JP6877094B2 - Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles - Google Patents

Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP6877094B2
JP6877094B2 JP2016119250A JP2016119250A JP6877094B2 JP 6877094 B2 JP6877094 B2 JP 6877094B2 JP 2016119250 A JP2016119250 A JP 2016119250A JP 2016119250 A JP2016119250 A JP 2016119250A JP 6877094 B2 JP6877094 B2 JP 6877094B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
negative electrode
oxide particle
active material
particle layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016119250A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017224496A (en
Inventor
英俊 渡邊
英俊 渡邊
政典 田中
政典 田中
俊介 水上
俊介 水上
佐藤 麻子
麻子 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2016119250A priority Critical patent/JP6877094B2/en
Publication of JP2017224496A publication Critical patent/JP2017224496A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6877094B2 publication Critical patent/JP6877094B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

実施形態は、非水電解質電池、電池モジュール及び車両に関する。 Embodiments relate to non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles.

近年、環境意識の高まりから電動自転車、電動バイク及びフォークリフトなどの車両の動力として二次電池を使用することが増えている。これらに用いられる二次電池のひとつにリチウムイオン二次電池がありその用途から、高い安全性や長寿命、優れた入出力性能を有することが要求される。 In recent years, due to heightened environmental awareness, the use of secondary batteries as power for vehicles such as electric bicycles, electric bikes and forklifts is increasing. One of the secondary batteries used for these is a lithium ion secondary battery, which is required to have high safety, long life, and excellent input / output performance due to its use.

特開2007−172963号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-172963

実施形態は、入出力特性又は寿命特性に優れた非水電解質電池、電池モジュール及び車両を提供する。 The embodiment provides a non-aqueous electrolyte battery, a battery module and a vehicle having excellent input / output characteristics or life characteristics.

実施形態の非水電解質電池は、正極活物質層と正極集電体を有する正極と、負極活物質層と負極集電体を有する負極と、電解液と、正極活物質層上、負極活物質層上、又は、正極活物質層上及び負極活物質層上に酸化物粒子層を有し、酸化物粒子層を有する正極、酸化物粒子層を有する負極、又は、酸化物粒子層を有する正極及び酸化物粒子層を有する負極は、水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線において、少なくとも2つのピークを有し、水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線において、最も存在比率の高いピークを第1ピークとし、第1のピークの細孔径をDとする時、Dよりも細孔径が大きく、細孔径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲に第2のピークが存在し、第2のピークの細孔径をD とし、酸化物粒子層に含まれる酸化物粒子の平均粒径をD とするとき、D とD は、0.1≦D /D ≦0.7を満たし、酸化物粒子層の厚さは、2.5μm以上10.0μm以下であり、−20℃における前記電解液の粘度は、50mPa・s以下であるThe non-aqueous electrolyte battery of the embodiment has a positive electrode having a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector, a negative electrode having a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector, an electrolytic solution, and a negative electrode active material on the positive electrode active material layer. A positive electrode having an oxide particle layer on the layer or on the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and having an oxide particle layer, a negative electrode having an oxide particle layer, or a positive electrode having an oxide particle layer. And the negative electrode having the oxide particle layer has at least two peaks in the log differential pore volume distribution curve obtained by the mercury intrusion method, and is most present in the log differential pore volume distribution curve obtained by the mercury intrusion method. the high peak ratio to the first peak, the pore size of the first peak when the D 1, large pore diameter than D 1, pore size of the second to 3.0μm below the range of 0.1μm When a peak exists , the pore diameter of the second peak is D 2, and the average particle size of the oxide particles contained in the oxide particle layer is D 3 , D 2 and D 3 are 0.1 ≦ D. 2 / D 3 ≦ 0.7 is satisfied, the thickness of the oxide particle layer is 2.5 μm or more and 10.0 μm or less, and the viscosity of the electrolytic solution at −20 ° C. is 50 mPa · s or less .

第1の実施形態の非水電解質電池の外観を示す斜視図。The perspective view which shows the appearance of the non-aqueous electrolyte battery of 1st Embodiment. 図1の非水電解質電池の展開斜視図。The developed perspective view of the non-aqueous electrolyte battery of FIG. 図1の非水電解質電池の蓋の斜視図。The perspective view of the lid of the non-aqueous electrolyte battery of FIG. 図1の非水電解質電池の内部を示す側面図。The side view which shows the inside of the non-aqueous electrolyte battery of FIG. 図1の捲回型電極群の展開図。The development view of the winding type electrode group of FIG. 図1の捲回型電極群の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the wound electrode group of FIG. 図1の捲回型電極群の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the wound electrode group of FIG. 第1の実施形態の負極の細孔分布を示すグラフ。The graph which shows the pore distribution of the negative electrode of 1st Embodiment. 第1の実施形態の正極の細孔分布を示すグラフ。The graph which shows the pore distribution of the positive electrode of 1st Embodiment. 第2の実施形態の電池モジュールの斜視展開図。The perspective development view of the battery module of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の電池モジュールの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery module of the second embodiment. 第3の実施形態の蓄電装置の概念図。The conceptual diagram of the power storage device of the 3rd Embodiment. 第4の実施形態の車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle of 4th Embodiment. 第4の実施形態の車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle of 4th Embodiment.

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図は実施形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる点があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜設計変更することができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, components exhibiting the same or similar functions are designated by the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate description will be omitted. It should be noted that each figure is a schematic diagram for explaining the embodiment and promoting its understanding, and there are differences in its shape, dimensions, ratio, etc. from the actual device, but these are based on the following explanation and known techniques. The design can be changed as appropriate.

(第1の実施形態)
第1の実施形態は、非水電解質電池に関する。第1の実施形態の非水電解質電池は、正極活物質層と正極集電体を有する正極と、負極活物質層と負極集電体を有する負極と、電解液と、を有する。第1の実施形態の非水電解質電池の一例として、図1に非水電解質電池100の外観を、図2に非水電解質電池100の展開斜視図を、図3に非水電解質電池の蓋の斜視図を、図4に非水電解質電池の内部を示す側面図を示す。図1から4に示すように非水電解質電池100は、外装材1、偏平形状の捲回型電極群2、正極リード3、負極リード4、蓋5、正極端子6、負極端子7、正極バックアップリード8、負極バックアップリード9、正極絶縁カバー10、負極絶縁カバー11、正極ガスケット12、負極ガスケット13、安全弁14、電解液注入口15と図示しない電解液を備える。電解液は、外装材1内に存在し、外装材1内に充填されていることが好ましい。なお、実施形態の非水電解質電池は、例えば、充放電が可能な二次電池である。図1では、角型の非水電解質電池を示しているが、角型に限定されるものではない。
(First Embodiment)
The first embodiment relates to a non-aqueous electrolyte battery. The non-aqueous electrolyte battery of the first embodiment has a positive electrode having a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector, a negative electrode having a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector, and an electrolytic solution. As an example of the non-aqueous electrolyte battery of the first embodiment, FIG. 1 shows the appearance of the non-aqueous electrolyte battery 100, FIG. 2 shows a developed perspective view of the non-aqueous electrolyte battery 100, and FIG. 3 shows the lid of the non-aqueous electrolyte battery. A perspective view is shown in FIG. 4, and a side view showing the inside of the non-aqueous electrolyte battery is shown in FIG. As shown in FIGS. 1 to 4, the non-aqueous electrolyte battery 100 includes an exterior material 1, a flat-shaped wound electrode group 2, a positive electrode lead 3, a negative electrode lead 4, a lid 5, a positive electrode terminal 6, a negative electrode terminal 7, and a positive electrode backup. It includes a lead 8, a negative electrode backup lead 9, a positive electrode insulating cover 10, a negative electrode insulating cover 11, a positive electrode gasket 12, a negative electrode gasket 13, a safety valve 14, an electrolytic solution injection port 15, and an electrolytic solution (not shown). The electrolytic solution is preferably present in the exterior material 1 and is filled in the exterior material 1. The non-aqueous electrolyte battery of the embodiment is, for example, a secondary battery that can be charged and discharged. FIG. 1 shows a square non-aqueous electrolyte battery, but the battery is not limited to the square type.

外装材1は、ラミネートフィルムや、金属製容器などが挙げられる。形状としては、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、積層型等が挙げられる。 Examples of the exterior material 1 include a laminated film and a metal container. Examples of the shape include a flat type, a square type, a cylindrical type, a coin type, a button type, a sheet type, and a laminated type.

ラミネートフィルムは、樹脂フィルム間に金属層を介在した多層フィルムを使用することができる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムは、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行い、外装材の形状に成形することができる。ラミネートフィルムの厚さは、例えば、0.2mm以下が好ましい。 As the laminated film, a multilayer film having a metal layer interposed between resin films can be used. The metal layer is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil for weight reduction. As the resin film, for example, a polymer material such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, or polyethylene terephthalate (PET) can be used. The laminated film can be sealed by heat fusion and molded into the shape of an exterior material. The thickness of the laminated film is preferably 0.2 mm or less, for example.

金属製容器は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどを使用することができる。蓋は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどを使用することができる。蓋と外装材は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。金属性容器の厚さは、例えば、0.5mm以下が好ましい。 Aluminum, aluminum alloy, iron, stainless steel and the like can be used for the metal container. For the lid, aluminum, aluminum alloy, iron, stainless steel or the like can be used. The lid and exterior material are preferably made of the same type of metal. The thickness of the metal container is preferably 0.5 mm or less, for example.

捲回型電極群2は、帯状の正極20、帯状の酸化物粒子層21と帯状の負極22が積層した帯状の積層体がさらに巻かるなどして積層されたものである。酸化物粒子層21は、正極20の集電体上の活物質層と負極22の集電体上の活物質層の間に存在し、正極20と負極22の活物質層に挟持されている。酸化物粒子層21は、正極20の活物質層上、負極22の活物質層上、又は、正極20の活物質層上及び負極22の活物質層上に存在することが好ましく、物理的に接触していることが好ましい。酸化物粒子層21は、無機の酸化物粒子を主体(質量比率80%以上)とする層であることが好ましい。正極20の活物質層上及び負極22の活物質層上に酸化物粒子層21が存在する場合、酸化物粒子層21は、正極活物質層と負極活物質層の間と、正極集電体上又は負極集電体上に存在する。正極集電体上に存在する酸化物粒子層21は、正極集電体上の正極活物質層に沿って正極集電体に接して設けられている。正極集電体上の正極活物質層、又は、正極活物質層及び酸化物粒子層21が設けられた領域を塗工部とし、正極集電体上の正極活物質層と酸化物粒子層21のいずれも設けられていない領域を非塗工部とする。正極集電体の非塗工部は正極集電体タブとなる。負極集電体上に存在する酸化物粒子層21は、負極集電体上の負極活物質層に沿って負極集電体に接して設けられている。負極集電体上の負極活物質層、又は、負極活物質層及び酸化物粒子層21が設けられた領域を塗工部とし、負極集電体上の負極活物質層と酸化物粒子層21のいずれも設けられていない領域を非塗工部とする。負極集電体の非塗工部は負極集電体タブとなる。正極20、正極集電体、正極活物質層、負極22、負極集電体、負極活物質層と酸化物粒子層21はいずれも帯状である。 The wound electrode group 2 is formed by further winding a band-shaped laminate in which a band-shaped positive electrode 20, a band-shaped oxide particle layer 21, and a band-shaped negative electrode 22 are laminated. The oxide particle layer 21 exists between the active material layer on the current collector of the positive electrode 20 and the active material layer on the current collector of the negative electrode 22, and is sandwiched between the active material layers of the positive electrode 20 and the negative electrode 22. .. The oxide particle layer 21 preferably exists on the active material layer of the positive electrode 20, the active material layer of the negative electrode 22, or on the active material layer of the positive electrode 20 and on the active material layer of the negative electrode 22, and is physically present. It is preferable that they are in contact with each other. The oxide particle layer 21 is preferably a layer mainly composed of inorganic oxide particles (mass ratio of 80% or more). When the oxide particle layer 21 is present on the active material layer of the positive electrode 20 and on the active material layer of the negative electrode 22, the oxide particle layer 21 is used between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode current collector. It is present on the upper or negative electrode current collector. The oxide particle layer 21 existing on the positive electrode current collector is provided in contact with the positive electrode current collector along the positive electrode active material layer on the positive electrode current collector. The area where the positive electrode active material layer on the positive electrode current collector or the positive electrode active material layer and the oxide particle layer 21 are provided is used as a coating portion, and the positive electrode active material layer and the oxide particle layer 21 on the positive electrode current collector are used. The area where none of the above is provided is defined as the non-coated part. The uncoated portion of the positive electrode current collector becomes the positive electrode current collector tab. The oxide particle layer 21 existing on the negative electrode current collector is provided in contact with the negative electrode current collector along the negative electrode active material layer on the negative electrode current collector. The area where the negative electrode active material layer on the negative electrode current collector or the negative electrode active material layer and the oxide particle layer 21 are provided is used as a coating portion, and the negative electrode active material layer and the oxide particle layer 21 on the negative electrode current collector are used. The area where none of the above is provided is defined as the non-coated part. The uncoated portion of the negative electrode current collector becomes the negative electrode current collector tab. The positive electrode 20, the positive electrode current collector, the positive electrode active material layer, the negative electrode 22, the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer, and the oxide particle layer 21 are all band-shaped.

次に、図5に示す捲回型電極群2の展開図と図6に示す捲回型電極群2の部分断面図を参照して、酸化物粒子層21を有する捲回型電極群2について、より詳細に説明する。図6の断面図では、正極20、酸化物粒子層21と負極22が4積層された部分を示す。なお、図5、6では、プレスされる前で集電体タブが束ねられる前の電極群を示しているが、外装材1に収容される捲回型電極群2の集電タブは、束ねられ、リードを介して正極端子6又は負極端子7と電気的に接続している。扁平形状の捲回型電極群2を示したが、これに限定されず、他の形状の電極群とすることもできる。 Next, with reference to the developed view of the wound electrode group 2 shown in FIG. 5 and the partial cross-sectional view of the wound electrode group 2 shown in FIG. 6, the wound electrode group 2 having the oxide particle layer 21 is provided. , Will be explained in more detail. The cross-sectional view of FIG. 6 shows a portion in which the positive electrode 20, the oxide particle layer 21, and the negative electrode 22 are laminated in four layers. Although FIGS. 5 and 6 show the electrode group before the current collector tabs are bundled before being pressed, the current collector tabs of the wound electrode group 2 housed in the exterior material 1 are bundled. It is electrically connected to the positive electrode terminal 6 or the negative electrode terminal 7 via a lead. Although the flat-shaped wound electrode group 2 is shown, the present invention is not limited to this, and an electrode group having another shape can be used.

