JPH09161734A - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

Info

Publication number
JPH09161734A
JPH09161734A JP7324820A JP32482095A JPH09161734A JP H09161734 A JPH09161734 A JP H09161734A JP 7324820 A JP7324820 A JP 7324820A JP 32482095 A JP32482095 A JP 32482095A JP H09161734 A JPH09161734 A JP H09161734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
negative electrode
battery
electrode
positive electrode
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.)
Abandoned
Application number
JP7324820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Komaru
篤雄 小丸
Akira Yamaguchi
晃 山口
Masayuki Nagamine
政幸 永峰
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7324820A priority Critical patent/JPH09161734A/en
Priority to CA002190229A priority patent/CA2190229C/en
Priority to US08/747,615 priority patent/US5916707A/en
Publication of JPH09161734A publication Critical patent/JPH09161734A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high reliability and high energy density without damaging an apparatus by restraining expansion of a battery case even when it is exposed to a high temperature. SOLUTION: This battery is provided with an electrode element where a positive electrode 2 and a negative electrode 1 are insulated from each other by a separator 3 and a battery case 12 into which this electrode element is inserted, and electrolyte is injected into it. In this case, the battery case 12 is formed of a thin plate material, and an edge formed of adjacent two planes among plural planes formed of this thin plate material, is composed of a curved surface. The positive electrode 2 and the negative electrode 1 are insulated from each other by the resinous porous separator 3. Electrolyte is composed of nonaqueous electrolyte. The negative electrode 1 is composed of a carbon material or a graphite material capable of doping-dedoping a lithium ion, and the positive electrode 2 is composed of Lix and MOy (herein, M represents at least one kind of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V and Ti).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池に関し、
特に電池ケースおよびこれを用いた二次電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a secondary battery,
In particular, it relates to a battery case and a secondary battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カメラ一体型VTR、携帯電話、
ラップトップコンピューター等の新しいポータブル電子
機器が次々に出現し、ますますその小型軽量化が図ら
れ、それに伴って、携帯可能なポータブル電源として二
次電池が脚光を浴び、さらに高いエネルギー密度を得る
ため活発な研究開発がなされている。
2. Description of the Related Art In recent years, camera-integrated VTRs, mobile phones,
With the emergence of new portable electronic devices such as laptop computers, which are becoming smaller and lighter, secondary batteries have come into the limelight as portable portable power sources, resulting in higher energy density. Active research and development is being done.

【0003】そのような中、鉛電池、ニッケルカドミウ
ム電池等の水系電解液二次電池よりも高いエネルギー密
度を有する二次電池として非水電解液を用いたリチウム
イオン二次電池が提案され、実用化が始まった。
Under such circumstances, a lithium ion secondary battery using a non-aqueous electrolyte has been proposed and put into practical use as a secondary battery having a higher energy density than an aqueous electrolyte secondary battery such as a lead battery and a nickel-cadmium battery. The transformation has begun.

【0004】リチウムイオン二次電池の電池形態として
は、スパイラル状に巻回した電極を円筒形ケースに挿入
した筒形電池と、折り込んだ電極や矩形状積層電極、ま
た楕円状に巻回した電極を角形のケースに挿入した角形
電池がある。後者の角形電池は、筒形電池よりもスペー
ス効率が高く、近年の機器薄形化に伴い要求が高まって
いる。
The battery type of the lithium ion secondary battery includes a cylindrical battery in which spirally wound electrodes are inserted in a cylindrical case, folded electrodes, rectangular laminated electrodes, and elliptical wound electrodes. There is a prismatic battery in which is inserted into a prismatic case. The latter prismatic battery has higher space efficiency than the cylindrical battery, and the demand for it is increasing with the recent thinning of the device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の小型
二次電池は通常の使用はもちろんのこと、真夏の車中に
おいても使用され、高い信頼性が要求される。特に角形
の電池ケースは円筒形と比べ強度が弱いため電池内圧の
上昇にともない変形しやすい。そのため、機器内部に収
納するようなタイプの電池の場合、高温に曝すと電池の
膨張によって取り出せなくなったり、機器を破損してし
まうことがあった。予め寸法に余裕を持たせようとすれ
ばエネルギー密度が低下し十分な作動時間が得られなか
った。
By the way, the above-mentioned small secondary battery is used not only in normal use but also in a vehicle in the midsummer, and high reliability is required. In particular, the prismatic battery case is weaker in strength than the cylindrical battery case, and is therefore easily deformed as the battery internal pressure increases. Therefore, in the case of a type of battery that is stored inside the device, if it is exposed to a high temperature, it may not be taken out due to expansion of the battery or the device may be damaged. If an attempt was made to give a margin to the dimensions in advance, the energy density was lowered and a sufficient operating time could not be obtained.

【0006】そこで本発明は、このような従来の実情を
鑑みて提案されたものであって、高温に曝された場合で
も電池ケースの膨張を抑え機器を破損させることなく、
高い信頼性と高エネルギー密度を有する非水電解液を使
用する二次電池を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and suppresses the expansion of the battery case even when it is exposed to a high temperature without damaging the device,
An object is to provide a secondary battery using a non-aqueous electrolyte having high reliability and high energy density.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、発明者らが鋭意検討したところ、図1に示すよう
に電極素子を挿入するための開口部を除き全ての稜を曲
面とすることにより、すなわち電池ケースの薄板材が形
成する複数の平面のうち、隣り合う2つの平面が形成す
る稜を曲面とすることにより、高温に曝された場合でも
内圧が一部に集中することが抑制され、電池厚みの増加
を抑え機器の破損を防止できることを見い出した。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention have made diligent studies and found that, as shown in FIG. 1, all ridges are curved except for an opening for inserting an electrode element. By doing so, that is, by forming the ridge formed by two adjacent flat surfaces among the plurality of flat surfaces formed by the thin plate material of the battery case into a curved surface, the internal pressure is partially concentrated even when exposed to high temperature. It has been found that the above can be suppressed, the increase in battery thickness can be suppressed, and the equipment can be prevented from being damaged.

【0008】本発明はいかなる二次電池においても適用
可能ではあるが、一例として以下非水電解液二次電池に
ついて説明する。
Although the present invention is applicable to any secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery will be described below as an example.

