusion under reduced pressure to obtain a laminated lithium ion battery. After performing initial charge/discharge for this laminated lithium ion battery, high temperature aging was performed to obtain a laminated lithium ion battery having a battery capacity of 5 Ah.

<初期充放電>
電池の残容量(以下、「SOC」と称する。)0%から100%まで、雰囲気温度55℃で、初期充放電を行った。充放電の条件は、以下の通りである:0.1C電流で4.1Vまで定電流充電(CC充電)、その後4.1Vで定電圧充電(CV充電)し、次いで0.1C電流での定電流放電(CC放電)を、2.5Vまで行う。
<Initial charge/discharge>
Initial charge/discharge was performed from 0% to 100% of the remaining capacity of the battery (hereinafter referred to as “SOC”) at an ambient temperature of 55° C. The conditions of charge and discharge are as follows: constant current charge (CC charge) up to 4.1V at 0.1C current, then constant voltage charge (CV charge) at 4.1V, and then at 0.1C current. Constant current discharge (CC discharge) is performed up to 2.5V.

<セパレータの硫黄含有量>
リチウムイオン二次電池の初期充放電を行った後、電池を解体し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP発光分光分析法)により、セパレータの硫黄含有量を測定した。
<Sulfur content of separator>
After the initial charge and discharge of the lithium ion secondary battery, the battery was disassembled, and the sulfur content of the separator was measured by high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP emission spectroscopy).

<サイクル特性試験>
作成した電池に対して次の条件でサイクル試験を行った。作製した電池のSOC0%と100%までの間で、1C電流、4.15Vでの定電流定電圧充電(CCCV充電)と、1C電流での定電流放電(CC放電)を、55℃環境下で300回繰り返した。これによる容量維持率を、(300回サイクル後の電池容量)/(初期電池容量)なる計算式で計算した。
<Cycle characteristic test>
A cycle test was conducted on the prepared battery under the following conditions. Under the environment of 55°C, constant current constant voltage charge (CCCV charge) at 1C current, 4.15V and constant current discharge (CC discharge) at 1C current between SOC 0% and 100% of the manufactured battery were performed. Repeated 300 times. The capacity retention rate by this was calculated by a calculation formula of (battery capacity after 300 cycles)/(initial battery capacity).

Figure 0006738865
Figure 0006738865

初期充放電後に、セパレータの硫黄含有量が少ない電池(実施例1、実施例2および実施例3)は、サイクル特性試験を経た後の電池容量維持率が高い。これは初期充放電の過程で含硫黄添加剤の硫黄成分がセパレータ表面に吸着されることなく、電極の表面上に効果的に被膜を形成したからであると考えられる。耐熱性微粒子としてアルミナを用いた場合、θ−アルミナの含有率により硫黄成分の含有量が変わることがわかった。θ−アルミナの含有率が高くなるほどセパレータ上に吸着される硫黄成分の量が多くなるので、耐熱性微粒子としてアルミナを用いる場合は、θ−アルミナではなく、α−、β−あるいはγ−アルミナ等を使用すると良いと考えられる。 The batteries (Example 1, Example 2 and Example 3) having a low sulfur content in the separator after the initial charge/discharge have a high battery capacity retention rate after the cycle characteristic test. It is considered that this is because the sulfur component of the sulfur-containing additive was not adsorbed on the surface of the separator during the initial charging/discharging, and the coating film was effectively formed on the surface of the electrode. It was found that when alumina was used as the heat resistant fine particles, the content of the sulfur component changed depending on the content rate of θ-alumina. The higher the content of θ-alumina, the greater the amount of sulfur components adsorbed on the separator. Therefore, when using alumina as the heat-resistant fine particles, α-, β-, or γ-alumina is used instead of θ-alumina. Is considered good to use.

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例は本発明の実施形態の一例を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を特定の実施形態あるいは具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the examples of the present invention have been described above, the above examples merely show one example of the embodiment of the present invention, and are intended to limit the technical scope of the present invention to a particular embodiment or a specific configuration. Absent.

10 リチウムイオン二次電池
11 負極集電体
12 正極集電体
13 負極活物質層
15 正極活物質層
17 セパレータ
25 負極リード
27 正極リード
29 外装体
31 電解液
10 Lithium Ion Secondary Battery 11 Negative Electrode Current Collector 12 Positive Electrode Current Collector 13 Negative Electrode Active Material Layer 15 Positive Electrode Active Material Layer 17 Separator 25 Negative Electrode Lead 27 Positive Electrode Lead 29 Outer Package 31 Electrolyte

Claims (1)

正極活物質層が正極集電体に配置された正極と、
負極活物質層が負極集電体に配置された負極と、
セパレータと、
含硫黄添加剤を、1重量%の濃度で含む電解液と、
を含む発電要素を、外装体内部に含むリチウムイオン二次電池であって、
該正極活物質層が一般式LiNiCoMn(1−y−z)(ここで、式中のxは1≦x≦1.2であり、yおよびzはy+z<1を満たす正の数であり、yの値が0.5以下である。)で表される層状結晶構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含み、
該セパレータが、オレフィン系樹脂層と、耐熱性微粒子層とを有し、該耐熱性微粒子層が、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナおよびベーマイトからなる群より選択され、該リチウムイオン二次電池を、雰囲気温度55℃で、0.1C電流で充電し、次いで0.1C電流で放電することを含む初期充放電した後に、該セパレータの重量に対して0.02〜0.11重量%の硫黄が該セパレータに吸着されており、該硫黄が該セパレータの該耐熱性微粒子層中に含有されており、
該含硫黄添加剤が、メチレンメタンジスルホン酸エステルである、前記リチウムイオン二次電池。
A positive electrode in which the positive electrode active material layer is arranged on the positive electrode current collector,
A negative electrode in which the negative electrode active material layer is arranged on the negative electrode current collector,
A separator,
An electrolytic solution containing a sulfur-containing additive at a concentration of 1% by weight ;
A lithium-ion secondary battery including a power generation element including:
The positive electrode active material layer has a general formula Li x Ni y Co z Mn (1-yz) O 2 (where x in the formula is 1≦x≦1.2, and y and z are y+z<1. Which is a positive number that satisfies y, and the value of y is 0.5 or less.), including a lithium nickel cobalt manganese composite oxide having a layered crystal structure represented by
The separator has an olefin-based resin layer and a heat-resistant fine particle layer, and the heat-resistant fine particle layer is selected from the group consisting of α-alumina, β-alumina, γ-alumina, and boehmite. 0.02 to 0.11 weight relative to the weight of the separator after the initial charge and discharge of the secondary battery at a temperature of 55° C. at a current of 0.1 C and then discharging at a current of 0.1 C % Sulfur is adsorbed on the separator, the sulfur is contained in the heat-resistant fine particle layer of the separator,
The lithium ion secondary battery, wherein the sulfur-containing additive is methylene methane disulfonic acid ester.
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