図5及び図6に示す捲回型電極群2は、正極集電体20a、第1の正極活物質層20b、第2の正極活物質層20cを有する正極20と、第1の酸化物粒子層21a、第2の酸化物粒子層21b、第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dを有する酸化物粒子層21と、負極集電体22a、第1の負極活物質層22b、第2の負極活物質層22cを有する負極22とを有する。正極20の非塗工部は、正極集電タブ20dとなる。負極22の非塗工部は、負極集電タブ22dとなる。捲回型電極群2は、第1の酸化物粒子層21a、第1の負極活物質層22b、負極集電体22a、第2の負極活物質層22c、第2の酸化物粒子層21b、第1の正極活物質層20b、正極集電体20a、第2の正極活物質層20cの順に積層している。この積層体はさらに、第1の酸化物粒子層21aと第2の正極活物質層20cが接するように積層している。第3の酸化物粒子層21cは、第2の酸化物粒子層21b、第3の酸化物粒子層21c、正極集電体20aの順に並ぶように配置される。正極20、酸化物粒子層21と負極22は、第1の方向(I)に延び、この第1の方向に直交する第2の方向(II)に幅を有する帯形状を有している。捲回型電極群2は、捲回軸に対して直角方向に向かうように外装材1に収納されていることが好ましい。 The wound electrode group 2 shown in FIGS. 5 and 6 includes a positive electrode 20 having a positive electrode current collector 20a, a first positive electrode active material layer 20b, a second positive electrode active material layer 20c, and a first oxide particle. A layer 21a, a second oxide particle layer 21b, an oxide particle layer 21 having a third oxide particle layer 21c and a fourth oxide particle layer 21d, a negative electrode current collector 22a, and a first negative electrode active material. It has a layer 22b and a negative electrode 22 having a second negative electrode active material layer 22c. The uncoated portion of the positive electrode 20 is the positive electrode current collecting tab 20d. The uncoated portion of the negative electrode 22 becomes a negative electrode current collecting tab 22d. The wound electrode group 2 includes a first oxide particle layer 21a, a first negative electrode active material layer 22b, a negative electrode current collector 22a, a second negative electrode active material layer 22c, and a second oxide particle layer 21b. The first positive electrode active material layer 20b, the positive electrode current collector 20a, and the second positive electrode active material layer 20c are laminated in this order. This laminate is further laminated so that the first oxide particle layer 21a and the second positive electrode active material layer 20c are in contact with each other. The third oxide particle layer 21c is arranged so as to be arranged in the order of the second oxide particle layer 21b, the third oxide particle layer 21c, and the positive electrode current collector 20a. The positive electrode 20, the oxide particle layer 21, and the negative electrode 22 have a band shape extending in the first direction (I) and having a width in the second direction (II) orthogonal to the first direction. The winding type electrode group 2 is preferably housed in the exterior material 1 so as to face the direction perpendicular to the winding axis.

第1の酸化物粒子層21aの一方の面は第1の負極活物質層22bの全面と物理的に接していて、前記一方の面とは反対側の面は、第2の正極活物質層20cの全面と第4の酸化物粒子層21dの面と部分的に物理的に接している。第1の酸化物粒子層21aは、負極集電体22aの面の一部にも物理的に接していてもよい。第1の酸化物粒子層21aが負極集電体22aの面とも接している場合は、第1の負極活物質層22b上の第1の酸化物粒子層21aと負極集電体22a上の第1の酸化物粒子層21aは連続する。そして、第1の酸化物粒子層21aは、第1の負極活物質層22bと対向する第2の正極活物質層20cと第1の負極活物質層22bを絶縁する。 One surface of the first oxide particle layer 21a is physically in contact with the entire surface of the first negative electrode active material layer 22b, and the surface opposite to the one surface is the second positive electrode active material layer. The entire surface of 20c and the surface of the fourth oxide particle layer 21d are partially in physical contact with each other. The first oxide particle layer 21a may be physically in contact with a part of the surface of the negative electrode current collector 22a. When the first oxide particle layer 21a is also in contact with the surface of the negative electrode current collector 22a, the first oxide particle layer 21a on the first negative electrode active material layer 22b and the first oxide particle layer 21a on the negative electrode current collector 22a The oxide particle layer 21a of 1 is continuous. Then, the first oxide particle layer 21a insulates the second positive electrode active material layer 20c facing the first negative electrode active material layer 22b and the first negative electrode active material layer 22b.

第4の酸化物粒子層21dは、正極集電体20aの第2の正極活物質層20cが設けられた側の面の第2の正極活物質層20cが設けられていない領域において、第2の正極活物質層20cに沿って、正極集電体20a及び第2の正極活物質層20cに物理的に接して設けられている。第4の酸化物粒子層21dの正極集電体20aと接した面と対向する面は、第1の酸化物粒子層21aの負極集電タブ22d側とは反対側の端部を含む面と対向する。また、正極集電体20aの第4の酸化物粒子層21d及び第2の正極活物質層20cが存在する塗工部を除く帯状の領域は非塗工部であって、正極集電タブ20dとなる。なお、捲回型電極群2の最外周の第1の酸化物粒子層21aは、第2の正極活物質層20cとの接触面がない。 The fourth oxide particle layer 21d is a second in a region where the second positive electrode active material layer 20c is not provided on the surface of the positive electrode current collector 20a on the side where the second positive electrode active material layer 20c is provided. Along the positive electrode active material layer 20c of the above, the positive electrode current collector 20a and the second positive electrode active material layer 20c are physically in contact with each other. The surface of the fourth oxide particle layer 21d facing the positive electrode current collector 20a is the surface of the first oxide particle layer 21a including the end opposite to the negative electrode current collector tab 22d side. opposite. Further, the strip-shaped region excluding the coated portion where the fourth oxide particle layer 21d and the second positive electrode active material layer 20c of the positive electrode current collector 20a are present is the non-coated portion, and the positive electrode current collector tab 20d. It becomes. The first oxide particle layer 21a on the outermost periphery of the wound electrode group 2 does not have a contact surface with the second positive electrode active material layer 20c.

第2の酸化物粒子層21bの一方の面は第2の負極活物質層22cの全面と物理的に接していて、前記一方の面とは反対側の面は、第1の正極活物質層20bの全面と第3の酸化物粒子層21cの面と部分的に物理的に接している。第2の酸化物粒子層21bは、負極集電体22aの面の一部にも物理的に接していてもよい。第2の酸化物粒子層21bが負極集電体22aの面とも接している場合は、第2の負極活物質層22c上の第2の酸化物粒子層21bと負極集電体22a上の第2の酸化物粒子層21bは連続する。そして、第2の酸化物粒子層21bは、第2の負極活物質層22cと対向する第1の正極活物質層20bと第2の負極活物質層22cを絶縁する。 One surface of the second oxide particle layer 21b is physically in contact with the entire surface of the second negative electrode active material layer 22c, and the surface opposite to the one surface is the first positive electrode active material layer. The entire surface of 20b and the surface of the third oxide particle layer 21c are partially in physical contact with each other. The second oxide particle layer 21b may also be in physical contact with a part of the surface of the negative electrode current collector 22a. When the second oxide particle layer 21b is also in contact with the surface of the negative electrode current collector 22a, the second oxide particle layer 21b on the second negative electrode active material layer 22c and the second oxide particle layer 21b on the negative electrode current collector 22a The oxide particle layer 21b of 2 is continuous. Then, the second oxide particle layer 21b insulates the first positive electrode active material layer 20b and the second negative electrode active material layer 22c facing the second negative electrode active material layer 22c.

第3の酸化物粒子層21cは、正極集電体20aの第1の正極活物質層20bが設けられた側の面の第1の正極活物質層20bが設けられていない領域において、第1の正極活物質層20bに沿って、正極集電体20a上及び第1の正極活物質層20bに物理的に接して設けられている。第3の酸化物粒子層21cの正極集電体20aと接した面と対向する面は、第2の酸化物粒子層21bの負極集電タブ22d側とは反対側の端部を含む面と対向する。また、正極集電体20aの第3の酸化物粒子層21c及び第1の正極活物質層20bが存在する塗工部を除く帯状の領域は非塗工部であって、正極集電タブ20dとなる。 The third oxide particle layer 21c is a first in a region where the first positive electrode active material layer 20b is not provided on the surface of the positive electrode current collector 20a on the side where the first positive electrode active material layer 20b is provided. Along the positive electrode active material layer 20b of the above, the positive electrode current collector 20a and the first positive electrode active material layer 20b are physically in contact with each other. The surface of the third oxide particle layer 21c facing the positive electrode current collector 20a is the surface of the second oxide particle layer 21b including the end opposite to the negative electrode current collector tab 22d side. opposite. Further, the strip-shaped region excluding the coated portion where the third oxide particle layer 21c and the first positive electrode active material layer 20b of the positive electrode current collector 20a are present is a non-coated portion, and the positive electrode current collector tab 20d It becomes.

図6の断面図において、第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dは、正極集電体20aを挟持する位置に設けられているが、第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dは、省略しても良い。また、図7の断面図に示すように第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dが正極集電体20aを挟持するのではなく、負極集電体22aを挟持する位置に設けてもよい。また、第1の酸化物粒子層21aと第2の酸化物粒子層21bは、対向する正極活物質層の面と負極活物質層の面の両方に設けられていてもよい。このとき、第1の酸化物粒子層21aと第2の酸化物粒子層21bは、2層構造を有する。 In the cross-sectional view of FIG. 6, the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d are provided at positions sandwiching the positive electrode current collector 20a, but the third oxide particle layer 21c And the fourth oxide particle layer 21d may be omitted. Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the position where the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d sandwich the negative electrode current collector 22a instead of sandwiching the positive electrode current collector 20a. It may be provided in. Further, the first oxide particle layer 21a and the second oxide particle layer 21b may be provided on both the surface of the positive electrode active material layer and the surface of the negative electrode active material layer facing each other. At this time, the first oxide particle layer 21a and the second oxide particle layer 21b have a two-layer structure.

図7の形態の場合は、第1の酸化物粒子層21aの一方の面は第1の負極活物質層22bの全面と第4の酸化物粒子層21dの面と部分的に物理的に接していて、第2の酸化物粒子層21bの一方の面は第2の負極活物質層22cの全面と第3の酸化物粒子層21cの面と部分的に物理的に接している。第3の酸化物粒子層21cは、負極集電体22aの第1の負極活物質層22bが設けられた側の面の第1の負極活物質層22bが設けられていない領域において、第1の負極活物質層22bに沿って、負極集電体22a上及び第1の負極活物質層22b上に物理的に接して設けられている。第4の酸化物粒子層21dは、負極集電体22aの第2の負極活物質層22cが設けられた側の面の第2の負極活物質層22cが設けられていない領域において、第2の負極活物質層22cに沿って、負極集電体22a及び第2の負極活物質層22c上に物理的に接して設けられている。図7の形態においては、図6の形態と酸化物粒子層21の位置が異なるが図6の酸化物粒子層21に対応するものであるため、酸化物粒子層21の位置以外に関しては、共通する。 In the case of the form of FIG. 7, one surface of the first oxide particle layer 21a is partially physically in contact with the entire surface of the first negative electrode active material layer 22b and the surface of the fourth oxide particle layer 21d. One surface of the second oxide particle layer 21b is partially physically in contact with the entire surface of the second negative electrode active material layer 22c and the surface of the third oxide particle layer 21c. The third oxide particle layer 21c is a first in a region where the first negative electrode active material layer 22b is not provided on the surface of the negative electrode current collector 22a on the side where the first negative electrode active material layer 22b is provided. Along the negative electrode active material layer 22b of the above, the negative electrode current collector 22a and the first negative electrode active material layer 22b are physically in contact with each other. The fourth oxide particle layer 21d is a second in a region where the second negative electrode active material layer 22c is not provided on the surface of the negative electrode current collector 22a on the side where the second negative electrode active material layer 22c is provided. Along the negative electrode active material layer 22c of the above, the negative electrode current collector 22a and the second negative electrode active material layer 22c are provided in physical contact with each other. In the form of FIG. 7, the position of the oxide particle layer 21 is different from that of the form of FIG. 6, but since it corresponds to the oxide particle layer 21 of FIG. 6, it is common except for the position of the oxide particle layer 21. To do.

図6、図7、第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dを省略するいずれの形態であっても、正極活物質層と負極活物質層の対向する面の全面は、酸化物粒子層21と物理的に接触して、正極活物質層と負極活物質層を絶縁する第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dを省略すると、電極活物質層が薄くなるほど電極活物質層の端部と対向する集電タブとの距離が狭くなり、電極活物質層端部と対向する集電タブの接触による短絡確率が高くなってしまう。第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dが存在すると電極活物質層を薄くしても接触しないため、電極活物質層を薄くでき、それにより入出力特性が向上することができるという利点を有する。図6、7では、第3の酸化物粒子層21cと第4の酸化物粒子層21dの厚さは、集電体上に並んで配置された活物質層の厚さ以下の厚さで、下記の好適な厚さの条件を満たすことが好ましい。 In any of the forms in which the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d are omitted in FIGS. 6, 7 and 7, the entire surface of the facing surface of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is covered. If the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d that physically contact the oxide particle layer 21 and insulate the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are omitted, the electrode active material is omitted. The thinner the layer, the narrower the distance between the end of the electrode active material layer and the facing current collecting tab, and the higher the short-circuit probability due to the contact between the electrode active material layer end and the facing current collecting tab. When the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d are present, they do not come into contact with each other even if the electrode active material layer is thinned, so that the electrode active material layer can be made thin, thereby improving the input / output characteristics. Has the advantage of being able to. In FIGS. 6 and 7, the thicknesses of the third oxide particle layer 21c and the fourth oxide particle layer 21d are equal to or less than the thickness of the active material layers arranged side by side on the current collector. It is preferable to satisfy the following suitable thickness conditions.

正極20と負極22はそれぞれ作製後に重ねて捲回することで、捲回型電極群2が作製される。そのため、捲回型電極群2を分解した際も、正極20作製時に形成された酸化物粒子層21は、正極活物質層上に存在し、また、負極22作製時に形成された酸化物粒子層21は、負極活物質層上に存在する。なお、正極活物質層の面が負極活物質層の面に対向するよう、つまり正極20に非対向部が生じないように、位置の調整を行いながら捲回している。捲回型電極群2の最外周にある層は図示しない絶縁テープで固定されていることが好ましい。 The positive electrode 20 and the negative electrode 22 are respectively manufactured and then wound in layers to produce a wound electrode group 2. Therefore, even when the wound electrode group 2 is disassembled, the oxide particle layer 21 formed at the time of producing the positive electrode 20 is present on the positive electrode active material layer, and the oxide particle layer formed at the time of producing the negative electrode 22 is also present. 21 is present on the negative electrode active material layer. The surface of the positive electrode active material layer is rotated so as to face the surface of the negative electrode active material layer, that is, the position of the positive electrode 20 is adjusted so that a non-opposing portion does not occur. The outermost layer of the wound electrode group 2 is preferably fixed with an insulating tape (not shown).

正極集電タブ20dは、正極バックアップリード8で束ねられ、正極リード3を介して正極端子6と電気的に接続する。また、負極集電タブ22dは、負極バックアップリード9で束ねられ、負極リード4を介して負極端子7と電気的に接続する。 The positive electrode current collecting tab 20d is bundled by the positive electrode backup lead 8 and electrically connected to the positive electrode terminal 6 via the positive electrode lead 3. Further, the negative electrode current collecting tab 22d is bundled by the negative electrode backup lead 9 and electrically connected to the negative electrode terminal 7 via the negative electrode lead 4.

正極20は、典型的には、正極活物質、導電材及び結着剤を含む正極活物質層と正極集電体を含む。正極集電体の両面に正極活物質層が存在する形態がより好ましい。正極活物質層は、正極活物質、導電材及び結着剤が分散した層であって、正極集電体上に設けられている。 The positive electrode 20 typically includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a conductive material and a binder, and a positive electrode current collector. A form in which positive electrode active material layers are present on both sides of the positive electrode current collector is more preferable. The positive electrode active material layer is a layer in which the positive electrode active material, the conductive material, and the binder are dispersed, and is provided on the positive electrode current collector.

正極活物質は、特に限定されるものではなく、リチウムや他のアルカリ金属のイオンを挿入脱離することで充放電が可能な物質であれば使用できる。正極活物質として用いることができるものの例としては、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウム鉄複合酸化物、などが挙げられる。正極に用いられる正極活物質は1種類、または2種類以上を含んでいても良い。 The positive electrode active material is not particularly limited, and any substance that can be charged and discharged by inserting and removing ions of lithium and other alkali metals can be used. Examples of materials that can be used as the positive electrode active material include lithium manganese composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium manganese cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, and lithium iron composite oxide. The positive electrode active material used for the positive electrode may contain one type or two or more types.

導電材は適切な導電性を有する材料であれば何れのものでも使用できる。例えば、アセチレンブラックなどのカーボンブラックやグラファイトなどのカーボンを組み合わせて使用することができる。 Any conductive material can be used as long as it has appropriate conductivity. For example, carbon black such as acetylene black and carbon such as graphite can be used in combination.