【0009】非水電解液二次電池を構成できるいかなる
正負極材料も使用可能であるが、充放電による活物質の
膨張度合い、電解液に使用する非水溶媒の沸点、電極素
子の形状などを考慮することにより各曲面の曲率半径が
適宜選択可能である。
Any positive and negative electrode materials that can form a non-aqueous electrolyte secondary battery can be used, but the degree of expansion of the active material due to charge and discharge, the boiling point of the non-aqueous solvent used in the electrolyte, the shape of the electrode element, etc. The radius of curvature of each curved surface can be appropriately selected by considering it.

【0010】但し、曲面部分の曲率半径が大きい場合、
正負極を充填できる有効な体積が減少し、体積当たりの
エネルギー密度のロスとなる場合があるので、この点を
考慮し曲率半径を決定する必要がある。
However, when the radius of curvature of the curved surface is large,
The effective volume that can be filled with the positive and negative electrodes decreases, which may result in a loss of energy density per volume. Therefore, it is necessary to determine the radius of curvature in consideration of this point.

【0011】また、本発明に用いる電池ケースの材質は
強度や、その加工性を考慮し適宜選択可能である。利用
可能なものとしては、鉄、ニッケル、ステンレス、アル
ミ等であり、非水電解液などで腐食が起こる場合はメッ
キ等を施すことにより使用可能となる。
The material of the battery case used in the present invention can be appropriately selected in consideration of strength and workability thereof. Examples of usable materials include iron, nickel, stainless steel, aluminum, etc. When corrosion occurs in a nonaqueous electrolytic solution, it can be used by plating or the like.

【0012】本発明の扁平形状を有する電池ケースは、
いかなる方法によっても製造可能である。例えば、前記
種々の材質からなる鋼板等を少なくとも一組以上の雄雌
からなる金型を用いて、何段階かにわけてしぼり成形加
工をすることによって作製することができる。
The flat battery case of the present invention is
It can be manufactured by any method. For example, a steel plate or the like made of the above-mentioned various materials can be manufactured by using at least one set of male and female dies and performing the squeezing process in several stages.

【0013】さらに、本発明の二次電池について詳細な
説明を行う。本発明の二次電池は正極と負極とが樹脂製
多孔質セパレータで絶縁された電極素子を有し、非水電
解液を注入してなり、電池ケースの電極素子を挿入する
ための開口部を除き全ての稜を曲面とすることを特徴と
する。
Further, the secondary battery of the present invention will be described in detail. The secondary battery of the present invention has an electrode element in which the positive electrode and the negative electrode are insulated by a resin porous separator, is made by injecting a non-aqueous electrolytic solution, and has an opening for inserting the electrode element of the battery case. It is characterized in that all edges except for are curved surfaces.

【0014】本発明の二次電池には、平板な正負極の組
み合わせを複数積み重ねてなる積層式電極素子や、短冊
状の正負極を楕円形に巻き回してなる楕円式電極素子を
使用することができる。
For the secondary battery of the present invention, use is made of a laminated electrode element formed by stacking a plurality of combinations of flat positive and negative electrodes, or an elliptical electrode element formed by winding strip-shaped positive and negative electrodes in an elliptical shape. You can

【0015】本発明の負極材料として利用可能な材料
は、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タ
ングステン、酸化チタン等の比較的電位が卑な酸化物や
その他酸化物や炭素材料などが上げられる。
Materials usable as the negative electrode material of the present invention include oxides having a relatively low potential such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and titanium oxide, and other oxides and carbon materials. .

【0016】負極に用いる炭素材料は、この種の二次電
池に用いられるものはいずれも使用可能であるが、特に
以下に列挙される炭素材料が好適である。
As the carbon material used for the negative electrode, any of those used for this type of secondary battery can be used, but the carbon materials listed below are particularly preferable.

【0017】まず第一に、有機材料を焼成等の手法によ
り炭素化して得られる炭素材料である。
First, there is a carbon material obtained by carbonizing an organic material by a method such as firing.

【0018】出発原料となる有機材料としては、フェノ
ール樹脂、アクリル樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリアセチレン、ポリ(p−フェニレン)等の共役系樹
脂、セルロースおよびその誘導体、任意の有機高分子系
化合物を使用することが出来る。
As the organic material as a starting material, phenol resin, acrylic resin, vinyl halide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyamide resin,
Conjugated resins such as polyacetylene and poly (p-phenylene), cellulose and its derivatives, and any organic polymer compounds can be used.

【0019】その他、ナフタレン、フェナントレン、ア
ントラセン、トリフェニレン、ピレン、ペリレン、ペン
タフェン、ペンタセン等の縮合多環炭化水素化合物、そ
の他誘導体(例えばこれらのカルボン酸、カルボン酸無
水物、カルボン酸イミド等)、前記各化合物の混合物を
主成分とする各種ピッチ、アセナフチレン、インドー
ル、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキ
サリン、フタラジン、カルバゾール、アクリジン、フェ
ナジン、フェナントリジン等の縮合複素環化合物、その
誘導体も使用可能である。
In addition, condensed polycyclic hydrocarbon compounds such as naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, perylene, pentaphene and pentacene, other derivatives (for example, carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid imide, etc.) thereof, the above Various pitches containing a mixture of each compound as a main component, acenaphthylene, indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine, phenanthridine and the like, and their derivatives can also be used. .

【0020】また、特にフルフリルアルコールあるいは
フルフラールのホモポリマー、コポリマーよりなるフラ
ン樹脂も好適である。このフラン樹脂を炭素化した炭素
質材料は、(002)面の面間隔が0.370nm以
上、真密度1.7g/cc以下かつDTAで700℃以
上に酸化発熱ピークを持たず、電池の負極材料として非
常に良好な特性を示す。
Furan resins which are homopolymers or copolymers of furfuryl alcohol or furfural are also particularly suitable. The carbonaceous material obtained by carbonizing the furan resin has a (002) plane spacing of 0.370 nm or more, a true density of 1.7 g / cc or less, and has no oxidation exothermic peak at DTA of 700 ° C. or more, and thus has a negative electrode of a battery. It has very good properties as a material.

【0021】これら有機材料を焼成する温度としては、
出発原料によっても異なり、通常は500〜2000℃
とされる。
The temperature for firing these organic materials is as follows:
Depends on the starting material, usually 500-2000 ° C
It is said.

