JPH06231745A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery

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JPH06231745A
JPH06231745A JP5041948A JP4194893A JPH06231745A JP H06231745 A JPH06231745 A JP H06231745A JP 5041948 A JP5041948 A JP 5041948A JP 4194893 A JP4194893 A JP 4194893A JP H06231745 A JPH06231745 A JP H06231745A
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JP
Japan
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separator
aqueous electrolyte
battery
negative electrode
electrolyte secondary
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Application number
JP5041948A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Takahashi
昌利 高橋
Ryuji Oshita
竜司 大下
Atsushi Suemori
敦 末森
Koji Nishio
晃治 西尾
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a good battery properly and high safety by forming a separator of the predetermined size polyethylene microporous membrane. CONSTITUTION:A positive electrode 1 and a negative electrode 2 are stored inside a negative electrode can 7 via a separator 3, to which a non-aqueous electrolyte is injected. The separator 3 consists of a polyethylene microporous membrane which is 20-40mum in the thickness and 0.20-0.40mum in the greatest pore diameter. A carbon material, which can store a lithium ion, or a metal oxide is used for the negative electrode 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非水系電解液二次電池
に係わり、特に、負極にリチウムイオンを吸蔵放出可能
な炭素材料又は金属酸化物を使用した非水系電解液二次
電池におけるセパレータの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to a separator in a non-aqueous electrolyte secondary battery using a carbon material or a metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions in the negative electrode. Regarding the improvement of.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】リチウ
ム金属やリチウム合金を負極材料とする非水系電解液二
次電池の場合は、充放電を繰り返し行うと、負極上にデ
ンドライト(樹枝状の電析リチウム)が生成する。この
デンドライトがセパレータを貫通すると、正負両極間が
短絡(以下、この内部短絡を「デンドライトショート」
と称する。)して、サイクル寿命が短くなる。また、発
熱の危険性もある。
2. Description of the Related Art In the case of a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium metal or a lithium alloy as a negative electrode material, repeated charging and discharging results in dendrite (dendritic charge) on the negative electrode. Lithium deposited) is generated. When this dendrite penetrates the separator, both positive and negative electrodes are short-circuited.
Called. ), The cycle life becomes shorter. There is also a risk of fever.

【0003】このデンドライトショートを防止するため
には、厚くて、最大孔径が小さく、しかも強靱な材質の
セパレータを使用する必要がある。このため、従来の非
水系電解液二次電池では、セパレータとして、厚み50
μm以上、最大孔径0.10μm以下のポリプロピレン
製微多孔膜が使用されている。
In order to prevent this dendrite short circuit, it is necessary to use a separator which is thick and has a small maximum pore size and is tough. Therefore, in the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, the thickness of the separator is 50
A polypropylene microporous membrane having a pore size of not less than μm and a maximum pore size of not more than 0.10 μm is used.

【0004】一方、本発明が対象とする、炭素材料や金
属酸化物を負極材料とする非水系電解液二次電池の場合
は、負極材料は電極反応においてリチウムイオンを吸蔵
放出するホストに過ぎず、デンドライトは生成しない。
On the other hand, in the case of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, which uses a carbon material or a metal oxide as a negative electrode material, the negative electrode material is merely a host which absorbs and releases lithium ions in the electrode reaction. , Do not generate dendrites.

【0005】しかるに、従来はこの系の電池において
も、先に述べたものと同様のセパレータが区別無く使用
されていた。
However, conventionally, also in the battery of this system, the same separator as that described above was used without distinction.

【0006】そこで、本発明者らが鋭意検討したとこ
ろ、この系の電池においては、厚み50μm以上、最大
孔径0.10μm以下のポリプロピレン製微多孔膜を使
用することは、単に意味が無いばかりでなく、高率放電
特性等の電池特性及び信頼性(安全性)の点でむしろ問
題があることが分かった。
The inventors of the present invention have made extensive studies and found that it is meaningless to use a polypropylene microporous membrane having a thickness of 50 μm or more and a maximum pore diameter of 0.10 μm or less in the battery of this system. However, it was found that there is a problem in terms of battery characteristics such as high rate discharge characteristics and reliability (safety).