結着剤には非水電解質電池に通常用いられるものであれば何れのものでも使用することができる。例えば、電気化学的に安定なポリビニリデンフルオライドやポリテトラフルオロエチレン等が使用される。 Any of the binders normally used for non-aqueous electrolyte batteries can be used. For example, electrochemically stable polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like is used.

正極集電体は、片面乃至両面に正極活物質層が設けられた導電性の薄膜である。正極集電体は、無孔の金属箔、多数の孔を有するパンチドメタル、金属細線を成型した金属メッシュなどを用いることができる。正極集電体としては、例えば金属箔又は合金箔を用いることができる。金属箔の例としては、アルミニウム箔、銅箔及びニッケル箔などを挙げることができる。合金箔の例としては、アルミニウム合金、銅合金及びニッケル合金などを挙げることができる。 The positive electrode current collector is a conductive thin film provided with a positive electrode active material layer on one side or both sides. As the positive electrode current collector, a non-perforated metal foil, a punched metal having a large number of holes, a metal mesh formed by molding a fine metal wire, or the like can be used. As the positive electrode current collector, for example, a metal foil or an alloy foil can be used. Examples of the metal foil include aluminum foil, copper foil, nickel foil and the like. Examples of alloy foils include aluminum alloys, copper alloys, nickel alloys and the like.

正極集電体の素材としては電池使用環境で溶解しないものであれば特に限定するものではなく、例えば、Al、Tiなどの金属や、前記金属を主成分として、Zn、Mn、Fe、Cu、Siから成る群より選択される一以上の元素を添加した合金を用いることができる。特に、Alを主成分とするアルミニウム合金箔は、柔軟で成形性に優れているために好ましいなどの薄膜であることが好ましい。正極集電体の厚さは、典型的には、5μm以上20μmのものが好適である。 The material of the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it does not dissolve in the battery usage environment. For example, a metal such as Al or Ti or a metal containing the metal as a main component, Zn, Mn, Fe, Cu, Alloys to which one or more elements selected from the group consisting of Si have been added can be used. In particular, the aluminum alloy foil containing Al as a main component is preferably a thin film because it is flexible and has excellent moldability. The thickness of the positive electrode current collector is typically 5 μm or more and 20 μm or more.

正極20は、例えば正極活物質、導電材および結着剤を適当な溶媒に懸濁し、作製したスラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥し、正極活物質層を形成したものを圧延することにより作製される。正極集電体の正極活物質層が形成されていない部分には、正極集電タブとなる。正極活物質、導電材および結着剤の混合比は、正極活物質を70質量%以上96質量%以下、導電材を3質量%以上17質量%以下、結着剤を1質量%以上13質量%以下にすることが望ましい。正極密度(正極充填密度)は高容量化や入出力特性の観点から2.8g/cc以上3.3g/cc以下にすることが望ましい。 For the positive electrode 20, for example, the positive electrode active material, the conductive material, and the binder are suspended in an appropriate solvent, the prepared slurry is applied to the positive electrode current collector, dried, and the positive electrode active material layer is rolled. It is produced by. A positive electrode current collector tab is provided in a portion of the positive electrode current collector where the positive electrode active material layer is not formed. The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive material and the binder is 70% by mass or more and 96% by mass or less for the positive electrode active material, 3% by mass or more and 17% by mass or less for the conductive material, and 1% by mass or more and 13% by mass for the binder. It is desirable to make it less than%. The positive electrode density (positive electrode filling density) is preferably 2.8 g / cc or more and 3.3 g / cc or less from the viewpoint of high capacity and input / output characteristics.

酸化物粒子層21は、正極20と負極22の間に存在するイオン伝導性を有する多孔質酸化物粒子層である。酸化物粒子層21は、酸化物粒子、増粘剤、結着剤を含む。酸化物粒子には、酸化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの金属酸化物が使用できる。増粘剤にはカルボキシメチルセルロースが使用できる。結着剤には、アクリル酸メチルやそれを含むアクリル系共重合体、スチレンブタジエンゴム(SBR)などが使用できる。 The oxide particle layer 21 is a porous oxide particle layer having ionic conductivity existing between the positive electrode 20 and the negative electrode 22. The oxide particle layer 21 contains oxide particles, a thickener, and a binder. Metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, and barium sulfate can be used as the oxide particles. Carboxymethyl cellulose can be used as the thickener. As the binder, methyl acrylate, an acrylic copolymer containing the same, styrene-butadiene rubber (SBR), or the like can be used.

実施形態では、酸化物粒子層21は、セパレータとして機能する。非水電解質電池では、セパレータには、ポリプロピレンやポリエチレンなどの高分子化合物を用いるが実施形態では、高分子化合物を用いず、酸化物粒子の層を用いている。酸化物粒子層21の片方の面は、正極活物質層の全面と物理的に接触していて、他方の面は、負極活物質層の全面と物理的に接触していることが好ましい。 In the embodiment, the oxide particle layer 21 functions as a separator. In the non-aqueous electrolyte battery, a polymer compound such as polypropylene or polyethylene is used as the separator, but in the embodiment, the polymer compound is not used and a layer of oxide particles is used. It is preferable that one surface of the oxide particle layer 21 is in physical contact with the entire surface of the positive electrode active material layer, and the other surface is in physical contact with the entire surface of the negative electrode active material layer.

酸化物粒子層21は、例えば酸化物粒子、分散剤および結着剤を水などの溶媒に懸濁し、作製したスラリーを、正極活物質層の表面上、負極活物質層の表面上、又は正極活物質層の表面上及び負極活物質層の表面上に塗布し、乾燥することにより形成される。なお正極については、正極集電タブの一部にも塗布し、乾燥することにより、酸化物粒子層が形成されてもよい。酸化物粒子層は圧延前の電極表面上にスラリーを塗布し、形成しても良い。得られる酸化物粒子層21の酸化物粒子、分散剤および結着剤の混合比は、酸化物粒子を85.0質量%以上98.5質量%以下、分散剤を0.5質量%以上5.0質量%以下、結着剤を1.0質量%以上10.0質量%以下にとなるようにすることが望ましい。酸化物粒子層21中の酸化物粒子の比率が低すぎると自己放電が増加して寿命特性が低下する。酸化物粒子の比率が高すぎると酸化物粒子が脱落しやすいため好ましくない。 In the oxide particle layer 21, for example, the oxide particles, the dispersant, and the binder are suspended in a solvent such as water, and the prepared slurry is placed on the surface of the positive electrode active material layer, on the surface of the negative electrode active material layer, or on the positive electrode. It is formed by applying it on the surface of the active material layer and on the surface of the negative electrode active material layer and drying it. The positive electrode may be coated on a part of the positive electrode current collecting tab and dried to form an oxide particle layer. The oxide particle layer may be formed by applying a slurry on the surface of the electrode before rolling. The mixing ratio of the oxide particles, the dispersant and the binder in the obtained oxide particle layer 21 was 85.0% by mass or more and 98.5% by mass or less for the oxide particles and 0.5% by mass or more for the dispersant 5 It is desirable that the content is 0.0% by mass or less and the binder content is 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less. If the ratio of oxide particles in the oxide particle layer 21 is too low, self-discharge increases and the life characteristics deteriorate. If the ratio of the oxide particles is too high, the oxide particles tend to fall off, which is not preferable.

負極22は、典型的には、負極活物質、導電材および結着剤を含む負極活物質層と負極集電体を含む。負極集電体の片面又は両面に負極活物質層が存在した形態が好ましく、負極集電体の両面に負極活物質層が存在する形態がより好ましい。負極活物質層は、負極活物質、導電材及び結着剤が分散した層であって、負極集電体上に設けられている。 The negative electrode 22 typically includes a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, a conductive material and a binder, and a negative electrode current collector. A form in which the negative electrode active material layer is present on one side or both sides of the negative electrode current collector is preferable, and a form in which the negative electrode active material layer is present on both sides of the negative electrode current collector is more preferable. The negative electrode active material layer is a layer in which the negative electrode active material, the conductive material, and the binder are dispersed, and is provided on the negative electrode current collector.

負極活物質としては、例えばLi4+xTi12(xは充放電反応により−1≦x≦3の範囲で変化する)で表されるスピネル型チタン酸リチウム、ラムステライド型Li2+xTi(xは充放電反応により−1≦x≦3の範囲で変化する)、TiとP、V、Sn、Cu、NiおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種類の元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。TiとP、V、Sn、Cu、NiおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、TiO−P、TiO−V、TiO−P−SnO、TiO−P−MO(MはCu、Ni及びFeからなる群より選択される少なくとも1つの元素)を挙げることができる。これらの金属複合酸化物は、充電によりリチウムが挿入されることでリチウムチタン複合酸化物に変化する。リチウムチタン複合酸化物のうち、スピネル型チタン酸リチウムがサイクル特性に優れ、好ましい。 Examples of the negative electrode active material include spinel-type lithium titanate represented by Li 4 + x Ti 5 O 12 (x changes in the range of -1 ≦ x ≦ 3 depending on the charge / discharge reaction) and ramsteride-type Li 2 + x Ti 3 O. 7 (x changes in the range of -1≤x≤3 depending on the charge / discharge reaction), a metal containing at least one element selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe. Examples include composite oxides. Examples of the metal composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe include TiO 2- P 2 O 5 and TiO 2- V 2. O 5 , TiO 2- P 2 O 5- SnO 2 , TiO 2- P 2 O 5- MO (M is at least one element selected from the group consisting of Cu, Ni and Fe) can be mentioned. These metal composite oxides are changed to lithium titanium composite oxides by inserting lithium by charging. Of the lithium-titanium composite oxides, spinel-type lithium titanate is preferable because it has excellent cycle characteristics.

負極活物質はその他の活物質を含んでもよく、例えば炭素質物または金属化合物が挙げられる。炭素質物としては、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。より好ましい炭素質物として、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素が挙げられる。炭素質物は、X線回折による(002)面の面間隔d002が0.34nm以下であることが好ましい。 The negative electrode active material may contain other active materials, and examples thereof include carbonaceous substances and metal compounds. Examples of carbonaceous materials include natural graphite, artificial graphite, coke, vapor-grown carbon fiber, mesophase pitch-based carbon fiber, spherical carbon, and resin-fired carbon. More preferable carbonaceous materials include vapor-grown carbon fibers, mesophase pitch-based carbon fibers, and spherical carbons. For the carbonaceous material, it is preferable that the surface spacing d 002 of the (002) plane by X-ray diffraction is 0.34 nm or less.

金属化合物としては、金属硫化物、金属窒化物を用いることができる。金属硫化物としては例えばTiSのような硫化チタン、例えばMoSのような硫化モリブデン、例えばFeS、FeS、LixFeSのような硫化鉄を用いることができる。金属窒化物としては、例えばリチウムコバルト窒化物(例えばLiCoN、0<s<4,0<t<0.5)を用いることができる。 As the metal compound, metal sulfide and metal nitride can be used. As the metal sulfide, for example, titanium sulfide such as TiS 2 , molybdenum sulfide such as MoS 2 , and iron sulfide such as FeS, FeS 2 and LixFeS 2 can be used. As the metal nitride, it can be used, for example lithium cobalt nitride (e.g. Li s Co t N, 0 < s <4,0 <t <0.5).

導電材は適切な導電性を有する材料であれば何れのものでも使用できる。例えば、アセチレンブラックなどのカーボンブラックやグラファイトなどのカーボンを組み合わせて使用することができる。 Any conductive material can be used as long as it has appropriate conductivity. For example, carbon black such as acetylene black and carbon such as graphite can be used in combination.

結着剤は、非水電解質電池に通常用いられるものであれば何れのものでも使用することができる。ポリビニリデンフルオライド及びポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、及びそれらの混合物のような、電気化学的に安定な材料を用いることが好ましい。 As the binder, any binder usually used for non-aqueous electrolyte batteries can be used. It is preferred to use electrochemically stable materials such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, carboxymethyl cellulose, styrene butadiene rubber, and mixtures thereof.

負極集電体は、片面乃至両面に負極活物質層が設けられた導電性の薄膜である。負極集電体には、正極集電体と同様の部材を用いることができる。 The negative electrode current collector is a conductive thin film provided with a negative electrode active material layer on one side or both sides. As the negative electrode current collector, the same members as the positive electrode current collector can be used.

負極は、例えば負極活物質、導電材及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、作製したスラリーを、負極集電体に塗布し、乾燥し、圧延することにより作製される。負極は、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されていない部分には、負極集電タブとなる。負極活物質、導電材および結着剤の混合比は、負極活物質が70質量%以上96質量%以下、導電材が2質量%以上28質量%以下、結着剤が2質量%以上28質量%以下になるようにすることが望ましい。導電材の量を2質量%以上とすることにより、負極活物質層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を2質量%以上とすることにより、負極活物質層と負極集電体との結着性を高めることができ、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電材及び結着剤はそれぞれ28質量%以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。負極密度(負極充填密度)は高容量化や入出力特性の観点から2.0g/cc以上2.3g/cc以下にすることが望ましい。 The negative electrode is produced by suspending, for example, a negative electrode active material, a conductive material, and a binder in an appropriate solvent, applying the prepared slurry to a negative electrode current collector, drying, and rolling. The negative electrode serves as a negative electrode current collector tab in a portion where the negative electrode active material layer is not formed on the surface of the negative electrode current collector. The mixing ratio of the negative electrode active material, the conductive material and the binder is 70% by mass or more and 96% by mass or less for the negative electrode active material, 2% by mass or more and 28% by mass or less for the conductive material, and 2% by mass or more and 28% by mass for the binder. It is desirable to keep it below%. By setting the amount of the conductive material to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode active material layer can be improved. Further, by setting the amount of the binder to 2% by mass or more, the binding property between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector can be enhanced, and excellent cycle characteristics can be expected. On the other hand, it is preferable that the conductive material and the binder are 28% by mass or less, respectively, in order to increase the capacity. The negative electrode density (negative electrode filling density) is preferably 2.0 g / cc or more and 2.3 g / cc or less from the viewpoint of high capacity and input / output characteristics.

第1の実施形態の非水電解質電池では、正極活物質層上、負極活物質層上、又は、正極活物質層上及び負極活物質層上に酸化物粒子層21を有する。酸化物粒子層21を有する正極20、酸化物粒子層21を有する負極22、又は、酸化物粒子層21を有する正極20及び酸化物粒子層21を有する負極は、水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線において、少なくとも2つのピークを有することが好ましい。 The non-aqueous electrolyte battery of the first embodiment has an oxide particle layer 21 on the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, or the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The positive electrode 20 having the oxide particle layer 21, the negative electrode 22 having the oxide particle layer 21, or the positive electrode 20 having the oxide particle layer 21 and the negative electrode having the oxide particle layer 21 are log differentials obtained by the mercury intrusion method. It is preferable to have at least two peaks in the pore volume distribution curve.

図8は、第1の実施形態に係る一例の負極の細孔径分布を示すグラフであり、図9は、第1の実施形態に係る一例の正極の細孔径分布を示すグラフであ。図8及び図9の細孔分布は、図6の断面図に示す形態の正極及び負極について測定したものである。図8及び9では、横軸に細孔径(μm)をとり、縦軸にlog微分細孔体積(mL・g-1)をとっている。 FIG. 8 is a graph showing the pore size distribution of the negative electrode of the example according to the first embodiment, and FIG. 9 is a graph showing the pore size distribution of the positive electrode of the example according to the first embodiment. The pore distributions in FIGS. 8 and 9 are measured for the positive electrode and the negative electrode in the form shown in the cross-sectional view of FIG. In FIGS. 8 and 9, the horizontal axis represents the pore diameter (μm) and the vertical axis represents the log differential pore volume (mL · g -1 ).