【0022】あるいは、特定のH/C原子比を有する石
油ピッチに酸素を含む官能基を導入(いわゆる酸素架
橋)したものも前記フラン樹脂と同様、炭素化したとき
に優れた特性を発揮することから、前記有機材料として
使用することが可能である。
Alternatively, a petroleum pitch having a specific H / C atomic ratio to which a functional group containing oxygen is introduced (so-called oxygen cross-linking) exhibits excellent characteristics when carbonized, like the furan resin. Therefore, it can be used as the organic material.

【0023】前記石油ピッチは、コールタール、エチレ
ンボトム油、原油等の高温熱分解で得られるタール類、
アスファルトなどより蒸留(真空蒸留、常圧蒸留、スチ
ーム蒸留)、熱重縮合、抽出、化学重縮合等の操作によ
って得られる。
The petroleum pitch is tars obtained by high temperature thermal decomposition of coal tar, ethylene bottom oil, crude oil, etc.,
It is obtained from asphalt and the like by operations such as distillation (vacuum distillation, atmospheric distillation, steam distillation), thermal polycondensation, extraction, chemical polycondensation and the like.

【0024】このとき、石油ピッチのH/C原子比が重
要で、難黒鉛化炭素とするためにはこのH/C原始比を
0.6〜0.8とする必要がある。
At this time, the H / C atomic ratio of petroleum pitch is important, and it is necessary to set the H / C primitive ratio to 0.6 to 0.8 in order to obtain non-graphitizable carbon.

【0025】これらの石油ピッチに酸素を含む官能基を
導入する具体的な手段は限定されないが、例えば硝酸、
混酸、硫酸、次亜塩素酸等の水溶液による湿式法、ある
いは酸化性ガス(空気、酸素)による乾式法、さらに硫
黄、硝酸アンモニア、過硫酸アンモニア、塩化第二鉄等
の固体試薬による反応などが用いられる。
The specific means for introducing a functional group containing oxygen into these petroleum pitches is not limited, but for example nitric acid,
Wet method using an aqueous solution of mixed acid, sulfuric acid, hypochlorous acid, etc., or dry method using oxidizing gas (air, oxygen), and reaction with solid reagents such as sulfur, ammonium nitrate, ammonium persulfate, ferric chloride, etc. Used.

【0026】例えば、上記の手法により石油ピッチに酸
素を導入した場合、炭素化の過程(400℃以上)で溶
融することなく固相状態で最終の炭素質材料が得られ、
それは難黒鉛化炭素の生成過程に類似する。
For example, when oxygen is introduced into petroleum pitch by the above-mentioned method, the final carbonaceous material is obtained in the solid phase without melting during the carbonization process (400 ° C. or higher),
It is similar to the formation process of non-graphitizable carbon.

【0027】前述の手法により酸素を含む官能基を導入
した石油ピッチを炭素化して負極材とするが、炭素化の
際の条件は問わず、(002)面の面間隔が0.370
nm以上、真密度1.7g/cc以下かつDTAで70
0℃以上に酸化発熱ピークを持たないという特性を満足
する炭素質材料が得られるように設定すれば、単位重量
あたりのリチウムドープ量の大きなものが得られる。こ
れは、例えば石油ピッチを酸素架橋した前駆体の酸素含
有量を10重量%以上とすることで、(002)面の面
間隔を0.370nm以上とすることが出来る。したが
って、前記前駆体の酸素含有量は10重量%以上にする
ことが好ましく、実用的には10〜20重量%の範囲で
ある。
The petroleum pitch having oxygen-containing functional groups introduced therein is carbonized by the above-mentioned method to form a negative electrode material. The carbonaceous condition does not matter, and the (002) plane spacing is 0.370.
nm or more, true density of 1.7 g / cc or less and DTA of 70
When a carbonaceous material satisfying the characteristic of not having an oxidation exothermic peak at 0 ° C. or higher is obtained, a large lithium doping amount per unit weight can be obtained. For example, when the oxygen content of the precursor obtained by oxygen-crosslinking petroleum pitch is 10% by weight or more, the interplanar spacing of the (002) plane can be 0.370 nm or more. Therefore, the oxygen content of the precursor is preferably 10% by weight or more, and practically in the range of 10 to 20% by weight.

【0028】以上の原料有機材料を用いて炭素質材料を
得る場合、例えば、窒素気流中、300〜700℃で炭
化した後、窒素気流中、昇温速度毎分1〜20℃、到達
温度900〜1300℃、到達温度での保持時間0〜5
時間程度の条件で焼成すれば良い。勿論、場合によって
は炭化操作を省略しても良い。
When a carbonaceous material is obtained by using the above raw material organic material, for example, after carbonizing at 300 to 700 ° C. in a nitrogen stream, the temperature rising rate is 1 to 20 ° C. per minute in the nitrogen stream, and the reached temperature is 900. ~ 1300 ℃, holding time at ultimate temperature 0-5
It suffices to bake under conditions of time. Of course, in some cases, the carbonization operation may be omitted.

【0029】さらには、前記フラン樹脂や石油ピッチ等
を炭素化する際にリン化合物、或いはホウ素化合物を添
加することで、リチウムドープ量の大きな特殊な負極化
合物も使用可能である。
Further, by adding a phosphorus compound or a boron compound when carbonizing the furan resin or petroleum pitch, a special negative electrode compound having a large lithium doping amount can be used.

【0030】リン化合物としては、五酸化リンなどのリ
ンの酸化物や、オルトリン酸等のオキソ酸やその塩等が
挙げられるが、取扱やすさ等の点からリン酸化物及びリ
ン酸が好適である。
Examples of the phosphorus compound include phosphorus oxides such as phosphorus pentoxide and oxo acids such as orthophosphoric acid and salts thereof. Among them, phosphorus oxide and phosphoric acid are preferable from the viewpoint of easy handling. is there.

【0031】添加するリン化合物の量は、有機材料もし
くは炭素質材料に対してリン換算で0.2〜30重量
%、好ましくは0.5〜15重量%、また負極材料中に
残存するリンの割合は0.2〜9.0重量%、好ましく
は0.3〜5重量%とする。
The amount of the phosphorus compound added is 0.2 to 30% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, in terms of phosphorus, based on the organic material or the carbonaceous material, and the amount of phosphorus remaining in the negative electrode material. The proportion is 0.2 to 9.0% by weight, preferably 0.3 to 5% by weight.

