JP7136017B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
第2層の空隙率に対する、第1層の空隙率の比は、1より大きい。
第2層に含まれる負極活物質のBET比表面積に対する、第1層に含まれる負極活物質のBET比表面積の比は、1より小さい。
図1は、本実施形態における非水電解質二次電池の構成を示す第1概略図である。
電池100は、ケース90を含む。電池100には、正極端子91および負極端子92が設けられている。ケース90は、例えば、アルミラミネートフィルム製のパウチであってもよい。ケース90は、密封されている。アルミラミネートフィルム製のパウチは、例えば、熱溶着により密封され得る。
ケース90は、電極群50を収納している。正極端子91および負極端子92は、それぞれ、電極群50に接続されている。
電極群50は、正極10、負極20およびセパレータ30を含む。電極群50には、電解液(不図示)が含浸されている。すなわち、電池100は、正極10、負極20および電解液を含む。
負極20は、シート状の部品である。負極20は、負極活物質層22を含む。負極20は、負極集電体21をさらに含んでいてもよい。負極集電体21は、例えば、銅(Cu)箔等であってもよい。負極集電体21は、例えば、5μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。
負極活物質層22は、第1層1(上層)および第2層2(下層)を含む。負極活物質層22は、実質的に、第1層1と、第2層2とからなっていてもよい。負極活物質層22に、第1層1および第2層2以外の層がさらに含まれていてもよい。
空隙率比(P1/P2)は、第2層2の空隙率(P2)に対する、第1層1の空隙率(P1)の比である。BET比が1より小さい時、空隙率比が大きい程、外部充電の繰り返しに対する耐性が向上する傾向がある。空隙率比は、例えば1.01以上であってもよい。空隙率比は、例えば1.02以上であってもよい。空隙率比は、例えば1.21以下であってもよい。空隙率比は、例えば1.11以下であってもよい。
BET比(S1/S2)は、第2層2に含まれる負極活物質のBET比表面積(S2)に対する、第1層1に含まれる負極活物質のBET比表面積(S1)の比である。空隙率比が1より大きい時、BET比が小さい程、外部充電の繰り返しに対する耐性が向上する傾向がある。BET比は、例えば、0.75以下であってもよい。BET比は、例えば、0.5以上であってもよい。
正極10は、シート状の部品である。正極10は、正極活物質層12を含む。正極10は、例えば、正極集電体11をさらに含んでいてもよい。正極活物質層12は、例えば、正極集電体11の表面に形成されていてもよい。正極集電体11は、特に限定されるべきではない。正極集電体11は、例えば、アルミニウム(Al)箔等を含んでいてもよい。正極集電体11は、例えば、5μm以上20μm以下の厚さを有していてもよい。正極活物質層12は、例えば10μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。
セパレータ30は、正極10と負極20との間に配置されている。セパレータ30は、例えば、5μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。セパレータ30は、例えば電気絶縁性の多孔質膜等を含んでいてもよい。セパレータ30は、例えば、多孔質ポリオレフィン膜等を含んでいてもよい。セパレータ30は、例えば、多孔質ポリエチレン(PE)膜を含んでいてもよい。セパレータ30は、例えば、多孔質ポリプロピレン(PP)膜を含んでいてもよい。
電解液は、液体電解質である。電解液は、溶媒および支持塩を含む。溶媒は、例えば、エチレンカーボネート(EC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジエチルカーボネート(DEC)からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。支持塩は、例えば、LiPF6、LiBF4およびLi[N(FSO2)2]からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。電解液は、溶媒および支持塩に加えて、各種の添加剤をさらに含んでいてもよい。
以下の手順により、No.1からNo.15に係る電池が、それぞれ製造された。
1.正極の製造
以下の正極材料が準備された。
正極活物質:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(平均粒子径 10μm)
導電材:アセチレンブラック(AB)
バインダ:PVdF
正極集電体:Al箔
以下の負極材料が準備された。
負極活物質:人造黒鉛、天然黒鉛(いずれも市販品)
バインダ:SBR、CMC
分散媒:水
負極集電体:Cu箔
20枚の正極と、21枚の負極とが交互に積層されることにより、電極群が形成された。正極と負極との各間には、セパレータがそれぞれ配置された。セパレータは、多孔質PE膜であった。
溶媒:EC/DMC/EMC=3/4/3(体積比)
支持塩:LiPF6(1.0mоl/L)
下記表1に示されるように、空隙率比およびBET比が変更されることを除いては、No.1と同様に、電池が製造された。No.2からNo.15においては、ロールプレス機の各種条件が変更されることにより、空隙率比が調整された。
2枚の金属板が準備された。2枚の金属板の間に電池が挟み込まれた。2枚の金属板によって電池に所定の圧力が加わるように、2枚の金属板が固定された。すなわち、2枚の金属板によって、電池が拘束された。
充電:CC方式、電流値=2C、カット電圧=4.2V
放電:CC方式、電流値=2C、カット電圧=2.5V
上記表1において、空隙率比(P1/P2)が1より大きく、かつBET比(S1/S2)が1より小さい時、外部充電の繰り返しに対する耐性が高い傾向がみられる。
Claims (2)
- 正極、負極および電解液を含み、
前記負極は、負極活物質層を含み、
前記負極活物質層は、第1層および第2層を含み、
前記第1層は、前記正極と前記第2層との間に配置されており、
前記第2層の空隙率に対する、前記第1層の空隙率の比は、1.09以上1.2以下であり、
前記第2層に含まれる負極活物質のBET比表面積に対する、前記第1層に含まれる負極活物質のBET比表面積の比は、0.75以上1未満である、
非水電解質二次電池。 - 前記第1層の空隙率は、18.5%以上20.8%以下であり、
前記第2層の空隙率は、16.2%以上17.8%以下であり、
前記第1層に含まれる負極活物質のBET比表面積は、1.6m 2 /gより大きく、2.4m 2 /g以下であり、
前記第2層に含まれる負極活物質のBET比表面積は、2.4m 2 /gより大きく3.2m 2 /g以下である、
請求項1に記載の非水電解質二次電池。
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