【0007】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであって、その目的とするところは、電池特性に優
れ、しかも信頼性(安全性)の高い非水系電解液二次電
池を提供するにある。
The present invention was made on the basis of such findings, and an object thereof is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics and high reliability (safety). is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水系電解液二次電池(以下、「本発明
電池」と称することがある。)は、正極と、リチウムイ
オンを吸蔵放出可能な炭素材料又は金属酸化物が使用さ
れてなる負極と、これらの正負両極を離間するセパレー
タとを備える非水系電解液二次電池において、前記セパ
レータが厚み20〜40μm、最大孔径0.20〜0.
40μmのポリエチレン製微多孔膜からなる。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention (hereinafter, sometimes referred to as "the present battery") for achieving the above object comprises a positive electrode and lithium ion. In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode made of a carbon material or a metal oxide capable of storing and releasing, and a separator that separates the positive and negative electrodes from each other, the separator has a thickness of 20 to 40 μm and a maximum pore diameter of 0. 20-0.
It consists of a 40 μm polyethylene microporous membrane.

【0009】本発明電池では、セパレータとして、上記
した特定の厚み及び最大孔径を有するポリエチレン製微
多孔膜が使用される。
In the battery of the present invention, a polyethylene microporous membrane having the above-mentioned specific thickness and maximum pore size is used as the separator.

【0010】セパレータの厚み及び最大孔径がそれぞれ
20〜40μm及び0.20〜0.40μmの範囲に規
制される理由は、厚みが20μm未満の場合又は最大孔
径が0.40μmを越えた場合は粉末ショートが起こり
易くなり、一方厚みが40μmを越えた場合又は最大孔
径が0.20μm未満の場合はセパレータによる内部抵
抗が増大して放電容量、とりわけ高率放電容量が激減す
るからである。ここに、粉末ショートとは、電極の表面
に存在する突起物(炭素粉末や活物質粉末からなる直径
10μm程度の粉末)がセパレータを貫通してショート
を起こすことをいう。因みに、電極作製時においては、
かかる突起物が生成しないように注意が払われるが、そ
れでも集電体上への塗布により電極を作製する方法など
においては、この突起物がかなりの頻度で電極表面に生
成してしまう。
The reason why the thickness and the maximum pore size of the separator are restricted to the ranges of 20 to 40 μm and 0.20 to 0.40 μm, respectively, is that when the thickness is less than 20 μm or when the maximum pore size exceeds 0.40 μm, the powder. This is because a short circuit is likely to occur, and when the thickness exceeds 40 μm or the maximum pore size is less than 0.20 μm, the internal resistance due to the separator increases and the discharge capacity, especially the high rate discharge capacity, is drastically reduced. Here, the powder short circuit means that a protrusion (a powder made of carbon powder or active material powder and having a diameter of about 10 μm) existing on the surface of the electrode penetrates the separator to cause a short circuit. By the way, when making electrodes,
Although care is taken to prevent such protrusions from forming, the protrusions are still generated on the surface of the electrode quite frequently in the method of producing an electrode by coating on the current collector.

【0011】また、セパレータの材質がポリエチレンに
特定される理由は、電池温度が異常に上昇するのを阻止
して安全性を確保するためには、異常高温に至る前に融
解して多孔に目詰まりを起こすことが好ましく、この点
で融点の低いポリエチレンの方が、融点の高いポリプロ
ピレンよりも好ましいと考えられるからである。ポリエ
チレンは一般にポリプロピレンに比し強度的には弱い
が、本発明電池においてはデンドライトが生成しないの
で実用上は問題がない。
The reason why the material of the separator is specified as polyethylene is that in order to prevent the battery temperature from rising abnormally and ensure safety, it melts before reaching an abnormally high temperature and becomes porous. This is because clogging is preferable, and in this respect, polyethylene having a low melting point is considered to be preferable to polypropylene having a high melting point. Polyethylene is generally weaker in strength than polypropylene, but since no dendrite is produced in the battery of the present invention, there is no practical problem.