【0032】ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物或
いはホウ酸を水溶液の形で添加することができる。添加
するホウ素化合物の量は、有機材料もしくは炭素質材料
に対してホウ素換算で0.2〜30重量%、好ましくは
0.5〜15重量%、また負極材料中に残存するホウ素
の割合は0.2〜9.0重量%、好ましくは0.3〜5
重量%とする。
As the boron compound, boron oxide or boric acid can be added in the form of an aqueous solution. The amount of the boron compound added is 0.2 to 30% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, in terms of boron based on the organic material or the carbonaceous material, and the proportion of boron remaining in the negative electrode material is 0. 0.2 to 9.0% by weight, preferably 0.3 to 5
% By weight.

【0033】また、黒鉛類はコークスやガラス状炭素等
の低温処理炭素材料と比較して真密度が高いので、活物
質としての電極充填性が高く、それ故設計上においては
高エネルギー密度の二次電池が可能となる。
Further, since graphites have a higher true density as compared with low-temperature treated carbon materials such as coke and glassy carbon, they have a high electrode packing property as an active material, and therefore have a high energy density in terms of design. The next battery becomes possible.

【0034】高い電極充填性を与える真密度の大きい材
料としては、黒鉛類の炭素材料が好適である。そのなか
でも、より高い電極充填性を得るには、真密度が2.1
g/cm3 以上が好ましく、2.18g/cm3 以上が
さらに好ましい。そのような真密度を得るには、X線回
折法で得られる(002)面間隔が好ましくは0.33
9nm未満、さらに好ましくは0.335nm以上、
0.337nm以下を満足し002面のC軸結晶子厚み
が16.0nm以上、さらに好ましくは300nm以上
であることが必要である。
A carbon material such as graphite is suitable as a material having a high true density and a high electrode filling property. Among them, the true density is 2.1 in order to obtain a higher electrode filling property.
g / cm 3 or more is preferable, and 2.18 g / cm 3 or more is more preferable. In order to obtain such a true density, the (002) plane spacing obtained by the X-ray diffraction method is preferably 0.33.
Less than 9 nm, more preferably 0.335 nm or more,
It is necessary that the thickness is 0.337 nm or less and the C-axis crystallite thickness on the 002 plane is 16.0 nm or more, and more preferably 300 nm or more.

【0035】前記物性を示す炭素材料の代表としては、
天然黒鉛があげられる。また、有機材料を炭素化し、さ
らに高温処理された人造黒鉛も前記結晶構造パラメータ
を示す。
Typical carbon materials exhibiting the above physical properties are:
Examples include natural graphite. Further, artificial graphite obtained by carbonizing an organic material and further treated at high temperature also exhibits the above-mentioned crystal structure parameter.

【0036】上記人造黒鉛を生成するに際して出発原料
となる有機材料としては、石炭やピッチが代表的であ
る。
Coal and pitch are typical examples of the organic material used as a starting material for producing the artificial graphite.

【0037】ピッチとしては、コールタール、エチレン
ボトム油、原油等の高温熱分解で得られるタール類、ア
スファルトなどより蒸留(真空蒸留、常圧蒸留、スチー
ム蒸留)、熱重縮合、抽出、化学重縮合等の操作によっ
て得られるものや、その他木材乾留時に生成するピッチ
等もある。
As pitch, distillation (vacuum distillation, atmospheric distillation, steam distillation), thermal polycondensation, extraction, chemical polycondensation from coal tar, ethylene bottom oil, tars obtained by high temperature thermal decomposition of crude oil, asphalt, etc. There are those obtained by operations such as condensation, and other pitches produced during carbonization of wood.

【0038】さらにピッチとなる出発原料としてはポリ
塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルブ
チラート、3,5−ジメチルフェノール樹脂等がある。
Further, as the starting material for the pitch, there are polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate, polyvinyl butyrate, 3,5-dimethylphenol resin and the like.

【0039】これら石炭、ピッチは、炭素化の途中最高
400℃程度で液状で存在し、その温度で保持すること
で芳香環同士が縮合、多環化して積層配向した状態とな
り、その後500℃程度以上の温度になると固体の炭素
前駆体則ちセミコークスを形成する。このような過程を
液相炭素化過程と呼び、易黒鉛化炭素の典型的な生成過
程である。
These coals and pitches exist in a liquid state at a maximum temperature of about 400 ° C. during carbonization, and when kept at that temperature, aromatic rings are condensed with each other to form a polycycle and become laminated orientation, and then about 500 ° C. At the above temperature, a solid carbon precursor, that is, semi-coke is formed. Such a process is called a liquid-phase carbonization process and is a typical formation process of graphitizable carbon.

【0040】その他、ナフタレン、フェナントレン、ア
ントラセン、トリフェニレン、ピレン、ペリレン、ペン
タフェン、ペンタセン等の縮合多環炭化水素化合物、そ
の他誘導体(例えばこれらのカルボン酸、カルボン酸無
水物、カルボン酸イミド等)、あるいは混合物、アセナ
フチレン、インドール、イソインドール、キノリン、イ
ソキノリン、キノキサリン、フタラジン、カルバゾー
ル、アクリジン、フェナジン、フェナントリジン等の縮
合複素環化合物、さらにはその誘導体も原料として使用
可能である。
In addition, condensed polycyclic hydrocarbon compounds such as naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, perylene, pentaphene and pentacene, other derivatives (for example, carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid imide, etc.) thereof, or Mixtures, condensed heterocyclic compounds such as acenaphthylene, indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine, phenanthridine, and their derivatives can also be used as raw materials.

【0041】以上の有機材料を出発原料として所望の人
造黒鉛を生成するには、例えば、上記有機材料を窒素等
の不活性ガス気流中、300〜700℃で炭化した後、
不活性ガス気流中、昇温速度毎分1〜100℃、到達温
度900〜1500℃、到達温度での保持時間0〜30
時間程度の条件でか焼し、さらに2000℃以上、好ま
しくは2500℃以上で熱処理されることによって得ら
れる。勿論、場合によっては炭化やか焼操作を省略して
も良い。
In order to produce desired artificial graphite using the above organic materials as starting materials, for example, after carbonizing the above organic materials at 300 to 700 ° C. in a stream of an inert gas such as nitrogen,
In an inert gas stream, the temperature rising rate is 1 to 100 ° C. per minute, the reached temperature is 900 to 1500 ° C., and the holding time at the reached temperature is 0 to 30.
It can be obtained by calcination under the condition of about time and further heat treatment at 2000 ° C. or higher, preferably 2500 ° C. or higher. Of course, in some cases, the carbonization and calcination operations may be omitted.