水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線は、最も存在比率が高く、細孔径がD1(第1の細孔径)である第1のピークと、第1の細孔径D1よりも細孔径が大きく、細孔径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲に存在する第2のピークを有することが好ましい。第2のピークは、1つに限定されず、細孔径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲に2つ以上のピークを有してもよい。 The log differential pore volume distribution curve obtained by the mercury intrusion method has the highest abundance ratio and has a pore diameter of D 1 (first pore diameter), which is larger than that of the first peak and the first pore diameter D 1. It is preferable to have a second peak having a large pore diameter and having a pore diameter in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less. The second peak is not limited to one, and may have two or more peaks in the range where the pore diameter is 0.1 μm or more and 3.0 μm or less.

第1のピークの細孔径は、第2のピークの細孔径より小さい。また、第1のピークのlog微分細孔体積は、第2のピークのlog微分細孔体積より大きい。細孔径が0.03μm以上0.5μmの間にある最大ピークを第1のピークとする。第2のピークは、細孔径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲にあり、第1のピークのlog微分細孔体積の最大値の1/3以下である最大ピークを第2ピークとする。なお、実施形態におけるピークとは、細孔分布曲線中のピークであると容易に認識できるものであって、具体的には、細孔径分布曲線に含まれる各ピークの最大値(log微分細孔体積)がピークの根元である最小値(log微分細孔体積)の2倍以上のものをいう。この条件を満たさないピークは、実施形態ではノイズとして取り扱う。第1のピークは、電極の活物質層に由来し、第2のピークは、酸化物粒子層21に由来する。酸化物粒子層21を除去した試料を測定することにより、ピークが電極(電極活物質層)又は酸化物粒子層21のどちらに由来するか確認をすることができる。 The pore size of the first peak is smaller than the pore size of the second peak. Further, the log differential pore volume of the first peak is larger than the log differential pore volume of the second peak. The maximum peak having a pore diameter between 0.03 μm and 0.5 μm is defined as the first peak. The second peak has a pore diameter in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, and the maximum peak which is 1/3 or less of the maximum value of the log differential pore volume of the first peak is defined as the second peak. .. The peak in the embodiment can be easily recognized as a peak in the pore distribution curve, and specifically, the maximum value (log differential pore) of each peak included in the pore diameter distribution curve. Volume) is at least twice the minimum value (log differential pore volume) at the base of the peak. Peaks that do not satisfy this condition are treated as noise in the embodiment. The first peak is derived from the active material layer of the electrode, and the second peak is derived from the oxide particle layer 21. By measuring the sample from which the oxide particle layer 21 has been removed, it is possible to confirm whether the peak is derived from the electrode (electrode active material layer) or the oxide particle layer 21.

図8及び図9に示す細孔径分布では、最も存在比率が高い第1の細孔径D1のピークと、細孔径が0.05μm以上3.0μm以下の範囲に1つのピークが存在している。最も存在比率が高いピークは電極活物質層に由来するものであり、細孔径が0.05μm以上3.0μm以下の範囲に存在する1つないしは2つのピークのうち細孔径が小さいものD(第2の細孔径)は、酸化物粒子層21に由来するもであり、0.05μm以上3.0μm以下の範囲に存在する2つのピークのうち細孔径が大きいもの(図8及び図9には2つ目のピークは存在しない)は酸化物粒子層21と電極活物質層の界面に由来するものである。 In the pore size distribution shown in FIGS. 8 and 9, there is a peak of the first pore size D 1 having the highest abundance ratio and one peak in the range of the pore size of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less. .. The peak with the highest abundance ratio is derived from the electrode active material layer, and one or two peaks having a pore diameter in the range of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less and having a smaller pore diameter D 2 (Second pore diameter) is derived from the oxide particle layer 21, and of the two peaks existing in the range of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less, the one having the larger pore diameter (FIGS. 8 and 9). The second peak does not exist in) is derived from the interface between the oxide particle layer 21 and the electrode active material layer.

酸化物粒子の平均粒径Dは、0.2μm以上5.5μm以下の範囲であることが好ましく、0.31μm以上5.2μm以下がより好ましく、0.5μm以上5.0μm以下がさらにより好ましい。酸化物粒子の平均粒径が大きすぎたり、小さすぎたりすると、酸化物粒子層21の細孔径を好適な範囲にすることができなくなる。同観点から、酸化物粒子の粒径は、0.1μm以上10.0μm以下であることが好ましい。酸化物粒子の粒径及び平均粒径Dは、正極、負極、又は、正極及び負極の第1の方向(I)の中心であり、かつ、第2の方向(II)の中心を含む正方形状の5cm×5cmの領域の酸化物粒子を削りとり、レーザー回折法で求める。試料分散用の溶媒にはNMP(N−メチル―2−ピロリドン)を用い、削り取ったサンプルを溶媒に懸濁し、出力180W、時間180secで超音波にかけて試料を分散し、脱泡を2回行った後に測定を行った。2回繰り返して測定を行い、その平均とした。平均粒径Dは、酸化物粒子の体積平均径である。 The average particle size D 3 of the oxide particles is preferably in the range of 0.2 μm or more and 5.5 μm or less, more preferably 0.31 μm or more and 5.2 μm or less, and further more preferably 0.5 μm or more and 5.0 μm or less. preferable. If the average particle size of the oxide particles is too large or too small, the pore diameter of the oxide particle layer 21 cannot be set in a suitable range. From the same viewpoint, the particle size of the oxide particles is preferably 0.1 μm or more and 10.0 μm or less. Square particle diameter and average particle diameter D 3 of the oxide particles, comprising a positive electrode, a negative electrode, or is the center of the first direction of the positive and negative electrodes (I), and the center of the second direction (II) The oxide particles in the 5 cm × 5 cm region are scraped off and determined by laser diffraction. NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) was used as the solvent for sample dispersion, the scraped sample was suspended in the solvent, the sample was dispersed by ultrasonic waves at an output of 180 W and a time of 180 sec, and defoaming was performed twice. The measurement was performed later. The measurement was repeated twice and used as the average. The average particle size D 3 is the volume average diameter of the oxide particles.

酸化物粒子層21の第2の細孔径Dは、0.1μm以上1.8μm以下であることが望ましい。第2の細孔径Dが0.1μmより小さいと、酸化物粒子層21が密になるため、電解液の含浸性が低下し、入出力特性が低下する。また貯蔵やサイクルにより電極上で発生したガスの透過性が悪くなり、酸化物粒子層21と電極層の間でガスが滞留し、酸化物粒子層21が剥離し、短絡が発生しやすくなる。第2の細孔径Dが3.0μmより大きいと、薄膜化した際に空孔が生じ、短絡が発生しやすくなる。 The second pore diameter D 2 of the oxide particle layer 21 is preferably 0.1 μm or more and 1.8 μm or less. When the second pore diameter D 2 is smaller than 0.1 μm, the oxide particle layer 21 becomes dense, so that the impregnation property of the electrolytic solution is lowered and the input / output characteristics are lowered. Further, the permeability of the gas generated on the electrode due to storage or cycling deteriorates, the gas stays between the oxide particle layer 21 and the electrode layer, the oxide particle layer 21 is peeled off, and a short circuit is likely to occur. If the second pore diameter D 2 is larger than 3.0 μm, pores are formed when the thin film is formed, and a short circuit is likely to occur.

酸化物粒子層21に由来する第2の細孔径Dと酸化物粒子層21に含まれる酸化物粒子の平均粒径Dの比、D/Dは、高い入出力特性の電池を得る観点から0.1以上0.7以下が望ましい。D/Dが0.1より小さいと、酸化物粒子層21が密になるため、酸化物粒子層21の空孔への電解液の含浸性が悪くなり入出力特性が低下しやすくなる。D/Dが0.7より大きいと、酸化物粒子間の距離が大きくなりすぎ、酸化物粒子同士の結着が弱く酸化物粒子の脱落が生じて入出力特性が低下してしまう。このとき、酸化物粒子層21の厚さは、2.5μm以上10.0μm以下であることが好ましい。かかる範囲の厚さを有する酸化物粒子層21は、絶縁層として機能する十分な厚さを有し、さらに、捲回時に割れにくいという利点を有する。酸化物粒子層21が割れると電極が短絡し、入出力特性も寿命特性も低下してしまう。 The ratio of the second pore diameter D 2 derived from the oxide particle layer 21 to the average particle diameter D 3 of the oxide particles contained in the oxide particle layer 21, D 2 / D 3, is a battery having high input / output characteristics. From the viewpoint of obtaining, 0.1 or more and 0.7 or less are desirable. When D 2 / D 3 is smaller than 0.1, the oxide particle layer 21 becomes dense, so that the impregnation property of the electrolytic solution into the pores of the oxide particle layer 21 deteriorates and the input / output characteristics tend to deteriorate. .. If D 2 / D 3 is larger than 0.7, the distance between the oxide particles becomes too large, the binding between the oxide particles is weak, the oxide particles fall off, and the input / output characteristics deteriorate. At this time, the thickness of the oxide particle layer 21 is preferably 2.5 μm or more and 10.0 μm or less. The oxide particle layer 21 having a thickness in such a range has an advantage that it has a sufficient thickness to function as an insulating layer and is not easily cracked at the time of winding. When the oxide particle layer 21 is cracked, the electrodes are short-circuited, and the input / output characteristics and the life characteristics are deteriorated.

/Dは、寿命特性の高い電池を得る観点から、0.05以上0.7以下が望ましい。D/Dが0.05より小さいと、細孔径が小さく、電解液の含浸性が悪く入出力特が低下し、ガスの抜けにくく脱落および短絡しやすくなる。貯蔵やサイクルでガスが発生した際にガスが酸化物粒子層21と電極活物質層の間に滞留し、酸化物粒子層21が剥離しやすくなり、寿命特性が低下する。D/Dが0.7より大きいと、酸化物粒子間の距離が大きくなりすぎ、酸化物粒子同士の結着が弱く酸化物粒子の脱落が生じて、振動等の理由により電池容量が低下してしまう。このとき、酸化物粒子層21の厚さは、2.0μm以上8.0μm以下であることが好ましい。かかる範囲の厚さを有する酸化物粒子層21は、絶縁層として機能する十分な厚さを有し、さらに、捲回時に割れにくいという利点を有する。 D 2 / D 3 is preferably 0.05 or more and 0.7 or less from the viewpoint of obtaining a battery having high life characteristics. When D 2 / D 3 is smaller than 0.05, the pore diameter is small, the impregnation property of the electrolytic solution is poor, the input / output characteristics are lowered, the gas is hard to escape, and it is easy to fall off and short-circuit. When gas is generated during storage or cycling, the gas stays between the oxide particle layer 21 and the electrode active material layer, the oxide particle layer 21 is easily peeled off, and the life characteristics are deteriorated. If D 2 / D 3 is larger than 0.7, the distance between the oxide particles becomes too large, the binding between the oxide particles is weak, the oxide particles fall off, and the battery capacity increases due to vibration or the like. It will drop. At this time, the thickness of the oxide particle layer 21 is preferably 2.0 μm or more and 8.0 μm or less. The oxide particle layer 21 having a thickness in such a range has an advantage that it has a sufficient thickness to function as an insulating layer and is not easily cracked at the time of winding.

/Dは、入出力特性及び寿命特性の高い電池を得る観点から、0.1以上0.7以下が望ましい。このとき、酸化物粒子層21の厚さは、2.5μm以上8.0μm以下であることが好ましい。かかる範囲の厚さを有する酸化物粒子層21は、絶縁層として機能する十分な厚さを有し、さらに、捲回時に割れにくいという利点を有する。 D 2 / D 3 is preferably 0.1 or more and 0.7 or less from the viewpoint of obtaining a battery having high input / output characteristics and longevity characteristics. At this time, the thickness of the oxide particle layer 21 is preferably 2.5 μm or more and 8.0 μm or less. The oxide particle layer 21 having a thickness in such a range has an advantage that it has a sufficient thickness to function as an insulating layer and is not easily cracked at the time of winding.

また、D/Dは、入出力特性、寿命特性の高い電池を得る観点より、0.07以上0.67以下で、酸化物粒子層21の厚さは、3.0μm以上10.0μm以下が好ましい。 Further, D 2 / D 3 is 0.07 or more and 0.67 or less, and the thickness of the oxide particle layer 21 is 3.0 μm or more and 10.0 μm from the viewpoint of obtaining a battery having high input / output characteristics and life characteristics. The following is preferable.

酸化物粒子層21の厚さの測定方法は、酸化物粒子層21を有する領域の電極の断面を幅方向に対してSEMで観察することによって求められる。なお、酸化物粒子層21の厚さは、電極を流れ方向に対して5cm、幅方向に対して10分割し、得られた10サンプルについて、中心部を含む領域を測定試料とし、倍率1000倍で観察される範囲を5分割した位置の厚さを測定し、得られた50点の厚さのうち大小それぞれ5点ずつを除く、合計40点の平均値とする。 The method for measuring the thickness of the oxide particle layer 21 is obtained by observing the cross section of the electrode in the region having the oxide particle layer 21 with respect to the width direction by SEM. The thickness of the oxide particle layer 21 was obtained by dividing the electrode into 5 cm in the flow direction and 10 in the width direction, and for the obtained 10 samples, the region including the central portion was used as the measurement sample, and the magnification was 1000 times. The thickness of the position where the range observed in is divided into 5 is measured, and the average value of 40 points in total is taken as the average value of 50 points obtained by excluding 5 points each of large and small.

これらの物性を満たすことで、実施形態の非水電解質電池は、入出力特性及び寿命特性の向上を実現することができる。そして、実施形態の非水電解質電池は、電極表面に形成される酸化物粒子層が好ましい空孔を有することで、電解液の含浸性が向上されることにより入出力特性が向上され、長期使用時に発生したガスの流路が確保されることにより寿命特性が向上する。 By satisfying these physical characteristics, the non-aqueous electrolyte battery of the embodiment can realize the improvement of the input / output characteristics and the life characteristics. The non-aqueous electrolyte battery of the embodiment has preferable pores in the oxide particle layer formed on the electrode surface, so that the impregnation property of the electrolytic solution is improved and the input / output characteristics are improved, so that the input / output characteristics are improved and the battery is used for a long period of time. The life characteristics are improved by securing the flow path of the gas generated at times.

電解液は、外装材1内に存在する電解質塩と非水溶媒を含む溶液である。−20℃における電解液の粘度が、50mPa・s以下であることが望ましい。50mPa・sより高いと、酸化物粒子層21の空孔への電解液の含浸性が低下するため、上記の酸化物粒子層21の物性を満たしても電解液の粘度が高すぎると電池特性が向上しにくくなる。−20℃における電解液の粘度は、より具体的には、21mPa・s以上50mPa・s以下が好ましい。電解質塩は、例えばLiPF、LiBF、Li(CFSON(ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム;通称LiTFSI)、LiCFSO(通称LiTFS)、Li(CSON(ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム;通称LiBETI)、LiClO、LiAsF、LiSbF、ビスオキサラトホウ酸リチウム{LiB(C、通称;LiBOB}、ジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウム{LiBFOCOOC(CF、通称;LiBF(HHIB)}のようなリチウム塩を用いることができる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にLiPF、LiBFが好ましい。リチウム塩には、イオンを導電する支持塩を使用することができる。例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)や四フッ化ホウ酸リチウム、イミド系支持塩などが挙げられる。リチウム塩は1種類、または2種類以上を含んでいても良い。 The electrolytic solution is a solution containing an electrolyte salt and a non-aqueous solvent existing in the exterior material 1. It is desirable that the viscosity of the electrolytic solution at −20 ° C. is 50 mPa · s or less. If it is higher than 50 mPa · s, the impregnation property of the electrolytic solution into the pores of the oxide particle layer 21 is lowered. Therefore, even if the physical properties of the oxide particle layer 21 are satisfied, if the viscosity of the electrolytic solution is too high, the battery characteristics. Is difficult to improve. More specifically, the viscosity of the electrolytic solution at −20 ° C. is preferably 21 mPa · s or more and 50 mPa · s or less. Electrolyte salts include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N (bistrifluoromethanesulfonylamide lithium; commonly known as LiTFSI), LiCF 3 SO 3 (commonly known as LiTFS), Li (C 2 F 5 SO 2 ). 2 N (bis pentafluoroethanesulfonyl amide lithium; called LiBETI), LiClO 4, LiAsF 6 , LiSbF 6, bisoxalato Lato lithium borate {LiB (C 2 O 4) 2, commonly known; LiBOB}, difluoro (tri-fluoro-2 -Oxide-2-trifluoro-methylpropionato (2-) -0.0) Lithium borate {LiBF 2 OCOC (CF 3 ) 2 , commonly known as; LiBF 2 (HHIB)} can be used. it can. These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more. In particular, LiPF 6 and LiBF 4 are preferable. As the lithium salt, a supporting salt that conducts ions can be used. Examples thereof include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate, and an imide-based supporting salt. The lithium salt may contain one kind or two or more kinds.