【0012】本発明電池における負極には、リチウムイ
オンを吸蔵放出可能な炭素材料又は金属酸化物が使用さ
れる。
A carbon material or a metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions is used for the negative electrode in the battery of the present invention.

【0013】炭素材料としては黒鉛、コークスが、また
金属酸化物としては酸化鉄、酸化タングステン、酸化ニ
オブが、それぞれ好適なものとして例示される。これら
の負極材料は、通常、結着剤及び必要に応じて導電剤と
混練して負極合剤として使用される。
Preferred examples of the carbon material include graphite and coke, and examples of the metal oxide include iron oxide, tungsten oxide and niobium oxide. These negative electrode materials are usually kneaded with a binder and, if necessary, a conductive agent and used as a negative electrode mixture.

【0014】本発明はリチウムイオンを吸蔵放出可能な
炭素材料又は金属酸化物を負極に使用した非水系電解液
二次電池の電池特性及び安全性を向上させるためにセパ
レータの厚み、最大孔径及び材質を改良した点に最大の
特徴を有するものであり、したがって本発明電池におけ
る他の部材、たとえば正極、非水系電解液などについて
は特に制限はない。
In order to improve the battery characteristics and safety of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a carbon material or a metal oxide capable of occluding and releasing lithium ions as a negative electrode, the present invention is a separator having a thickness, a maximum pore diameter and a material. The present invention has the greatest feature in that it is improved. Therefore, other members in the battery of the present invention, such as the positive electrode and the non-aqueous electrolyte, are not particularly limited.

【0015】たとえば、正極活物質としては、改質Mn
2 、LiCoO2 、LiNiO2、LiMnO2 、L
iMn2 4 など、従来非水系電解液二次電池用として
提案され、或いは実用されている種々の材料を使用する
ことができる。
For example, as the positive electrode active material, modified Mn
O 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , L
Various materials that have been conventionally proposed or put into practical use for non-aqueous electrolyte secondary batteries, such as iMn 2 O 4 , can be used.

【0016】[0016]

【作用】本発明電池においては、厚み及び最大孔径が特
定の範囲内にあるポリエチレン製微多孔膜がセパレータ
として使用されているので、高率放電特性等の電池特性
に優れるとともに、粉末ショートが起こりにくい。ま
た、電池温度が異常に上昇する前にポリエチレンが融解
して目詰まりを起こすので、ポリプロピレン製のセパレ
ータを使用した電池に比し異常発熱しにくい。
In the battery of the present invention, since a polyethylene microporous membrane having a thickness and a maximum pore size within a specific range is used as a separator, it is excellent in battery characteristics such as high rate discharge characteristics and powder short circuit occurs. Hateful. In addition, polyethylene melts before the battery temperature rises abnormally, causing clogging, so that abnormal heat generation is less likely to occur as compared with a battery using a polypropylene separator.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by the examples described below, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention. Is possible.

【0018】(製造例1〜12)単3型の非水系電解液
二次電池(本発明電池)を作製した。
(Production Examples 1 to 12) AA type non-aqueous electrolyte secondary batteries (cells of the present invention) were produced.

【0019】〔正極〕正極活物質としてのLiCoO2
と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤とし
てのフッ素樹脂ディスパージョンとを、重量比90:
6:4で混合して正極合剤を得た。次いで、この正極合
剤を集電体としてのアルミニウム箔に塗布した後、25
0°Cで2時間真空加熱処理して正極を作製した。
[Positive electrode] LiCoO 2 as a positive electrode active material
A acetylene black as a conductive agent and a fluororesin dispersion as a binder in a weight ratio of 90:
The mixture was mixed at 6: 4 to obtain a positive electrode mixture. Then, this positive electrode mixture is applied to an aluminum foil as a current collector, and then 25
A vacuum heat treatment was performed at 0 ° C. for 2 hours to produce a positive electrode.