【0042】高温で熱処理された炭素材料あるいは黒鉛
材料は粉砕・分級して負極材料に供されるが、この粉砕
は炭化、か焼、高温熱処理の前後あるいは昇温過程の間
いずれで行っても良い。
The carbon material or graphite material heat-treated at a high temperature is crushed and classified to be used as a negative electrode material. This crushing may be performed before or after carbonization, calcination, high-temperature heat treatment, or during the temperature rising process. good.

【0043】さらに、より実用的な性能を有する黒鉛材
料を得るには以下の物性値を満足する材料を用いること
が好ましい。
Further, in order to obtain a graphite material having more practical performance, it is preferable to use a material satisfying the following physical property values.

【0044】黒鉛材料として真密度2.1g/cm3
上であり、且つ嵩比重が0.4g/cm3 以上の黒鉛材
料を用いることが好ましい。黒鉛材料は真密度が高いの
で、これで負極を構成すると、電極充填性が高められ、
電池のエネルギー密度が向上する。また、黒鉛材料のう
ち特に嵩比重が0.4g/cm3 以上の黒鉛材料を用い
ると、このように嵩比重が大きな黒鉛材料は負極合剤層
中に比較的均一に分散されることができる等の理由によ
り、電極構造が良好なものとなって、サイクル特性が改
善される。
As the graphite material, it is preferable to use a graphite material having a true density of 2.1 g / cm 3 or more and a bulk specific gravity of 0.4 g / cm 3 or more. Since the graphite material has a high true density, if the negative electrode is composed of this, the electrode filling property will be improved,
The energy density of the battery is improved. When a graphite material having a bulk specific gravity of 0.4 g / cm 3 or more is used among the graphite materials, the graphite material having such a large bulk specific gravity can be relatively uniformly dispersed in the negative electrode mixture layer. For the above reasons, the electrode structure becomes good and the cycle characteristics are improved.

【0045】さらに、嵩比重が0.4g/cm3 以上で
あって且つ平均形状パラメータxaveが125以下で
ある偏平度の低い材料を用いると、さらに電極構造が良
好なものとなり、さらにサイクル特性が改善される。
Furthermore, if a material having a low specificity of 0.4 g / cm 3 or more in bulk specific gravity and 125 or less in average shape parameter xave is used, the electrode structure is further improved and the cycle characteristics are further improved. Be improved.

【0046】上記の黒鉛材料を得るには、炭素が成型体
とされた状態で黒鉛化のための熱処理を行う方法が好ま
しく、この黒鉛化成型体を粉砕することによって、より
嵩比重が高く、平均形状パラメータxaveの小さい黒
鉛材料が可能となる。
In order to obtain the above-mentioned graphite material, it is preferable to carry out a heat treatment for graphitization in a state where carbon is formed into a molded body. By crushing this graphitized molded body, the bulk specific gravity becomes higher, A graphite material having a small average shape parameter xave becomes possible.

【0047】また、黒鉛材料として嵩比重、平均形状パ
ラメータxaveが前記の範囲であって、比表面積が9
2 /g以下の黒鉛粉末を用いた場合、黒鉛粒子に付着
したサブミクロンの微粒子が少なく、嵩比重が高くな
り、電極構造が良好なものとなって、さらにサイクル特
性が改善される。
The graphite material has a bulk specific gravity, an average shape parameter xave within the above range, and a specific surface area of 9
When the graphite powder of m 2 / g or less is used, the number of submicron fine particles attached to the graphite particles is small, the bulk specific gravity is high, the electrode structure is good, and the cycle characteristics are further improved.

【0048】また、レーザ回折法により求められる粒度
分布において、累積10%粒径が3μm以上であり、且
つ累積50%粒径が10μm以上であり、且つ累積90
%粒径が70μm以下である黒鉛粉末を用いることによ
り安全性、信頼性の高い非水電解液二次電池が得られ
る。粒度の小さい粒子は比表面積が大きくなるが、この
含有率を制限することにより、比表面積の大きい粒子に
よる過充電時などの異常発熱を抑制するとともに、粒度
の大きい粒子の含有率を制限することにより、初充電時
における粒子の膨張に伴う内部ショートを抑制すること
ができ、高い安全性、信頼性を有する実用的な非水電解
液二次電池が可能となる。
In the particle size distribution obtained by the laser diffraction method, the cumulative 10% particle size is 3 μm or more, the cumulative 50% particle size is 10 μm or more, and the cumulative 90%.
By using graphite powder having a% particle size of 70 μm or less, a safe and reliable non-aqueous electrolyte secondary battery can be obtained. Particles with a small particle size have a large specific surface area, but by limiting this content rate, it is possible to suppress abnormal heat generation such as overcharging due to particles with a large specific surface area, and to limit the content rate of particles with a large particle size. As a result, it is possible to suppress an internal short circuit due to the expansion of particles at the time of initial charging, and it is possible to provide a practical non-aqueous electrolyte secondary battery having high safety and reliability.

【0049】また、粒子の破壊強度の平均値が6.0k
gf/mm2 以上である黒鉛粉末を用いることにより、
電極中に電解液を含有させるための空孔を多く存在させ
ることができ、負荷特性の良好な非水電解液二次電池が
可能となる。
The average value of the breaking strength of the particles is 6.0 k.
By using a graphite powder having a gf / mm 2 or more,
A large number of holes for containing the electrolytic solution can be present in the electrode, and a non-aqueous electrolytic solution secondary battery having good load characteristics can be obtained.