電解質塩濃度は、1モル/L以上3モル/L以下の範囲内にすることが好ましく、1モル/L以上2モル/L以下の範囲内にすることがより好ましい。このような電解質濃度の規定によって、電解質塩濃度の上昇による粘度増加の影響を抑えつつ、高負荷電流を流した場合の性能をより向上することが可能になる。 The electrolyte salt concentration is preferably in the range of 1 mol / L or more and 3 mol / L or less, and more preferably in the range of 1 mol / L or more and 2 mol / L or less. By defining the electrolyte concentration in this way, it is possible to further improve the performance when a high load current is applied while suppressing the influence of the increase in viscosity due to the increase in the electrolyte salt concentration.

非水溶媒は、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC)などの環状カーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)やジメチルカーボネート(DMC)あるいはメチルエチルカーボネート(MEC)もしくはジプロピルカーボネート(DPC)などの鎖状カーボネート、1,2−ジメトキシエタン(DME)、γ−ブチロラクトン(GBL)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン(2−MeHF)、1,3−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル(AN)を用いることができる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。環状カーボネート及び/または鎖状カーボネートを含む非水溶媒が好ましい。 The non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, cyclic carbonate such as propylene carbonate (PC) or ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC) or methyl ethyl carbonate (MEC). Alternatively, a chain carbonate such as dipropyl carbonate (DPC), 1,2-dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (GBL), tetrahydrofuran (THF), 2-methyl tetrahydrofuran (2-MeHF), 1,3-dioxolane. , Sulfolan, acetonitrile (AN) can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Non-aqueous solvents containing cyclic carbonates and / or chain carbonates are preferred.

正極リード3は、図3、4に示すように正極端子6と正極バックアップリード8を物理的に接続する導電性部材である。正極リード3は、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性部材である。正極リード3と正極バックアップリード8は、例えば、レーザー溶接などによって接合されることが好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the positive electrode lead 3 is a conductive member that physically connects the positive electrode terminal 6 and the positive electrode backup lead 8. The positive electrode lead 3 is a conductive member such as aluminum or an aluminum alloy. The positive electrode lead 3 and the positive electrode backup lead 8 are preferably joined by, for example, laser welding.

負極リード4は、図3、4に示すように負極端子7と負極バックアップリード9を物理的に接続する導電性部材である。負極リード4は、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性部材である。負極リード4と負極バックアップリード9は、例えば、レーザー溶接などによって接合されることが好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the negative electrode lead 4 is a conductive member that physically connects the negative electrode terminal 7 and the negative electrode backup lead 9. The negative electrode lead 4 is a conductive member such as aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode lead 4 and the negative electrode backup lead 9 are preferably joined by, for example, laser welding.

蓋5は、図1から4に示すように捲回型電極群2を収容した外装材1の蓋であり、正極端子6と負極端子7を有する。蓋5は、正極端子6、負極端子7、負極絶縁カバー11、正極ガスケット12、負極ガスケット13、安全弁14、電解液注入口15を備える。蓋5は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属又は合金製の成型部材である。蓋5と外装材1は、レーザー溶接されているか、接着性樹脂等のシール材によって接着されていることが好ましい。 As shown in FIGS. 1 to 4, the lid 5 is a lid of the exterior material 1 accommodating the wound electrode group 2, and has a positive electrode terminal 6 and a negative electrode terminal 7. The lid 5 includes a positive electrode terminal 6, a negative electrode terminal 7, a negative electrode insulating cover 11, a positive electrode gasket 12, a negative electrode gasket 13, a safety valve 14, and an electrolyte injection port 15. The lid 5 is a molded member made of metal or alloy such as aluminum, aluminum alloy, iron or stainless steel. The lid 5 and the exterior material 1 are preferably laser-welded or bonded with a sealing material such as an adhesive resin.

正極端子6は、図1から4に示すように蓋5に設けられた二次電池の正極用の電極端子である。正極端子6は、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電性部材で構成される。正極端子6は、絶縁性の正極ガスケット12を介して、蓋5に固定されている。正極端子6は、正極リード3、正極バックアップリード8を介して、正極20と電気的に接続している。 The positive electrode terminal 6 is an electrode terminal for the positive electrode of the secondary battery provided on the lid 5 as shown in FIGS. 1 to 4. The positive electrode terminal 6 is made of a conductive member such as aluminum or an aluminum alloy. The positive electrode terminal 6 is fixed to the lid 5 via an insulating positive electrode gasket 12. The positive electrode terminal 6 is electrically connected to the positive electrode 20 via the positive electrode lead 3 and the positive electrode backup lead 8.

負極端子7は、図1から4に示すように蓋5に設けられた二次電池の負極用の電極端子である。負極端子7は、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電性部材で構成される。負極端子7は、絶縁性の負極ガスケット13を介して、蓋5に固定されている。負極端子7は、負極リード4、負極バックアップリード9を介して、負極22と電気的に接続している。 The negative electrode terminal 7 is an electrode terminal for the negative electrode of the secondary battery provided on the lid 5 as shown in FIGS. 1 to 4. The negative electrode terminal 7 is made of a conductive member such as aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode terminal 7 is fixed to the lid 5 via an insulating negative electrode gasket 13. The negative electrode terminal 7 is electrically connected to the negative electrode 22 via the negative electrode lead 4 and the negative electrode backup lead 9.

正極バックアップリード8は、図1から4に示すように正極集電タブ20cを束ね、正極リード3に固定された導電性部材である。正極バックアップリード8と正極集電タブ20dは、超音波接合によって接合されていることが好ましい。 As shown in FIGS. 1 to 4, the positive electrode backup lead 8 is a conductive member in which the positive electrode current collecting tabs 20c are bundled and fixed to the positive electrode lead 3. The positive electrode backup lead 8 and the positive electrode current collecting tab 20d are preferably bonded by ultrasonic bonding.

負極バックアップリード9は、図1から4に示すように負極集電タブ22dを束ね、負極リード4に固定された導電性部材である。負極バックアップリード9と負極集電タブ22cは、超音波接合によって接合されていることが好ましい。 The negative electrode backup lead 9 is a conductive member in which the negative electrode current collecting tabs 22d are bundled and fixed to the negative electrode lead 4 as shown in FIGS. 1 to 4. The negative electrode backup lead 9 and the negative electrode current collecting tab 22c are preferably bonded by ultrasonic bonding.

正極絶縁カバー10は、図2に示すように正極リード3と正極バックアップリード8を覆う絶縁性の部材である。正極絶縁カバー10は、捲回型電極群2の正極集電タブ20dを含む一端部を篏合している。正極絶縁カバー10は、絶縁性で耐熱性の部材であることが好ましい。正極絶縁カバー10としては、樹脂成型体、紙を主体とする材料の成型体や紙を主体とする材料の成型体を樹脂で被覆した部材などが好ましい。樹脂としては、ポリエチレン樹脂やフッ素樹脂を用いることが好ましい。正極絶縁カバー10の形状は、正極リード3と正極バックアップリード8とが外装材1と接触する形である。正極絶縁カバー10を用いることによって、正極20と外装材1が絶縁され、また、外部衝撃から集電タブ領域(集電タブ、リード、バックアップリード)を保護することができる。 As shown in FIG. 2, the positive electrode insulating cover 10 is an insulating member that covers the positive electrode lead 3 and the positive electrode backup lead 8. The positive electrode insulating cover 10 has one end of the wound electrode group 2 including the positive electrode current collecting tab 20d. The positive electrode insulating cover 10 is preferably an insulating and heat-resistant member. As the positive electrode insulating cover 10, a resin molded body, a molded body made of a paper-based material, a member obtained by coating a molded body made of a paper-based material with a resin, or the like is preferable. As the resin, it is preferable to use a polyethylene resin or a fluororesin. The shape of the positive electrode insulating cover 10 is such that the positive electrode lead 3 and the positive electrode backup lead 8 are in contact with the exterior material 1. By using the positive electrode insulating cover 10, the positive electrode 20 and the exterior material 1 are insulated, and the current collecting tab region (current collecting tab, lead, backup lead) can be protected from an external impact.

負極絶縁カバー11は、図2に示すように負極リード4と負極バックアップリード9を覆う絶縁性の部材である。負極絶縁カバー11は、捲回型電極群2の負極集電タブ22dを含む一端部を篏合している。負極絶縁カバー11の材質や形状等は、正極絶縁カバー10と共通する。正極絶縁カバー10と負極絶縁カバー11の共通する説明は、省略する。 As shown in FIG. 2, the negative electrode insulating cover 11 is an insulating member that covers the negative electrode lead 4 and the negative electrode backup lead 9. The negative electrode insulating cover 11 has one end of the wound electrode group 2 including the negative electrode current collecting tab 22d. The material and shape of the negative electrode insulating cover 11 are the same as those of the positive electrode insulating cover 10. The common description of the positive electrode insulating cover 10 and the negative electrode insulating cover 11 will be omitted.

正極ガスケット12は、図1から3に示すように正極端子6と外装材1を絶縁する部材である。正極ガスケット12は、耐溶剤性で難燃性の樹脂成型体が好ましい。正極ガスケット12には、例えば、ポリエチレン樹脂やフッ素樹脂などが用いられる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the positive electrode gasket 12 is a member that insulates the positive electrode terminal 6 and the exterior material 1. The positive electrode gasket 12 is preferably a solvent-resistant and flame-retardant resin molded body. For the positive electrode gasket 12, for example, polyethylene resin, fluororesin, or the like is used.

負極ガスケット13は、図1から3に示すように負極端子7と外装材1を絶縁する部材である。負極ガスケット13は、耐溶剤性で難燃性の樹脂成型体が好ましい。負極ガスケット13には、例えば、ポリエチレン樹脂やフッ素樹脂などが用いられる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the negative electrode gasket 13 is a member that insulates the negative electrode terminal 7 and the exterior material 1. The negative electrode gasket 13 is preferably a solvent-resistant and flame-retardant resin molded body. For the negative electrode gasket 13, for example, polyethylene resin, fluororesin, or the like is used.

安全弁14は、図1から3に示すように蓋に設けられ、外装材1内の内圧が上昇した際に、外装材1内の圧力を低下させる減圧弁として機能する部材である。安全弁14は、設けられることが好ましいが、電池の保護機構や電極材料等の条件を考慮して省略することができる。 The safety valve 14 is provided on the lid as shown in FIGS. 1 to 3, and is a member that functions as a pressure reducing valve that reduces the pressure inside the exterior material 1 when the internal pressure inside the exterior material 1 rises. The safety valve 14 is preferably provided, but can be omitted in consideration of conditions such as a battery protection mechanism and an electrode material.

電解液注入口15は、図1から3に示すように電解液を注入するための孔である。電解液の注入後には、樹脂等によって封止されていることが好ましい。
図中では、省略しているが、絶縁性の接着テープを用いて各部材が固定乃至接続されていることが好ましい。
The electrolytic solution injection port 15 is a hole for injecting the electrolytic solution as shown in FIGS. 1 to 3. After injecting the electrolytic solution, it is preferably sealed with a resin or the like.
Although omitted in the drawing, it is preferable that each member is fixed or connected by using an insulating adhesive tape.

(第2の実施形態)
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。第2の実施形態に係る電池モジュールは、上記第1の実施形態に係る二次電池(即ち、単電池)を一以上有する。電池モジュールに複数の単電池が含まれる場合、各単電池は、電気的に直列、並列、或いは、直列と並列に接続して配置される。
(Second Embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The battery module according to the second embodiment has one or more secondary batteries (that is, single batteries) according to the first embodiment. When the battery module includes a plurality of cells, each cell is electrically connected in series, in parallel, or connected in parallel with the series.

図10の斜視展開図及び図11の断面図を参照して電池モジュール200を具体的に説明する。図10に示す電池モジュール200では、単電池201として図1に示す非水電解質電池100を使用している。図11の断面図は、図10の斜視展開図の正極端子203Bと負極端子206Bが含まれる断面である。 The battery module 200 will be specifically described with reference to the perspective development view of FIG. 10 and the cross-sectional view of FIG. In the battery module 200 shown in FIG. 10, the non-aqueous electrolyte battery 100 shown in FIG. 1 is used as the cell 201. The cross-sectional view of FIG. 11 is a cross-sectional view including the positive electrode terminal 203B and the negative electrode terminal 206B in the perspective development view of FIG.

複数の単電池201は、電池の外装缶の外部に、正極ガスケット202に設けられた正極端子203(203A、203B)、安全弁204、負極ガスケット205に設けられた負極端子206(206A、206B)を有している。図10に示す単電池201は、互い違いにそろえられるように配置されている。図10に示す単電池201は、直列に接続されているが、配置方法を変えるなどして並列接続にしてもよい。 The plurality of cell cells 201 have positive electrode terminals 203 (203A, 203B) provided on the positive electrode gasket 202, safety valves 204, and negative electrode terminals 206 (206A, 206B) provided on the negative electrode gasket 205 outside the outer can of the battery. Have. The cells 201 shown in FIG. 10 are arranged so as to be aligned in a staggered manner. Although the cells 201 shown in FIG. 10 are connected in series, they may be connected in parallel by changing the arrangement method or the like.

単電池201は、下ケース207と上ケース208内に収容されている。上ケース208には、電池モジュールの電源入出力用端子209及び210(正極端子209、負極端子210)が設けられている。上ケース208には、単電池201の正極端子203及び負極端子206の位置に合わせて開口部211が設けられ、開口部211から正極端子203及び負極端子206が露出している。露出した正極端子203Aは、隣の単電池201の負極端子206Aとバスバー212によって接続され、露出した負極端子206Aは、前記の隣とは反対側の隣の単電池201の正極端子203Aとバスバー212によって接続されている。バスバー212によって接続されていない正極端子203Bは、基板213に設けられた正極端子214Aと接続し、正極端子214Aは、基板213上の回路を介して正極の電源入出力用端子209と接続している。また、バスバー212によって接続されていない負極端子206Bは、基板213に設けられた負極端子214Bと接続し、負極端子214Bは、基板213上の回路を介して負極の電源入出力用端子210と接続している。電源入出力用端子209及び210は、図示しない充電電源や負荷と接続し、電池モジュール200の充電や利用がなされる。上ケース208は、蓋215で封止されている。基板213には、充放電の保護回路が設けられていることが好ましい。また、単電池201の劣化等の情報を図示しない端子より出力可能な構成とするなどの構成の追加等を適宜行ってもよい。 The cell unit 201 is housed in the lower case 207 and the upper case 208. The upper case 208 is provided with power input / output terminals 209 and 210 (positive electrode terminal 209, negative electrode terminal 210) of the battery module. The upper case 208 is provided with an opening 211 aligned with the positions of the positive electrode terminal 203 and the negative electrode terminal 206 of the cell unit 201, and the positive electrode terminal 203 and the negative electrode terminal 206 are exposed from the opening 211. The exposed positive electrode terminal 203A is connected to the negative electrode terminal 206A of the adjacent cell 201 by the bus bar 212, and the exposed negative electrode terminal 206A is connected to the positive electrode terminal 203A and the bus bar 212 of the adjacent cell 201 on the opposite side to the above. Connected by. The positive electrode terminal 203B not connected by the bus bar 212 is connected to the positive electrode terminal 214A provided on the substrate 213, and the positive electrode terminal 214A is connected to the power input / output terminal 209 of the positive electrode via a circuit on the substrate 213. There is. Further, the negative electrode terminal 206B not connected by the bus bar 212 is connected to the negative electrode terminal 214B provided on the substrate 213, and the negative electrode terminal 214B is connected to the power input / output terminal 210 of the negative electrode via a circuit on the substrate 213. doing. The power input / output terminals 209 and 210 are connected to a charging power source and a load (not shown) to charge and use the battery module 200. The upper case 208 is sealed with a lid 215. It is preferable that the substrate 213 is provided with a charge / discharge protection circuit. In addition, a configuration such as a configuration in which information such as deterioration of the cell unit 201 can be output from a terminal (not shown) may be added as appropriate.