【0020】〔負極〕400メッシュパスの黒鉛粉末
に、結着剤としてのフッ素樹脂ディスパージョンを、重
量比95:5で混合して負極合剤を得た。次いで、この
負極合剤を、集電体としての銅箔に塗布した後、250
°Cで2時間真空加熱処理して負極を作製した。
[Negative Electrode] Fluororesin dispersion as a binder was mixed with graphite powder of 400 mesh pass at a weight ratio of 95: 5 to obtain a negative electrode mixture. Next, this negative electrode mixture was applied to a copper foil as a current collector, and then 250
A negative electrode was prepared by vacuum heat treatment at ° C for 2 hours.

【0021】〔非水系電解液〕エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、LiPF
6 を1モル/リットルの割合で溶かして非水系電解液を
調製した。
[Non-Aqueous Electrolyte] LiPF 6 was added to an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate.
6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

【0022】〔セパレータ〕最大孔径が0.05μm
で、厚みのみが20、30、40、50、60、70μ
mと異なるポリエチレン製又はポリプロピレン製の微多
孔膜を使用した。
[Separator] Maximum pore size is 0.05 μm
And only the thickness is 20, 30, 40, 50, 60, 70μ
A microporous membrane made of polyethylene or polypropylene different from m was used.

【0023】〔電池の作製〕以上の正負両極、非水系電
解液及びセパレータを用いて非水系電解液二次電池PE
1〜PE6(セパレータにポリエチレン製微多孔膜を使
用した電池。電池番号の大きいものほどセパレータの厚
みが厚い。)及びPP1〜PP6(セパレータにポリプ
ロピレン製微多孔膜を使用した電池。番号の大きいもの
ほどセパレータの厚みが厚い。)を作製した。
[Production of Battery] A non-aqueous electrolyte secondary battery PE using the positive and negative electrodes, non-aqueous electrolyte and separator described above.
1 to PE6 (batteries using a polyethylene microporous membrane for the separator. The larger the battery number, the thicker the separator thickness) and PP1 to PP6 (batteries using the polypropylene microporous membrane for the separator. Larger number The thickness of the separator is thicker).

【0024】図1は作製した非水系電解液二次電池PE
1を模式的に示す断面図であり、図示の電池PE1は、
正極1、負極2、これら両電極を離間するセパレータ
3、正極リード4、負極リード5、正極外部端子6、負
極缶7などからなる。正極1及び負極2は、非水系電解
液を注入されたセパレータ3を介して渦巻き状に巻き取
られた状態で負極缶7内に収容されており、正極1は正
極リード4を介して正極外部端子6に、また負極2は負
極リード5を介して負極缶7に接続され、電池内部で生
じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り
出し得るようになっている。
FIG. 1 shows the produced non-aqueous electrolyte secondary battery PE.
1 is a cross-sectional view schematically showing the battery 1 shown in FIG.
It comprises a positive electrode 1, a negative electrode 2, a separator 3 separating these two electrodes, a positive electrode lead 4, a negative electrode lead 5, a positive electrode external terminal 6, a negative electrode can 7 and the like. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are housed in the negative electrode can 7 in a state of being spirally wound via the separator 3 in which the non-aqueous electrolyte solution is injected, and the positive electrode 1 is externally connected to the positive electrode via the positive electrode lead 4. The terminal 6 and the negative electrode 2 are connected to the negative electrode can 7 via the negative electrode lead 5 so that chemical energy generated inside the battery can be taken out as electric energy to the outside.

【0025】(製造例13〜24)負極に、リチウム金
属箔を使用したこと以外は、製造例1〜12と同様にし
て、非水系電解液二次電池PE7〜PE12及びPP7
〜PP12を作製した。
(Production Examples 13 to 24) Non-aqueous electrolyte secondary batteries PE7 to PE12 and PP7 were produced in the same manner as in Production Examples 1 to 12 except that lithium metal foil was used for the negative electrode.
-PP12 was produced.