【0050】一方、前記の負極材料からなる負極と組み
合わせて用いられる正極材料は特に限定されないが、十
分な量のLiを含んでいることが好ましく、例えば一般
式LiMO2 (ただしMはCo,Ni,Mn,Fe,A
l,V,Tiの少なくとも1種を表す。)で表されるリ
チウムと遷移金属からなる複合金属酸化物やLiを含ん
だ層間化合物等が好適である。
On the other hand, the positive electrode material used in combination with the negative electrode composed of the above negative electrode material is not particularly limited, but preferably contains a sufficient amount of Li, for example, the general formula LiMO 2 (where M is Co, Ni. , Mn, Fe, A
represents at least one of l, V, and Ti. ), A composite metal oxide composed of lithium and a transition metal, an intercalation compound containing Li, and the like are preferable.

【0051】本発明の非水電解液二次電池に用いる非水
電解液において、電解液としては電解質が非水溶媒に溶
解されてなる非水電解液が用いられる。
In the non-aqueous electrolytic solution used in the non-aqueous electrolytic solution secondary battery of the present invention, a non-aqueous electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent is used as the electrolytic solution.

【0052】電解質を溶解する非水溶媒としては、EC
(エチレンカーボネート)等の比較的誘電率の高いもの
を主溶媒に用いることが前提となるが、本発明を完成さ
せるにはさらに複数成分の低粘度溶媒を添加する必要が
ある。
As the non-aqueous solvent for dissolving the electrolyte, EC
It is premised that a solvent having a relatively high dielectric constant such as (ethylene carbonate) is used as the main solvent, but it is necessary to further add a low-viscosity solvent having a plurality of components to complete the present invention.

【0053】高誘電率溶媒としては、PC(プロピレン
カーボネート)、ブチレンカーボネート、ビニレンカー
ボネート、スルホラン類、ブチロラクトン類、バレロラ
クトン類等が好適である。低粘度溶媒としては、ジエチ
ルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチル
カーボネート、メチルプロピルカーボネート等の対称あ
るいは非対称の鎖状炭酸エステルが好適であり、さらに
2種以上低粘度溶媒を混合して用いても良好な結果が得
られる。
As the high dielectric constant solvent, PC (propylene carbonate), butylene carbonate, vinylene carbonate, sulfolanes, butyrolactones, valerolactones and the like are preferable. As the low-viscosity solvent, symmetrical or asymmetrical chain carbonic acid esters such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, and methyl propyl carbonate are preferable, and two or more low-viscosity solvents may be mixed and used. The result is obtained.

【0054】特に負極に黒鉛材料を用いる場合、非水溶
媒の主溶媒として好適なのはECがまず挙げられるが、
ECの水素原子をハロゲン元素で置換した構造の化合物
も好適である。
Especially when a graphite material is used for the negative electrode, EC is the most suitable as the main solvent of the non-aqueous solvent.
A compound having a structure in which a hydrogen atom of EC is replaced with a halogen element is also suitable.

【0055】また、PCのように黒鉛材料と反応性があ
るものの、主溶媒としてのECやECの水素原子をハロ
ゲン元素で置換した構造の化合物等に対して、その一部
を極く少量第2成分溶媒で置換することにより、良好な
特性が得られる。その第2成分溶媒としては、PC、ブ
チレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,
2−ジエトキシメタン、γ−ブチロラクトン、バレロラ
クトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロ
フラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−
ジオキソラン、スルホラン、メチルスルホラン、等が使
用可能であり、その添加量としては10Vol%未満が
好ましい。
Although it is reactive with a graphite material such as PC, a small amount of a small portion of EC as a main solvent or a compound having a structure in which a hydrogen atom of EC is replaced by a halogen element is used. By substituting with a two-component solvent, good characteristics can be obtained. As the second component solvent, PC, butylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,
2-diethoxymethane, γ-butyrolactone, valerolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-
Dioxolane, sulfolane, methylsulfolane, etc. can be used, and the addition amount thereof is preferably less than 10 Vol%.

【0056】さらに本発明を完成させるには主溶媒に対
して、あるいは主溶媒と第2成分溶媒の混合溶媒に対し
て、第3の溶媒を添加し導電率の向上、ECの分解抑
制、低温特性の改善を図るとともにリチウム金属との反
応性を低め、安全性を改善するようにしても良い。
In order to further complete the present invention, a third solvent is added to the main solvent or a mixed solvent of the main solvent and the second component solvent to improve the conductivity, suppress the decomposition of EC, and reduce the temperature. It is also possible to improve the characteristics and reduce the reactivity with lithium metal to improve the safety.

【0057】第3成分の溶媒としては、まずDEC(ジ
エチルカーボネート)やDMC(ジメチルカーボネー
ト)等の鎖状炭酸エステルが好適である。また、MEC
(メチルエチルカーボネート)やMPC(メチルプロピ
ルカーボネート)等の非対称鎖状炭酸エステルが好適で
ある。主溶媒あるいは主溶媒と第2成分溶媒の混合溶媒
に対する第3成分となる鎖状炭酸エステルの混合比(主
溶媒または、主溶媒と第2成分溶媒の混合溶媒:第3成
分溶媒)は、容量比で15:85から40:60が好ま
しく、18:82から35:65がさらに好ましい。
As the solvent for the third component, a chain ester carbonate such as DEC (diethyl carbonate) or DMC (dimethyl carbonate) is preferable. Also, MEC
Asymmetric chain ester carbonate such as (methyl ethyl carbonate) or MPC (methyl propyl carbonate) is suitable. The mixing ratio of the chain carbonate as the third component to the main solvent or the mixed solvent of the main solvent and the second component solvent (the main solvent or the mixed solvent of the main solvent and the second component solvent: the third component solvent) is the volume. The ratio is preferably 15:85 to 40:60, more preferably 18:82 to 35:65.

【0058】さらに、第3成分の溶媒としてはMECと
DMCとの混合溶媒であってもよい。MEC−DMC混
合比率は、MEC容量をm、DMC容量をdとしたとき
に、1/9≦d/m≦8/2で示される範囲とすること
が好ましい。また、主溶媒あるいは主溶媒と第2成分溶
媒の混合溶媒と第3成分の溶媒となるMEC−DMCの
混合比率は、MEC容量をm、DMC容量をd、溶媒全
量をTとしたときに、3/10≦(m+d)/T≦9/
10で示される範囲とすることが好ましく、5/10≦
(m+d)/T≦8/10で示される範囲とすることが
さらに好ましい。
Further, the solvent of the third component may be a mixed solvent of MEC and DMC. The MEC-DMC mixing ratio is preferably in a range represented by 1/9 ≦ d / m ≦ 8/2, where MEC capacity is m and DMC capacity is d. Further, the mixing ratio of the main solvent or the mixed solvent of the main solvent and the second component solvent and the solvent of the third component MEC-DMC, when the MEC capacity is m, the DMC capacity is d, and the total amount of the solvent is T, 3/10 ≦ (m + d) / T ≦ 9 /
The range shown by 10 is preferable, and 5/10 ≦
It is more preferable to set the range to be (m + d) / T ≦ 8/10.