(第3の実施形態)
実施形態の電池モジュールを蓄電装置300に搭載することができる。図12の概念図に示す蓄電装置300は、電池モジュール200と、インバーター302と、コンバーター301とを備える。外部交流電源303をコンバーター301で直流変換し、電池モジュールを充電し、電池モジュールのからの直流電源のインバーター302で交流変換し、負荷304に電気を供給する構成となっている。実施形態の電池モジュール200を有する本構成の蓄電装置300とすることで、電池特性に優れた蓄電装置が提供される。
(Third Embodiment)
The battery module of the embodiment can be mounted on the power storage device 300. The power storage device 300 shown in the conceptual diagram of FIG. 12 includes a battery module 200, an inverter 302, and a converter 301. The external AC power supply 303 is DC-converted by the converter 301, the battery module is charged, AC-converted by the DC power supply inverter 302 from the battery module, and electricity is supplied to the load 304. By using the power storage device 300 having the present configuration having the battery module 200 of the embodiment, a power storage device having excellent battery characteristics is provided.

(第4の実施形態)
実施形態の電池モジュール200を車両400に搭載することができる。図13の概念図に示す車両400は、電池モジュール200と、インバーター401と、モーター402と、車輪403とを少なくとも備える。電池モジュール200からの直流電源をインバーターで交流変換し、交流電源によって、モーター402を駆動する。直流電流によって駆動するモーターを用いる場合は、インバーターは省略される。図において、電池モジュールの充電機構等は省略されている。モーター402の駆動力によって、車輪403を回転させることができる。なお、車両400は、電車などの電動車両やエンジンなどの他の駆動源を有するハイブリッド車も含まれる。モーター402からの回生エネルギーによって、電池モジュール200を充電してもよい。電池モジュールからの電気エネルギーによって駆動されるものはモーターに限られず、図14の概念図に示すように車両500の電気機器501を動作させるための動力源に用いても良い。図14の概念図に示す車両500の場合、例えば、車輪502の車軸部分に取り付けられたモーターなどの発電機503を車両の減速時に動作させて回生エネルギーを得て、得られた回生エネルギーを用いて電池モジュール200を充電することが好ましい。
(Fourth Embodiment)
The battery module 200 of the embodiment can be mounted on the vehicle 400. The vehicle 400 shown in the conceptual diagram of FIG. 13 includes at least a battery module 200, an inverter 401, a motor 402, and wheels 403. The DC power supply from the battery module 200 is AC-converted by an inverter, and the motor 402 is driven by the AC power supply. When using a motor driven by direct current, the inverter is omitted. In the figure, the charging mechanism of the battery module and the like are omitted. The driving force of the motor 402 can rotate the wheel 403. The vehicle 400 also includes an electric vehicle such as a train and a hybrid vehicle having another drive source such as an engine. The battery module 200 may be charged by the regenerative energy from the motor 402. What is driven by the electric energy from the battery module is not limited to the motor, and may be used as a power source for operating the electric device 501 of the vehicle 500 as shown in the conceptual diagram of FIG. In the case of the vehicle 500 shown in the conceptual diagram of FIG. 14, for example, a generator 503 such as a motor attached to the axle portion of the wheel 502 is operated at the time of deceleration of the vehicle to obtain regenerative energy, and the obtained regenerative energy is used. It is preferable to charge the battery module 200.

[実施例]
以下に例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
(実施例1)
1.非水電解質電池の作製
実施例1では、以下のようにして、角型の非水電解質電池を作製した。
[正極用スラリーの作製]
正極活物質としてのリチウムマンガン酸化物LiMn及びリチウムコバルト酸化物LiCoO、導電材としてのアセチレンブラック、並びにバインダーとしてのポリビニリデンフルオライドPVdFをN−メチルピロリドン中に懸濁させて、正極用スラリーを得た。N−メチルピロリドンに投入したリチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、アセチレンブラック及びPVdFの混合比は、それぞれ、90質量%、7質量%および3質量%であった。
[Example]
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples described below as long as the gist of the invention is not exceeded.
(Example 1)
1. 1. Production of Non-Aqueous Electrolyte Battery In Example 1, a square non-aqueous electrolyte battery was produced as follows.
[Preparation of slurry for positive electrode]
Lithium manganese oxide LiMn 2 O 4 and lithium cobalt oxide LiCoO 2 as a positive electrode active material, acetylene black as the conductive material, and polyvinylidene fluoride PVdF serving as a binder were suspended in N- methylpyrrolidone, positive Slurry for use was obtained. The mixing ratios of lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, acetylene black and PVdF charged into N-methylpyrrolidone were 90% by mass, 7% by mass and 3% by mass, respectively.

[負極用スラリーの作製]
負極活物質としてのスピネル型チタン酸リチウムLiTi12及びバインダーとしてのPVdFをN−メチルピロリドン中に懸濁させて、負極作製用スラリーを得た。N−メチルピロリドンに投入したチタン酸リチウム及びPVdFの混合比は、それぞれ、95質量%および5質量%であった。
[Preparation of slurry for negative electrode]
Spinel-type lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12 as a negative electrode active material and PVdF as a binder were suspended in N-methylpyrrolidone to obtain a slurry for preparing a negative electrode. The mixing ratios of lithium titanate and PVdF charged into N-methylpyrrolidone were 95% by mass and 5% by mass, respectively.

[酸化物粒子層用スラリーの作製]
酸化物粒子としてのアルミナAl、分散剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)、およびバインダーとしてのアクリル酸メチルを70質量%含むアクリル系共重合体を純水中に懸濁させて、酸化物粒子層用スラリーを得た。純水中に投入した酸化アルミ、CMC、アクリル系バインダーの混合比は、それぞれ、95質量%、1質量%、および4質量%であった。
[Preparation of slurry for oxide particle layer]
An acrylic copolymer containing 70% by mass of alumina Al 2 O 3 as oxide particles, carboxymethyl cellulose (CMC) as a dispersant, and methyl acrylate as a binder is suspended in pure water to form an oxide. A slurry for a particle layer was obtained. The mixing ratios of aluminum oxide, CMC, and acrylic binder put into pure water were 95% by mass, 1% by mass, and 4% by mass, respectively.

[正極の作製]
正極集電体として、厚さが15μmであるアルミニウム箔を準備した。正極集電体は、第1の方向(I)に延び、この第1の方向に直交する第2の方向(II)に幅を有する帯形状を有していた。前記手順にて作製した正極用スラリーを正極活物質層の厚さが35μmとなるように正極集電体の両面に塗布し、乾燥した。正極用スラリーを塗布する際に、正極集電体の表面の一部に、第1の方向(I)に延びた帯状のスラリー未塗布部を10mm残し、正極集電体タブを形成した。次に、スラリーを塗布した正極集電体を乾燥させた。正極用スラリーの塗布乾燥後、前記手順にて作製した酸化物粒子層用スラリーを、乾燥後で幅4mm、厚さ20μmとなるよう正極集電体タブ上に塗布し、乾燥した。乾燥後、正極活物質層の幅が90mmとなるように裁断した。裁断後、圧延し、正極を作製した。
[Preparation of positive electrode]
As a positive electrode current collector, an aluminum foil having a thickness of 15 μm was prepared. The positive electrode current collector had a band shape extending in the first direction (I) and having a width in the second direction (II) orthogonal to the first direction. The positive electrode slurry prepared in the above procedure was applied to both sides of the positive electrode current collector so that the thickness of the positive electrode active material layer was 35 μm, and dried. When the positive electrode slurry was applied, a strip-shaped uncoated portion of slurry extending in the first direction (I) was left on a part of the surface of the positive electrode current collector to form a positive electrode current collector tab. Next, the positive electrode current collector coated with the slurry was dried. After coating and drying the slurry for the positive electrode, the slurry for the oxide particle layer prepared in the above procedure was applied on the tab of the positive electrode current collector so as to have a width of 4 mm and a thickness of 20 μm after drying, and dried. After drying, the positive electrode active material layer was cut so as to have a width of 90 mm. After cutting, it was rolled to prepare a positive electrode.

[負極の作製]
負極集電体として、厚さが15μmであるアルミニウム箔を準備した。負極集電体は、第1の方向(I)に延び、この第1の方向に直交する第2の方向(II)に幅を有する帯形状を有していた。前記手順にて作製した負極用スラリーを塗布し、乾燥させた。負極用スラリーを塗布する際に、負極集電体の表面の一部に、第1の方向(I)に延びた帯状のスラリー未塗布部を10mm残し、負極集電体タブを形成した。負極用スラリーの塗布後、前記手順にて作製した酸化物粒子層用スラリーを、乾燥後で厚さが6μmとなるよう負極活物質層上に塗布し、乾燥した。乾燥後、負極集電体の活物質層の幅が95mmとなるように裁断した。裁断後、圧延し、負極を作製した。
[Preparation of negative electrode]
As a negative electrode current collector, an aluminum foil having a thickness of 15 μm was prepared. The negative electrode current collector had a band shape extending in the first direction (I) and having a width in the second direction (II) orthogonal to the first direction. The negative electrode slurry prepared in the above procedure was applied and dried. When the negative electrode slurry was applied, a band-shaped uncoated portion of slurry extending in the first direction (I) was left on a part of the surface of the negative electrode current collector to form a negative electrode current collector tab. After applying the negative electrode slurry, the oxide particle layer slurry prepared in the above procedure was applied onto the negative electrode active material layer so as to have a thickness of 6 μm after drying, and dried. After drying, the active material layer of the negative electrode current collector was cut so as to have a width of 95 mm. After cutting, it was rolled to prepare a negative electrode.

[捲回型電極群の作製]
かくして得られた正極および負極を、正極および負極の幅方向に延びた軸を中心にして捲回した。このとき正極活物質層の面が負極活物質層の面に対向するよう、つまり負極活物質層の面から正極活物質層の面がはみ出さないように、位置の調整を行いながら、正極40周分、負極41周分を捲回した。電極群の最外周の負極活物質層の表面に厚さ50μmの絶縁テープを貼り付けて、電極群を固定した。上記のように捲回して作製した電極群に、熱プレスを供し、扁平型の捲回型電極群を得た。正極集電体タブと負極集電体タブを、それぞれアルミ集電タブと超音波溶着を行い、集電体を束ねた。
[Preparation of winding electrode group]
The positive electrode and the negative electrode thus obtained were wound around an axis extending in the width direction of the positive electrode and the negative electrode. At this time, the positive electrode 40 is adjusted so that the surface of the positive electrode active material layer faces the surface of the negative electrode active material layer, that is, the surface of the positive electrode active material layer does not protrude from the surface of the negative electrode active material layer. The circumference and the negative electrode 41 laps were wound. An insulating tape having a thickness of 50 μm was attached to the surface of the negative electrode active material layer on the outermost periphery of the electrode group to fix the electrode group. A heat press was applied to the electrode group produced by winding as described above to obtain a flat type wound electrode group. The positive electrode current collector tab and the negative electrode current collector tab were ultrasonically welded to the aluminum current collector tab, respectively, and the current collectors were bundled.

[電池の組み立て]
かくして得られた扁平型の捲回型電極群と非水電解質を、開口部を有したアルミニウム製の有底角型状容器に収納した。この際、正極集電タブおよび負極集電タブがこの開口部に向き合う電極群の端面から延出するようにした。次に、アルミニウム製の矩形の封口板を準備した。封口板は、図示しない3つの開口部が設けられていた。3つの開口部のうちの1つには、角柱の正極端子が嵌め込まれて固定されていた。3つの開口部のうちの他の1つには、絶縁性のガスケットを介して、角柱の負極端子が嵌め込まれて固定されていた。3つの開口部のうちの残りの1つは、電解液を注入するための注入口であった。次に、正極端子の一端と電極群の正極集電タブとを、レーザー溶接によって電気的に接続した。同様に負極端子の一端と電極群の負極集電タブとを、レーザー溶接によって電気的に接続した。次に、封口板の周縁部を、容器の開口部を塞ぐように、容器に溶接した。
[Battery assembly]
The flat wound electrode group and the non-aqueous electrolyte thus obtained were housed in an aluminum bottomed square container having an opening. At this time, the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab extend from the end face of the electrode group facing the opening. Next, a rectangular sealing plate made of aluminum was prepared. The sealing plate was provided with three openings (not shown). A prismatic positive electrode terminal was fitted and fixed in one of the three openings. The negative electrode terminal of the prism was fitted and fixed to the other one of the three openings via an insulating gasket. The remaining one of the three openings was an injection port for injecting the electrolyte. Next, one end of the positive electrode terminal and the positive electrode current collecting tab of the electrode group were electrically connected by laser welding. Similarly, one end of the negative electrode terminal and the negative electrode current collecting tab of the electrode group were electrically connected by laser welding. Next, the peripheral edge of the sealing plate was welded to the container so as to close the opening of the container.

次に、電解液を調製した。電解液は、プロピレンカーボネート(PC)及びジエチルカーボネート(DEC)を1:1の容積比で混合して調製した非水溶媒に、六フッ化リン酸リチウムLiPFを1.0mol/Lの濃度で溶解させ、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)を0.5mol/Lの濃度で溶解させて調製した。調整した電解液の−20℃における粘度は30mPa・sであった。
次に、上記のようにして作製した電解液を、封口板に設けられた電解液注入口を介して容器内に注入した。次に、電解液注入口の周縁部に封止蓋を溶接することにより、電池を組み立てた。
Next, an electrolytic solution was prepared. The electrolytic solution is a non-aqueous solvent prepared by mixing propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 1: 1 with lithium hexafluorophosphate LiPF 6 at a concentration of 1.0 mol / L. It was dissolved and prepared by dissolving lithium tetrafluorobolate (LiBF 4 ) at a concentration of 0.5 mol / L. The viscosity of the prepared electrolytic solution at −20 ° C. was 30 mPa · s.
Next, the electrolytic solution prepared as described above was injected into the container through the electrolytic solution injection port provided on the sealing plate. Next, the battery was assembled by welding a sealing lid to the peripheral edge of the electrolytic solution injection port.

[細孔径分布の測定]
実施例1の負極の細孔径分布を、以下に説明する方法で測定した。
測定装置には、島津オートポア9520形を用いた。試料は、正極を約25×25mmサイズに切断し、これを折りたたんで測定セルに採り、初期圧20kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)の条件で測定した。3試料の平均値を測定結果として用いた。データ整理に当り、細孔比表面積は、細孔の形状を円筒形として計算した。log微分細孔体積分布曲線の細孔直径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲に1つないし2つのピークが存在するとき、細孔直径が小さい方のピークを第2のピークに認定した。
[Measurement of pore size distribution]
The pore size distribution of the negative electrode of Example 1 was measured by the method described below.
Shimadzu Autopore 9520 was used as the measuring device. As a sample, the positive electrode was cut into 2 sizes of about 25 × 25 mm, folded and taken in a measurement cell, and measured under the condition of an initial pressure of 20 kPa (about 3 psia, equivalent to a pore diameter of about 60 μm). The average value of the three samples was used as the measurement result. In organizing the data, the pore specific surface area was calculated with the shape of the pores as a cylinder. When one or two peaks exist in the range where the pore diameter of the log differential pore volume distribution curve is 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, the peak with the smaller pore diameter is recognized as the second peak. ..