【0026】〔各電池のサイクル寿命〕200mAで充
電終止電圧4.1Vまで充電した後、200mAで放電
終止電圧2.75Vまで放電する工程を1サイクルとす
るサイクル試験を行い、製造例1〜24で作製した各電
池のサイクル寿命を調べた。サイクル寿命(回)は、放
電容量が初期の放電容量の50%に低下するまでの総サ
イクル数で評価した。結果を図2に示す。
[Cycle Life of Each Battery] A cycle test is conducted in which one cycle includes a step of charging to a final charge voltage of 4.1 V at 200 mA and then discharging to a final discharge voltage of 2.75 V at 200 mA. The cycle life of each battery manufactured in 1. was examined. The cycle life (times) was evaluated by the total number of cycles until the discharge capacity decreased to 50% of the initial discharge capacity. The results are shown in Figure 2.

【0027】図2は、セパレータの厚みとサイクル寿命
との関係図であり、縦軸にサイクル寿命(回)を、横軸
にセパレータの厚み(μm)をとって示したグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the thickness of the separator and the cycle life, and is a graph showing the cycle life (times) on the vertical axis and the thickness (μm) of the separator on the horizontal axis.

【0028】同図より、負極に黒鉛を使用した場合は、
セパレータの厚み及び材質が異なってもサイクル寿命に
有意差が無いのに対して、負極にリチウム金属を使用し
た場合は、セパレータの厚みが厚くなるにつれサイクル
寿命が長くなり、またポリプロピレン製のセパレータと
ポリエチレン製のセパレータとを比較した場合、ポリプ
ロピレン製のセパレータを使用した方が総じてサイクル
寿命が長くなることが分かる。後者の理由は、デンドラ
イトが生成する系の電池では、強度の強いポリプロピレ
ン製のセパレータを使用した方が、デンドライトショー
トが起こりにくいからである。
From the figure, when graphite is used for the negative electrode,
Although there is no significant difference in cycle life even if the thickness and material of the separator is different, when lithium metal is used for the negative electrode, the cycle life becomes longer as the thickness of the separator becomes thicker, and the separator made of polypropylene and When compared with a polyethylene separator, it can be seen that the polypropylene separator generally has a longer cycle life. The latter reason is that in a battery of a system that produces dendrites, a dendrite short circuit is less likely to occur when a polypropylene separator having high strength is used.

【0029】(製造例25〜31)セパレータとして、
最大孔径が0.05μmで、厚みのみが10、15、2
0、30、40、45、50μmと異なるポリエチレン
製微多孔膜を使用したこと以外は製造例1〜12と同様
にして、非水系電解液二次電池PE13〜PE19を作
製した。
(Production Examples 25 to 31) As a separator,
Maximum pore size is 0.05μm, thickness is only 10, 15, 2
Non-aqueous electrolyte secondary batteries PE13 to PE19 were produced in the same manner as in Production Examples 1 to 12 except that a polyethylene microporous membrane different from 0, 30, 40, 45, and 50 μm was used.

【0030】〔各電池の放電容量及び電池作製直後のシ
ョート確率〕各電池について、200mA及び1000
mAで放電した場合の放電容量と、電池作製直後のショ
ート確率を調べた。ショート確率は、電池1000個に
ついてのデータから算出した値である。結果を図3に示
す。
[Discharge Capacity of Each Battery and Probability of Short Circuit Immediately after Battery Preparation] For each battery, 200 mA and 1000
The discharge capacity when discharged at mA and the short-circuit probability immediately after the battery was manufactured were examined. The short-circuit probability is a value calculated from the data for 1000 batteries. The results are shown in Fig. 3.

【0031】図3は、セパレータの厚みと放電容量及び
ショート確率との関係図であり、左縦軸及び右縦軸にそ
れぞれ放電容量(mAh)及びショート確率(%)を、
また横軸にセパレータの厚み(μm)をとって示したグ
ラフである。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the thickness of the separator and the discharge capacity and the short circuit probability. The left vertical axis and the right vertical axis respectively show the discharge capacity (mAh) and the short circuit probability (%).
Further, it is a graph in which the thickness (μm) of the separator is plotted on the horizontal axis.