【0059】このような非水溶媒に溶解する電解質とし
ては、この主の電池に用いられるものであればいずれも
1種以上混合し使用可能である。例えばLiPF6 が好
適であるが、その他LiClO4 、LiAsF6 、Li
BF4 、LiB(C6 5 4 、CH3 SO3 Li、C
3 SO3 Li、LiN(CF3 SO2 2 、LiC
(CF3 SO2 3 、LiCl、LiBr等も使用可能
である。
As an electrolyte soluble in such a non-aqueous solvent
As long as it is used for this main battery,
One or more kinds can be mixed and used. For example LiPF6Is good
Suitable but other LiClOFour, LiAsF6, Li
BFFour, LiB (C6HFive) Four, CHThreeSOThreeLi, C
FThreeSOThreeLi, LiN (CFThreeSOTwo)Two, LiC
(CFThreeSOTwo)Three, LiCl, LiBr, etc. can also be used
It is.

【0060】本発明は角形などの偏平な形状の電池にお
いて、電池ケースの電極素子を挿入するための開口部を
除くその他の稜を全て曲面とすることにより、高温に曝
された場合でも内圧が一部に集中することが抑制され、
電池厚みの増加を抑え機器の破損を防止可能な、高い信
頼性と高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池を
提供することとする。
According to the present invention, in a battery having a flat shape such as a prism, by making all the ridges except the opening for inserting the electrode element of the battery case a curved surface, the internal pressure is kept even when exposed to high temperature. Concentration on a part is suppressed,
A non-aqueous electrolyte secondary battery having high reliability and high energy density capable of suppressing an increase in battery thickness and preventing damage to equipment.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】以下、本発明二次電池の一実施例
について図1および図2を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the secondary battery of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0062】実施例1 本実施例で作製した非水電解液二次電池の構成を図2に
示す。まず、負極1を次のようにして作製した。H/C
原子比が0.6〜0.8の範囲から適当に選んだ石油ピ
ッチを粉砕し、空気気流中で酸化処理して炭素前駆体を
得た。この炭素前駆体のキノリン不溶分(JIS遠心
法:K2425−1983)は80%であり、また酸素
含有率(有機元素分析法による)は15.4重量%であ
った。
Example 1 The structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery produced in this example is shown in FIG. First, the negative electrode 1 was manufactured as follows. H / C
A petroleum pitch appropriately selected from the atomic ratio range of 0.6 to 0.8 was crushed and subjected to oxidation treatment in an air stream to obtain a carbon precursor. The quinoline insoluble matter (JIS centrifugal method: K2425-1983) of this carbon precursor was 80%, and the oxygen content rate (by organic elemental analysis method) was 15.4% by weight.

【0063】この炭素前駆体を窒素気流中で1000℃
に昇温して熱処理し後、粉砕し、平均粒径10μmの炭
素材料粉末とした。なおこのとき得られた難黒鉛化炭素
材料についてX線回折測定を行った結果、(002)面
の面間隔は0.381nmであり真比重は1.54であ
った。
This carbon precursor was heated at 1000 ° C. in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 1, and heat treatment was performed, followed by pulverization to obtain a carbon material powder having an average particle size of 10 μm. The non-graphitizable carbon material obtained at this time was subjected to X-ray diffraction measurement. As a result, the (002) plane spacing was 0.381 nm and the true specific gravity was 1.54.

【0064】この炭素材料粉末90重量部を、バインダ
ーであるポリフッ化ビニリデン10重量部と混合して負
極混合物を調製し、この負極混合物を溶剤N−メチルー
2−ピロリドンに分散させてスラリー状にし、負極スラ
リーを調製した。
90 parts by weight of this carbon material powder was mixed with 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture was dispersed in a solvent N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry, A negative electrode slurry was prepared.

【0065】そして、このようにして得られた負極スラ
リーを負極集電体となる厚さ10μmの帯状銅箔の両面
に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮
成形し、帯状電極を作製した。この帯状電極を図3Aに
示される矩形状に切断し負極1を得た。
The negative electrode slurry thus obtained was evenly applied to both sides of a strip-shaped copper foil having a thickness of 10 μm to serve as a negative electrode current collector, dried, and then compression-molded by a roll press machine to form a strip. An electrode was prepared. This strip electrode was cut into a rectangular shape shown in FIG. 3A to obtain a negative electrode 1.

【0066】次に、正極2を以下のようにして作製し
た。炭酸リチウムと炭酸コバルトを0.5モル:1.0
モルなる比率で混合し、900℃、5h空気中で焼成し
てLiCoO2 を得た。
Next, the positive electrode 2 was produced as follows. 0.5 mol of lithium carbonate and cobalt carbonate: 1.0
LiCoO 2 was obtained by mixing in a molar ratio and baking in air at 900 ° C. for 5 hours.

【0067】このようにして得られたLiCoO2 、9
1重量部を、導電材であるグラファイト6重量部及びバ
インダーであるポリフッ化ビニリデン3重量部と混合し
て正極混合物を調製し、この正極混合物を溶剤N−メチ
ルー2−ピロリドンに分散させてスラリー状にし、正極
スラリーを調製した。
LiCoO 2 , 9 thus obtained
1 part by weight is mixed with 6 parts by weight of graphite as a conductive material and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Then, a positive electrode slurry was prepared.

【0068】そして、このようにして得られた正極スラ
リーを正極集電体となる厚さ20μmの帯状アルミ箔の
両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で
圧縮成形し、帯状電極を作製した。この帯状電極を図3
Bに点線で示される矩形状に切断し正極2を得た。
The positive electrode slurry thus obtained was evenly applied to both sides of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm to be a positive electrode collector, dried and then compression-molded by a roll press machine to form a strip. An electrode was prepared. This strip electrode is shown in FIG.
B was cut into a rectangular shape indicated by a dotted line to obtain a positive electrode 2.