なお、水銀圧入法の解析原理はWashburnの式(B)に基づく。
D=−4γcosθ/P (B)式
ここで、Pは加える圧力、Dは細孔直径、γは水銀の表面張力(480dyne・cm-1)、θは水銀と細孔壁面の接触角で140°である。γ、θは定数であるからWashburnの式より、加えた圧力Pと細孔直径Dの関係が求められ、そのときの水銀侵入体積を測定することにより、細孔直径とその体積分布を導くことができる。測定法・原理等の詳細は、神保元ニら:「微粒子ハンドブック」朝倉書店、(1991)、早川宗八郎編:「粉体物性測定法」朝倉書店(1978)などを参照されたい。
The analysis principle of the mercury intrusion method is based on Washburn's formula (B).
D = -4γcosθ / P (B) formula Here, P is the applied pressure, D is the pore diameter, γ is the surface tension of mercury (480 dyne · cm -1 ), and θ is the contact angle between mercury and the wall surface of the pores, which is 140. °. Since γ and θ are constants, the relationship between the applied pressure P and the pore diameter D can be obtained from the Washburn equation, and the pore diameter and its volume distribution can be derived by measuring the mercury penetration volume at that time. Can be done. For details on the measurement method and principle, refer to Motoni Jimbo et al .: "Particle Handbook" Asakura Shoten, (1991), edited by Sohachiro Hayakawa: "Measurement Method for Powder Physical Properties" Asakura Shoten (1978).

細孔径分布から、電極層に由来する最も存在比率の高い細孔の細孔径D1が0.10μmであり、酸化物粒子層に由来する細孔の細孔径Dが0.55μmであった。
粒度分布測定より、酸化物粒子層に含まれるアルミナの平均粒径Dは0.95μmであった。
From the pore size distribution, the pore size D 1 of the pores with the highest abundance ratio derived from the electrode layer was 0.10 μm, and the pore size D 2 of the pores derived from the oxide particle layer was 0.55 μm. ..
From the particle size distribution measurement, the average particle diameter D 3 of the alumina contained in the oxide particle layer was 0.95 .mu.m.

[放電容量率の測定]
入出力特性を5C低温容量率で評価した。実施例1の電池を、25℃環境下にて1Cで2.8Vまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を電流値が0.1Cとなるまで行い、−20℃環境下で3時間休止した後に、1Cで電圧が1.5Vになるまで定電流放電を行った。この時の放電容量を1C低温放電容量とした。その後25℃環境下に戻して3時間休止し、1Cで2.8Vまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を電流値が0.1Cとなるまで行い、−20℃環境下で3時間休止した後に、5Cで電圧が1.5Vになるまで定電流放電を行った。この時の放電容量を5C低温放電容量とした。「(5C放電容量/1C放電容量)×100」を5C低温容量率とした。実施例1の電池の5C低温放電容量率は99%であった。
[Measurement of discharge capacity rate]
The input / output characteristics were evaluated at a low temperature capacity of 5C. The battery of Example 1 is constantly charged to 2.8 V at 1 C in an environment of 25 ° C., then charged to a constant voltage until the current value reaches 0.1 C, and then paused in an environment of −20 ° C. for 3 hours. After that, constant current discharge was performed at 1C until the voltage became 1.5V. The discharge capacity at this time was defined as a 1C low temperature discharge capacity. After that, it is returned to the environment of 25 ° C., paused for 3 hours, charged with constant current to 2.8 V at 1C, then charged with constant voltage until the current value reaches 0.1C, and paused for 3 hours in the environment of -20 ° C. After that, constant current discharge was performed at 5C until the voltage became 1.5V. The discharge capacity at this time was defined as a 5C low temperature discharge capacity. “(5C discharge capacity / 1C discharge capacity) × 100” was defined as a 5C low temperature capacity ratio. The 5C low temperature discharge capacity rate of the battery of Example 1 was 99%.

[高温貯蔵後の電圧測定]
寿命特性を高温貯蔵後の電圧で評価した。実施例1の電池を、25℃環境下にて、1Cで電圧が1.5Vになるまで定電流放電を行い、10分休止した後に、1Cで2.8Vまで定電流充電を行い、SOC100%とした。その後、60℃環境下にて2週間の高温貯蔵を行った。その後、25℃環境下にて2時間静置し、電圧を測定した。実施例1の電池の電圧は2.620Vであった。作製条件および結果を表1に示す。
[Voltage measurement after high temperature storage]
The life characteristics were evaluated by the voltage after high temperature storage. The battery of Example 1 is discharged at a constant current at 1C until the voltage reaches 1.5V in an environment of 25 ° C., pauses for 10 minutes, and then charged at a constant current of 2.8V at 1C to 100% SOC. And said. Then, it was stored at a high temperature for 2 weeks in an environment of 60 ° C. Then, it was allowed to stand for 2 hours in an environment of 25 ° C., and the voltage was measured. The voltage of the battery of Example 1 was 2.620V. The production conditions and results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例2では、[正極の作製]において、正極用スラリーの塗布後に、乾燥後で厚さが6μmとなるよう正極活物質層上に酸化物粒子層用スラリーを塗布し、[負極の作製]において、負極活物質層上に酸化物粒子層用スラリーを塗布しなかったこと以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。
(Example 2)
In Example 2, in [Preparation of positive electrode], after coating the slurry for positive electrode, the slurry for oxide particle layer is applied on the positive electrode active material layer so that the thickness becomes 6 μm after drying, and [Preparation of negative electrode]. In the above, a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxide particle layer slurry was not applied on the negative electrode active material layer. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例3では、[正極の作製]において、正極用スラリーの塗布後に、乾燥後で厚さが3μmとなるよう酸化物粒子層用スラリーを塗布し、[負極の作製]において、負極用スラリーの塗布後に、乾燥後で厚さが3μmとなるよう酸化物粒子層用スラリーを塗布したこと以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。
(Example 3)
In Example 3, after applying the positive electrode slurry in [Preparation of positive electrode], the oxide particle layer slurry is applied so as to have a thickness of 3 μm after drying, and in [Preparation of negative electrode], the negative electrode slurry is applied. A non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxide particle layer slurry was applied so as to have a thickness of 3 μm after application and drying. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1.

(実施例4〜11、13〜22)
実施例4〜11、13〜22では、表1に示した条件以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。
(Examples 4 to 11, 13 to 22)
In Examples 4 to 11 and 13 to 22, non-aqueous electrolyte batteries were produced in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1.

(実施例12)
実施例12では、酸化物粒子層用スラリーの作製において、アルミナ粒子の代わりにマグネシア(MgO)粒子を使用し、表1に示した条件以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。
(Example 12)
In Example 12, magnesia (MgO) particles were used instead of alumina particles in the preparation of the slurry for the oxide particle layer, and a non-aqueous electrolyte battery was prepared in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. .. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1.

(比較例1〜14)
比較例1では、酸化物粒子層用スラリーに含まれる酸化物粒子の平均粒径が0.24μmであること以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1 to 14)
In Comparative Example 1, a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle size of the oxide particles contained in the oxide particle layer slurry was 0.24 μm. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1.

(実施例23)
実施例23では、電解液の調整において、ジエチルカーボネートの代わりにメチルエチルカーボネート(MEC)を用い、プロピレンカーボネート(PC)及びメチルエチルカーボネート(MEC)を1:1の容積比で混合して調製した非水溶媒を用い、表1に示した条件以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。調整した電解液の−20℃における粘度は21mPa・sであった。
(Example 23)
In Example 23, in the preparation of the electrolytic solution, methyl ethyl carbonate (MEC) was used instead of diethyl carbonate, and propylene carbonate (PC) and methyl ethyl carbonate (MEC) were mixed in a volume ratio of 1: 1 to prepare the electrolyte. Using a non-aqueous solvent, a non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1. The viscosity of the prepared electrolytic solution at −20 ° C. was 21 mPa · s.

(実施例24)
実施例24では、電解液の調整において、六フッ化リン酸リチウムLiPFを1.2mol/Lの濃度で溶解させ、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を0.6mol/Lの濃度で溶解させて調製した電解質を用い、表1に示した条件以外は実施例1と同様に非水電解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。調整した電解液の−20℃における粘度は50mPa・sであった。
(Example 24)
In Example 24, in the preparation of the electrolytic solution, lithium hexafluorophosphate LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.2 mol / L, and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was dissolved at a concentration of 0.6 mol / L. Using the electrolyte prepared by dissolution, a non-aqueous electrolyte battery was prepared in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1. The viscosity of the prepared electrolytic solution at −20 ° C. was 50 mPa · s.

(比較例15)
比較例15では、電解液の調整において、六フッ化リン酸リチウムLiPFを1.4mol/Lの濃度で溶解させ、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を0.7mol/Lの濃度で溶解させて調製した電解質を用い、表1に示した条件以外は実施例1と同様に非水電 解質電池を作製した。実施例1と同様に5C低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を測定した。作製条件および結果を表1に示す。調整した電解液の−20℃における 粘度は82mPa・sであった。
(Comparative Example 15)
In Comparative Example 15, in the preparation of the electrolytic solution, lithium hexafluorophosphate LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.4 mol / L, and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was dissolved at a concentration of 0.7 mol / L. Using the electrolyte prepared by dissolution, a non-hydrodehydrolytic battery was prepared in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. The 5C low temperature discharge capacity rate and the voltage after high temperature storage were measured in the same manner as in Example 1. The production conditions and results are shown in Table 1. The viscosity of the prepared electrolytic solution at −20 ° C. was 82 mPa · s.

Figure 0006877094
Figure 0006877094

実施例1〜7に比べて、比較例1は5C低温放電容量率が低く、高温貯蔵後の電池電圧が低くなっていることが分かる。細孔径が小さく、酸化物粒子層が密になっていることにより、酸化物粒子層の空孔に電解液が浸透せず、入出力が低下し、高温貯蔵では、貯蔵中に発生したガスが酸化物粒子層と電極活物質層の間に滞留したことにより、酸化物粒子層が負極から剥離して短絡が発生し、電圧低下を起こしたことが推察される。実施例1〜7に比べて、比較例2は高温貯蔵後の電池電圧が低くなっていることが分かる。酸化物粒子層に由来する細孔径が3.48μmであったことから、酸化物粒子層に空孔が生じて短絡が発生し、電圧低下を起こしたことが推察される。実施例1〜7に比べて、比較例3は5C低温放電容量率が低くなっていることが分かる。電解液の粘度が高いため、酸化物粒子層の空孔に電解液が浸透せず、入出力低下を引き起こしたことが推察される。 It can be seen that, as compared with Examples 1 to 7, Comparative Example 1 has a lower 5C low-temperature discharge capacity ratio and a lower battery voltage after high-temperature storage. Due to the small pore diameter and dense oxide particle layer, the electrolytic solution does not penetrate into the pores of the oxide particle layer, and the input and output are reduced. In high temperature storage, the gas generated during storage is released. It is presumed that the oxide particle layer was separated from the negative electrode due to the retention between the oxide particle layer and the electrode active material layer, causing a short circuit and causing a voltage drop. It can be seen that the battery voltage of Comparative Example 2 after high temperature storage is lower than that of Examples 1 to 7. Since the pore diameter derived from the oxide particle layer was 3.48 μm, it is inferred that pores were formed in the oxide particle layer, a short circuit occurred, and the voltage dropped. It can be seen that the 5C low temperature discharge capacity ratio is lower in Comparative Example 3 than in Examples 1 to 7. Since the viscosity of the electrolytic solution is high, it is presumed that the electrolytic solution did not penetrate into the pores of the oxide particle layer, causing a decrease in input and output.

比較例3、実施例8、実施例9、比較例4は、Dを0.64μm、Dを0.95μm、D/Dを0.67としたときの、負極活物質層上に形成する酸化物粒子層の厚さを、2.0μm、3.0μm、10.0μm、12.0μmとなるように調整した例である。これら例から、酸化物粒子層が薄すぎる場合は、高温貯蔵後の電圧が低下し、酸化物粒子層が厚すぎる場合は、高温貯蔵後の電圧が低下し、低温放電容量率が低くなっていることが分かる。これは、酸化物粒子層が薄すぎると、酸化物粒子層に欠陥が生じるため、一部で短絡が生じて自己放電してしまったことが推察される。また、酸化物粒子層が厚すぎると捲回時に酸化物粒子層が割れてしまい、短絡による自己放電および低温放電容量率の低下が引き起こされたことが推察される。 Comparative Example 3, Example 8, Example 9, and Comparative Example 4 are on the negative electrode active material layer when D 2 is 0.64 μm, D 3 is 0.95 μm, and D 2 / D 3 is 0.67. This is an example in which the thickness of the oxide particle layer formed in is adjusted to 2.0 μm, 3.0 μm, 10.0 μm, and 12.0 μm. From these examples, if the oxide particle layer is too thin, the voltage after high temperature storage decreases, and if the oxide particle layer is too thick, the voltage after high temperature storage decreases, and the low temperature discharge capacity ratio becomes low. You can see that there is. It is presumed that if the oxide particle layer is too thin, defects occur in the oxide particle layer, resulting in a short circuit in a part and self-discharge. Further, it is presumed that if the oxide particle layer is too thick, the oxide particle layer is cracked at the time of winding, causing self-discharge and a decrease in the low temperature discharge capacity rate due to a short circuit.

実施例10から13では、D、Dを変えて、D/Dが0.11以上0.65以下の間になるように捲回型電極群を作製した際の例である。比較例5、6とこれらの比較例を比較すると、D、D、それぞれの値が好適な範囲であってもD/Dを調整することによって、低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧を上げることが可能となることがわかる。D/Dが0.7を超えると酸化物粒子層が疎になり、粒子間距離が広くなりすぎるため酸化物粒子が脱落すると推察される。なお、実施例13は、DとD/Dが比較的大きいため、実施例10から12に比べて酸化物粒子層が疎になり、粒子間距離が広くなりすぎるため酸化物粒子が脱落しやすいと推察される。実施例14は、酸化物粒子としてマグネシアを用いた例であるが、マグネシアを用いた場合も好適な特性が得られていることがわかる。 In Examples 10 to 13, D 2 and D 3 are changed to prepare a wound electrode group so that D 2 / D 3 is between 0.11 and 0.65 or less. Comparing Comparative Examples 5 and 6 with these Comparative Examples, the low-temperature discharge capacity rate and after high-temperature storage can be obtained by adjusting D 2 / D 3 even if the respective values of D 2 and D 3 are in a suitable range. It can be seen that it is possible to increase the voltage of. When D 2 / D 3 exceeds 0.7, the oxide particle layer becomes sparse, and the distance between the particles becomes too wide, so that it is presumed that the oxide particles fall off. In Example 13, since D 3 and D 2 / D 3 are relatively large, the oxide particle layer becomes sparse as compared with Examples 10 to 12, and the distance between the particles becomes too wide, so that the oxide particles become sparse. It is presumed that it is easy to drop out. Example 14 is an example in which magnesia is used as the oxide particles, but it can be seen that suitable characteristics are also obtained when magnesia is used.