【0032】図3より、200mA放電の場合は、セパ
レータの厚みの増大によって殆ど放電容量が低下しない
のに対して、1000mA放電(高率放電)の場合は、
セパレータの厚みが40μmを越えた場合、放電容量が
400mAh以下にまで減少してしまうことが分かる。
From FIG. 3, in the case of 200 mA discharge, the discharge capacity hardly decreases due to the increase in the thickness of the separator, whereas in the case of 1000 mA discharge (high rate discharge),
It can be seen that when the thickness of the separator exceeds 40 μm, the discharge capacity decreases to 400 mAh or less.

【0033】また、同図より、セパレータの厚みが20
μm以上の場合は、ショート確率が零又は殆ど零である
のに対して、セパレータの厚みが20μm未満の場合
は、粉末ショートが起こるため、ショート確率が増大す
ることが分かる。
From the figure, the thickness of the separator is 20
It can be seen that when the thickness is not less than μm, the short-circuit probability is zero or almost zero, whereas when the thickness of the separator is less than 20 μm, powder short-circuit occurs, and the short-circuit probability increases.

【0034】(製造例32〜39)セパレータとして、
厚みが30μmで、最大孔径のみが0.05、0.1、
0.15、0.2、0.3、0.4、0.45、0.5
μmと異なるポリエチレン製微多孔膜を使用したこと以
外は製造例1〜12と同様にして、非水系電解液二次電
池PE20〜PE27を作製した。
(Production Examples 32 to 39) As a separator,
The thickness is 30 μm and only the maximum pore size is 0.05, 0.1,
0.15, 0.2, 0.3, 0.4, 0.45, 0.5
Non-aqueous electrolyte secondary batteries PE20 to PE27 were produced in the same manner as in Production Examples 1 to 12 except that a polyethylene microporous membrane different from μm was used.

【0035】〔各電池の放電容量及び電池作製直後のシ
ョート確率〕各電池について、先と同様にして、200
mA及び1000mAで放電した場合の放電容量と、電
池作製直後のショート確率を調べた。結果を図4に示
す。
[Discharge Capacity of Each Battery and Probability of Short Circuit Immediately after Battery Preparation] For each battery, 200
The discharge capacity when discharged at mA and 1000 mA and the short-circuit probability immediately after the battery was manufactured were examined. The results are shown in Fig. 4.

【0036】図4は、セパレータの最大孔径と放電容量
及びショート確率との関係図であり、左縦軸及び右縦軸
にそれぞれ放電容量(mAh)及びショート確率(%)
を、また横軸にセパレータの最大孔径(μm)をとって
示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the maximum pore size of the separator and the discharge capacity and the short circuit probability. The left vertical axis and the right vertical axis respectively show the discharge capacity (mAh) and the short circuit probability (%).
And the maximum pore diameter (μm) of the separator is plotted on the horizontal axis.

【0037】図4より、200mA放電の場合は、セパ
レータの最大孔径の減少によって殆ど放電容量が低下し
ないのに対して、1000mA放電(高率放電)の場合
は、セパレータの最大孔径が0.2μm未満の場合、放
電容量が著しく減少することが分かる。
From FIG. 4, in the case of 200 mA discharge, the discharge capacity hardly decreases due to the decrease in the maximum pore size of the separator, whereas in the case of 1000 mA discharge (high rate discharge), the maximum pore size of the separator is 0.2 μm. It can be seen that the discharge capacity is remarkably reduced when it is less than 1.

【0038】また、同図より、セパレータの最大孔径が
0.40μm以下の場合は、ショート確率が零又は殆ど
零であるのに対して、セパレータの最大孔径が0.40
μmを越えた場合は、粉末ショートが起こるため、ショ
ート確率が増大することが分かる。
From the figure, when the maximum pore size of the separator is 0.40 μm or less, the short-circuit probability is zero or almost zero, whereas the maximum pore size of the separator is 0.40.
It can be seen that when the thickness exceeds μm, a powder short circuit occurs, so that the short circuit probability increases.