比較例7、実施例15、実施例16、比較例8は、粒径及び細孔径が比較的大きなDを1.21μm、Dを1.87μm、D/Dを0.65としたときの、負極活物質層上に形成する酸化物粒子層の厚さを、2.0μm、4.0μm、8.0μm、12.0μmとなるように調整した例である。これら例から、酸化物粒子層が薄すぎる場合は、高温貯蔵後の電圧が低下し、酸化物粒子層が厚すぎる場合は、低温放電容量率が低くなっていることが分かる。これは、酸化物粒子層が薄すぎると、一部で短絡が生じて自己放電してしまったことが推察される。また、酸化物粒子層が厚すぎると電解液の含浸性が低下するか捲回時に酸化物粒子層が割れてしまったことによると推察される。 In Comparative Example 7, Example 15, Example 16, and Comparative Example 8, D 2 having a relatively large particle size and pore diameter was 1.21 μm, D 3 was 1.87 μm, and D 2 / D 3 was 0.65. This is an example in which the thickness of the oxide particle layer formed on the negative electrode active material layer is adjusted to 2.0 μm, 4.0 μm, 8.0 μm, and 12.0 μm. From these examples, it can be seen that if the oxide particle layer is too thin, the voltage after high temperature storage is lowered, and if the oxide particle layer is too thick, the low temperature discharge capacity ratio is low. It is presumed that if the oxide particle layer is too thin, a short circuit occurs in a part and self-discharge occurs. Further, it is presumed that if the oxide particle layer is too thick, the impregnation property of the electrolytic solution is lowered or the oxide particle layer is cracked at the time of winding.

比較例9では、細孔径が非常に小さいため、電解液の含浸性が悪く、低温放電容量率が低下し、さらに、高温貯蔵後の電圧が低下した。比較例9では、ガスが抜けにくく酸化物粒子の脱落や短絡が発生しやすいと推察される。比較例10では、酸化物粒子の粒径が大きいため、酸化物粒子層を薄くすることが困難であり低温放電容量率が低下し、さらに、高温貯蔵後の電圧が低下した。粒子径が大きすぎるため、粒子同士の接触面積が小さく、粒子間の結着が弱い。そのため、酸化物粒子の脱落が多く発生したと推察される。 In Comparative Example 9, since the pore diameter was very small, the impregnation property of the electrolytic solution was poor, the low-temperature discharge capacity ratio was lowered, and the voltage after high-temperature storage was lowered. In Comparative Example 9, it is presumed that the gas does not easily escape and the oxide particles are likely to fall off or short-circuit. In Comparative Example 10, since the particle size of the oxide particles was large, it was difficult to thin the oxide particle layer, the low-temperature discharge capacity ratio decreased, and the voltage after high-temperature storage decreased. Since the particle size is too large, the contact area between the particles is small, and the binding between the particles is weak. Therefore, it is presumed that many oxide particles fell off.

比較例11、実施例17、実施例18、比較例12は、粒径及び細孔径が比較的大きなDを0.07μm、Dを0.95μm、D/Dを0.07としたときの、負極活物質層上に形成する酸化物粒子層の厚さを、1.0μm、3.0μm、8.0μm、9.0μmとなるように調整した例である。これら例から、酸化物粒子層が薄すぎる場合は、高温貯蔵後の電圧が低下し、酸化物粒子層が厚すぎる場合は、低温放電容量率が低くなっていることが分かる。これは、酸化物粒子層が薄すぎると、一部で短絡が生じて自己放電してしまったことが推察される。また、酸化物粒子層が厚すぎると、捲回時に酸化物粒子層が割れてしまったことによると推察される。実施例8や15などと比較すると、D/Dが小さい値の場合は、D/Dが大きい値の場合よりも薄い酸化物粒子層でも割れが生じやすいと推察される。比較例13、実施例19、実施例20、比較例14でも同様の結果であった。 In Comparative Example 11, Example 17, Example 18, and Comparative Example 12, D 2 having a relatively large particle size and pore diameter was 0.07 μm, D 3 was 0.95 μm, and D 2 / D 3 was 0.07. This is an example in which the thickness of the oxide particle layer formed on the negative electrode active material layer is adjusted to 1.0 μm, 3.0 μm, 8.0 μm, and 9.0 μm. From these examples, it can be seen that if the oxide particle layer is too thin, the voltage after high temperature storage is lowered, and if the oxide particle layer is too thick, the low temperature discharge capacity ratio is low. It is presumed that if the oxide particle layer is too thin, a short circuit occurs in a part and self-discharge occurs. Further, if the oxide particle layer is too thick, it is presumed that the oxide particle layer is cracked at the time of winding. Compared with Examples 8 and 15, when D 2 / D 3 is a small value, it is presumed that cracks are more likely to occur even in a thin oxide particle layer than when D 2 / D 3 is a large value. Similar results were obtained in Comparative Example 13, Example 19, Example 20, and Comparative Example 14.

実施例21は酸化物粒子の粒径が比較的大きなものを用いている。粒子径が大きいと、粒子同士の接触面積が小さく、粒子間の結着が弱くなる。そのため、粒子が脱落して少し自己放電してしまったと推察される。実施例22は、細孔径と粒径が好適な値であるため、低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧の特性が優れた電池が得られている。実施例23では、実施例22の電解液の溶媒にメチルエチルカーボネートを用いているが、この場合も低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧の特性が優れた電池が得られている。また、実施例24では、電解液の電解質の濃度を高めているため、電解液の粘度が高くなっているが、−20℃における粘度が50mPa/S以下であるため、この場合も低温放電容量率と高温貯蔵後の電圧の特性が優れた電池が得られている。比較例15では、電解液の電解質の濃度を高めて、電解液の粘度が高くなりすぎている。−20℃における粘度が50mPa/Sより高くなっており、電解液の含浸性が低下して低温放電容量率が低下している。 In Example 21, the oxide particles having a relatively large particle size are used. When the particle size is large, the contact area between the particles is small, and the binding between the particles is weakened. Therefore, it is presumed that the particles fell off and self-discharged a little. In Example 22, since the pore diameter and the particle size are suitable values, a battery having excellent low-temperature discharge capacity ratio and voltage characteristics after high-temperature storage is obtained. In Example 23, methyl ethyl carbonate is used as the solvent for the electrolytic solution of Example 22, and in this case as well, a battery having excellent low-temperature discharge capacity ratio and voltage characteristics after high-temperature storage is obtained. Further, in Example 24, since the concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is increased, the viscosity of the electrolytic solution is high, but since the viscosity at −20 ° C. is 50 mPa / S or less, the low temperature discharge capacity is also high in this case as well. Batteries with excellent rate and voltage characteristics after high temperature storage have been obtained. In Comparative Example 15, the concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is increased, and the viscosity of the electrolytic solution becomes too high. The viscosity at −20 ° C. is higher than 50 mPa / S, the impregnation property of the electrolytic solution is lowered, and the low temperature discharge capacity ratio is lowered.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

100…二次電池、1…外装缶、2…捲回電極群、3…正極リード、4…負極リード、5…蓋、6…正極端子、7…負極端子、8…正極バックアップリード、9…負極バックアップリード、10…正極絶縁カバー、11…負極絶縁カバー、12…正極ガスケット、13…負極ガスケット、14…安全弁、15…電解液注入口、20…正極、20a…正極集電体、20b、20c…正極活物質層、20d…正極集電タブ、21(a、b、c、d)…酸化物粒子層、22…負極、22a…負極集電体、22b、22c…負極活物質層、22d…負極集電タブ、200…電池モジュール、201…単電池、202…正極ガスケット、203…正極端子、204…安全弁、205…負極ガスケット、206…負極端子、207…下ケース、208…上ケース、209…電源入出力用端子(正極端子)、210…電源入出力用端子(負極端子)、211…開口部、212…バスバー、213…基板、214A…正極端子、214B…負極端子、215…蓋、300…蓄電装置、301…インバーター、302…コンバーター、303…AC電源、304…負荷、400…車両、401…インバーター、402…モーター、403…車輪、500…車両、501…電気機器、502…車輪、503…発電機 100 ... Secondary battery, 1 ... Exterior can, 2 ... Winding electrode group, 3 ... Positive electrode lead, 4 ... Negative electrode lead, 5 ... Lid, 6 ... Positive electrode terminal, 7 ... Negative electrode terminal, 8 ... Positive electrode backup lead, 9 ... Negative electrode backup lead, 10 ... Positive electrode insulating cover, 11 ... Negative electrode insulating cover, 12 ... Positive electrode gasket, 13 ... Negative electrode gasket, 14 ... Safety valve, 15 ... Electrode solution inlet, 20 ... Positive electrode, 20a ... Positive electrode current collector, 20b, 20c ... Positive electrode active material layer, 20d ... Positive electrode current collector tab, 21 (a, b, c, d) ... Oxide particle layer, 22 ... Negative electrode, 22a ... Negative electrode current collector, 22b, 22c ... Negative electrode active material layer, 22d ... Negative electrode current collecting tab, 200 ... Battery module, 201 ... Cellular cell, 202 ... Positive electrode gasket, 203 ... Positive electrode terminal, 204 ... Safety valve, 205 ... Negative electrode gasket, 206 ... Negative electrode terminal, 207 ... Lower case, 208 ... Upper case , 209 ... Power input / output terminal (positive electrode terminal), 210 ... Power input / output terminal (negative electrode terminal), 211 ... Opening, 212 ... Bus bar, 213 ... Board, 214A ... Positive terminal, 214B ... Negative terminal, 215 ... Lid, 300 ... power storage device, 301 ... inverter, 302 ... converter, 303 ... AC power supply, 304 ... load, 400 ... vehicle, 401 ... inverter, 402 ... motor, 403 ... wheels, 500 ... vehicle, 501 ... electrical equipment, 502 ... wheels, 503 ... generator

Claims (6)

正極活物質層と正極集電体を有する正極と、
負極活物質層と負極集電体を有する負極と、
電解液と、
前記正極活物質層上、前記負極活物質層上、又は、前記正極活物質層上及び負極活物質層上に酸化物粒子層を有し、
前記酸化物粒子層を有する正極、前記酸化物粒子層を有する負極、又は、前記酸化物粒子層を有する正極及び前記酸化物粒子層を有する負極は、水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線において、少なくとも2つのピークを有し、
前記水銀圧入法により得られるlog微分細孔体積分布曲線において、最も存在比率の高いピークを第1ピークとし、
前記第1のピークの細孔径をDとする時、前記Dよりも細孔径が大きく、細孔径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲に第2のピークが存在し、
前記第2のピークの細孔径をD とし、前記酸化物粒子層に含まれる酸化物粒子の平均粒径をD とするとき、D とD は、0.1≦D /D ≦0.7を満たし、
前記酸化物粒子層の厚さは、2.5μm以上10.0μm以下であり、
−20℃における前記電解液の粘度は、50mPa・s以下である非水電解質電池。
A positive electrode having a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector,
A negative electrode having a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector,
With electrolyte
The oxide particle layer is provided on the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, or on the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
The positive electrode having the oxide particle layer, the negative electrode having the oxide particle layer, or the positive electrode having the oxide particle layer and the negative electrode having the oxide particle layer are log differential pore volumes obtained by a mercury intrusion method. It has at least two peaks in the distribution curve and
In the log differential pore volume distribution curve obtained by the mercury intrusion method, the peak having the highest abundance ratio is set as the first peak.
When the pore diameter of the first peak is D 1 , the pore diameter is larger than that of D 1, and the second peak exists in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less.
When the pore diameter of the second peak is D 2 and the average particle size of the oxide particles contained in the oxide particle layer is D 3 , D 2 and D 3 are 0.1 ≦ D 2 / D. Satisfy 3 ≤ 0.7,
The thickness of the oxide particle layer is 2.5 μm or more and 10.0 μm or less.
A non-aqueous electrolyte battery having a viscosity of the electrolytic solution at −20 ° C. of 50 mPa · s or less.
前記酸化物粒子層の厚さは、2.5μm以上8.0μm以下である請求項1に記載の非水電解質電池。 The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the oxide particle layer has a thickness of 2.5 μm or more and 8.0 μm or less. 前記酸化物粒子層に含まれる酸化物粒子の平均粒径であるDは、0.2μm以上5.5μm以下である請求項1又は2に記載の非水電解質電池。 The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1 or 2 , wherein D 3 , which is the average particle size of the oxide particles contained in the oxide particle layer, is 0.2 μm or more and 5.5 μm or less. 前記第2のピークの細孔径であるDは、前記酸化物粒子層の細孔径であって、前記Dは、0.1μm以上1.8μm以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の非水電解質電池。 D 2 which is the pore diameter of the second peak is the pore diameter of the oxide particle layer, and D 2 is 0.1 μm or more and 1.8 μm or less, any one of claims 1 to 3. The non-aqueous electrolyte battery described in the section. 請求項1乃至のいずれか1項に記載の非水電解質電池を単電池として用いた電池モジュール。 A battery module using the non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 4 as a cell. 請求項に記載の電池モジュールと、モーター及び電気機器を含み、
前記モーターと前記電気機器のいずれか一方又は両方は前記電気モジュールからの電気エネルギーで駆動又は動作する車両。
The battery module according to claim 5 and the motor and electrical equipment are included.
A vehicle in which one or both of the motor and the electric device is driven or operated by electric energy from the electric module.
JP2016119250A 2016-06-15 2016-06-15 Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles Active JP6877094B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016119250A JP6877094B2 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016119250A JP6877094B2 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017224496A JP2017224496A (en) 2017-12-21
JP6877094B2 true JP6877094B2 (en) 2021-05-26

Family

ID=60686437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016119250A Active JP6877094B2 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6877094B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6952876B2 (en) * 2018-03-30 2021-10-27 株式会社東芝 Electrode group, battery, and battery pack
JP7247326B2 (en) * 2019-04-09 2023-03-28 株式会社東芝 Electrodes, electrode groups, batteries, and battery packs
WO2021054466A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
CN115868040A (en) * 2021-03-05 2023-03-28 日本汽车能源株式会社 Lithium ion secondary battery and method for manufacturing same
EP4310935A1 (en) 2021-03-15 2024-01-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Positive electrode, electrode group, secondary battery, and battery pack

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4765186B2 (en) * 2001-03-29 2011-09-07 パナソニック株式会社 Organic electrolyte battery
KR100790280B1 (en) * 2004-03-30 2008-01-02 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN101156217B (en) * 2005-03-30 2012-04-18 大金工业株式会社 Electrolyte solution
CN102549813B (en) * 2009-09-28 2014-02-26 丰田自动车株式会社 Lithium secondary battery and manufacturing method therefor
JP2016058282A (en) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 Nonaqueous electrolyte battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017224496A (en) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5223166B2 (en) Battery active material and secondary battery
KR101092821B1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack using the same
JP6877094B2 (en) Non-aqueous electrolyte batteries, battery modules and vehicles
US10020489B2 (en) Lithium-ion secondary cell
JP5541957B2 (en) Multilayer secondary battery
US11515532B2 (en) Electrode, nonaqueous electrolyte battery and battery pack
JP2013201077A (en) Nonaqueous electrolytic secondary battery
US20190341605A1 (en) Electrode body, electrode group, secondary battery, battery module and vehicle
US20150263334A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP3526786B2 (en) Lithium secondary battery
WO2011114433A1 (en) Lithium secondary battery
CN111129430A (en) Secondary battery and method for manufacturing secondary battery
KR102520421B1 (en) Negative electrode
JP6813332B2 (en) Electrodes, electrode bodies, secondary batteries, battery modules and vehicles
CN112447941B (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2019069356A1 (en) Electrode group, secondary battery, battery module, electricity storage device, vehicle and flying body
WO2016171276A1 (en) Lithium ion cell
US20220077503A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing same
WO2020202307A1 (en) Lithium ion secondary battery
US10707519B2 (en) Lithium ion secondary battery
CN220569725U (en) Lithium ion secondary battery
JP7476936B2 (en) Film-covered battery, battery pack, and method for manufacturing said film-covered battery
CN112913049B (en) Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2018190624A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019029307A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170914

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20170915

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190514

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20190607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210427

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6877094

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151