【0039】以上を総合すると、充放電の繰り返しによ
りデンドライトを生成しない電池においては、厚み20
〜40μm、最大孔径0.20〜0.40μmのポリエ
チレン製微多孔膜をセパレータに使用した場合に、優れ
た高率放電特性と粉末ショートの防止という特性バラン
スが実現されることが理解される。
In summary, in a battery that does not generate dendrites by repeated charging and discharging, the thickness is 20
It is understood that when a polyethylene microporous film having a pore size of ˜40 μm and a maximum pore size of 0.20 to 0.40 μm is used as the separator, an excellent high rate discharge property and a property balance of prevention of powder short circuit are realized.

【0040】叙上の実施例では、負極に黒鉛を使用した
非水系電解液二次電池を例に挙げて説明したが、酸化
鉄、酸化タングステン、酸化ニオブ等のリチウムを吸蔵
放出可能な金属酸化物又はコークスを負極に使用した場
合においても、同様の優れた効果が得られる。
In the above examples, the non-aqueous electrolyte secondary battery using graphite for the negative electrode has been described as an example, but metal oxides such as iron oxide, tungsten oxide, niobium oxide capable of occluding and releasing lithium can be used. Even when a product or coke is used for the negative electrode, the same excellent effect can be obtained.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明電池においては、特定の厚み及び
最大孔径のセパレータが使用されているので、高率放電
特性に優れるとともに、粉末ショートが殆ど起こらな
い。また、セパレータの材質がポリエチレンであるの
で、電池温度が或る程度上昇するとセパレータが融解し
て目詰まりを起こし、その結果電池反応が停止するた
め、電池温度が異常に上昇することがなく信頼性(安全
性)が高い。以上の如く、本発明は優れた特有の効果を
奏する。
In the battery of the present invention, since the separator having the specific thickness and the maximum pore size is used, the high rate discharge characteristic is excellent and the powder short circuit hardly occurs. In addition, since the material of the separator is polyethylene, when the battery temperature rises to some extent, the separator melts and causes clogging, and as a result, the battery reaction stops, so the battery temperature does not rise abnormally and reliability is improved. (Safety) is high. As described above, the present invention has excellent unique effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】単3型の本発明電池の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an AA battery of the present invention.

【図2】セパレータの厚みとサイクル寿命との関係図で
ある。
FIG. 2 is a relationship diagram between a separator thickness and a cycle life.

【図3】セパレータの厚みと放電容量及びショート確率
との関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram of a thickness of a separator, a discharge capacity, and a short circuit probability.

【図4】セパレータの最大孔径と放電容量及びショート
確率との関係図である。
FIG. 4 is a relationship diagram of the maximum pore size of the separator, the discharge capacity, and the short circuit probability.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PE1 本発明電池 1 正極 2 負極 3 セパレータ PE1 battery of the present invention 1 positive electrode 2 negative electrode 3 separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Nishio 2-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Toshihiko Saito 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Denki Within the corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な
炭素材料又は金属酸化物が使用されてなる負極と、これ
らの正負両極を離間するセパレータとを備える非水系電
解液二次電池において、前記セパレータが厚み20〜4
0μm、最大孔径0.20〜0.40μmのポリエチレ
ン製微多孔膜からなることを特徴とする非水系電解液二
次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode using a carbon material or a metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions, and a separator separating the positive and negative electrodes from each other. Separator thickness is 20-4
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a polyethylene microporous membrane having a pore size of 0 μm and a maximum pore size of 0.20 to 0.40 μm.
【請求項2】前記炭素材料が黒鉛又はコークスである請
求項1記載の非水系電解液二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the carbon material is graphite or coke.
【請求項3】前記金属酸化物が、酸化鉄、酸化タングス
テン又は酸化ニオブである請求項1記載の非水系電解液
二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the metal oxide is iron oxide, tungsten oxide or niobium oxide.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000011984A (en) * 1998-06-23 2000-01-14 Fuji Photo Film Co Ltd Nonaqueous secondary battery

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JP2000011984A (en) * 1998-06-23 2000-01-14 Fuji Photo Film Co Ltd Nonaqueous secondary battery

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