【0069】そして、微孔性ポリプロピレンフィルムよ
りなるセパレータ3で負極1および正極2を挟み、粘着
テープ10で固定して積層式電極素子を得た。
Then, the negative electrode 1 and the positive electrode 2 were sandwiched by the separator 3 made of a microporous polypropylene film and fixed with the adhesive tape 10 to obtain a laminated electrode element.

【0070】次いで、図2に示すように厚み450μm
のニッケルメッキを施した、鉄製偏平角形電池ケース1
(R1=7.5mm、R2=7.5mm、R3=7.5
mm、R4=7.5mm、R5=3mm、R6=3m
m、R7=3mm、R8=3mm(図1参照))の底に
絶縁シート11を敷き、その中へ前記積層式電極素子を
挿入した。
Then, as shown in FIG. 2, the thickness is 450 μm.
Iron flat prismatic battery case with nickel plating 1
(R1 = 7.5 mm, R2 = 7.5 mm, R3 = 7.5
mm, R4 = 7.5 mm, R5 = 3 mm, R6 = 3 m
m, R7 = 3 mm, R8 = 3 mm (see FIG. 1)), an insulating sheet 11 was laid on the bottom, and the laminated electrode element was inserted therein.

【0071】次いで、サブリード6を予めガスケット7
を介して容器蓋9に取付けられた正極端子8に熔接し
た。ここで、前記積層式電極素の正極リードを束ね、サ
ブリード6に熔接した。また、負極リードも束ね、電池
ケース12に熔接した。
Then, the sub-lead 6 is attached to the gasket 7 in advance.
It was welded to the positive electrode terminal 8 attached to the container lid 9 via. Here, the positive electrode leads of the laminated electrode element were bundled and welded to the sub lead 6. The negative electrode leads were also bundled and welded to the battery case 12.

【0072】PC50容量%とDMC50容量%の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/lなる割合で溶解させて調
製した電解液を電池ケース12の中に注入し、レーザ熔
接で容器蓋9を電池ケース12に固定して、偏平形リチ
ウムイオン二次電池を作製した。
An electrolytic solution prepared by dissolving LiPF 6 in a mixed solvent of 50% by volume of PC and 50% by volume of DMC at a ratio of 1 mol / l was poured into a battery case 12, and the container lid 9 was laser-welded to cover the container lid 9. It fixed to 12, and produced the flat type lithium ion secondary battery.

【0073】実施例2 負極材料として本実施例で用いる黒鉛化成型体から得ら
れる黒鉛試料粉末の作製方法を示す。
Example 2 A method for producing a graphite sample powder obtained from the graphitized molded body used in this example as a negative electrode material will be described.

【0074】まず、フィラーとなる石炭系コークス10
0重量部に対し、バインダーとなるコールタール系ピッ
チを30重量部を加え、約100℃で混合した後、プレ
スにて圧縮成型し、炭素成型体の前駆体を得た。この前
駆体を1000℃以下で熱処理して得た炭素材料成型体
に、さらに200℃以下で溶融させたバインダーピッチ
を含浸し、1000℃以下で熱処理するという、ピッチ
含浸/焼成工程を数回繰り返した。その後、この炭素成
型体を不活性雰囲気で2600℃にて熱処理し、黒鉛化
成型体を得た後、粉砕分級し試料の黒鉛材料粉末を作製
した。
First, coal-based coke 10 serving as a filler
To 0 parts by weight, 30 parts by weight of coal tar pitch serving as a binder was added, mixed at about 100 ° C., and compression-molded by a press to obtain a precursor of a carbon molded body. The pitch impregnation / firing process of impregnating the carbon material molded body obtained by heat-treating this precursor at 1000 ° C or lower with the binder pitch melted at 200 ° C or lower and heat-treating at 1000 ° C or lower is repeated several times. It was Thereafter, this carbon molded body was heat-treated at 2600 ° C. in an inert atmosphere to obtain a graphitized molded body, which was then pulverized and classified to prepare a sample graphite material powder.

【0075】なおこのとき得られた黒鉛材料粉末は、真
密度=2.23g/cm3 、嵩比重=0.83g/cm
3 、平均形状パラメータXave.=10、比表面積=
4.4m2 /g、平均粒径=31.2μm、累積10%
粒径=12.3μm、累積50%粒径=29.5μm、
累積90%粒径=53.7μmであった。
The graphite material powder obtained at this time had a true density of 2.23 g / cm 3 and a bulk specific gravity of 0.83 g / cm 3 .
3 , average shape parameter Xave. = 10, specific surface area =
4.4 m 2 / g, average particle size = 31.2 μm, cumulative 10%
Particle size = 12.3 μm, cumulative 50% particle size = 29.5 μm,
The cumulative 90% particle size was 53.7 μm.

【0076】この黒鉛材料粉末を負極材料とし、EC5
0容量%とDEC50容量%の混合溶媒にLiPF6
1モル/lなる割合で溶解させて調製した電解液を使用
する以外は、実施例1と同様に偏平形リチウムイオン二
次電池を作製した。
Using this graphite material powder as a negative electrode material, EC5
A flat type lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution prepared by dissolving LiPF 6 at a ratio of 1 mol / l in a mixed solvent of 0% by volume and 50% by volume of DEC was used. .

【0077】比較例1 端部が曲面を持たない偏平角形電池ケース(R1=0.
6mm、R2=0.6mm、R3=0.6mm、R4=
0.6mm、R5=1mm、R6=1mm、R7=1m
m、R8=1mm)を使用する以外は、実施例1と同様
に偏平角形リチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 1 A flat prismatic battery case (R1 = 0.
6 mm, R2 = 0.6 mm, R3 = 0.6 mm, R4 =
0.6 mm, R5 = 1 mm, R6 = 1 mm, R7 = 1 m
m, R8 = 1 mm) was used, and a flat prismatic lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

【0078】比較例2 端部が曲面を持たない偏平角形電池ケース(R1=0.
6mm、R2=0.6mm、R3=0.6mm、R4=
0.6mm、R5=1mm、R6=1mm、R7=1m
m、R8=1mm)を使用する以外は、実施例2と同様
に偏平角形リチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 2 A flat prismatic battery case (R1 = 0.
6 mm, R2 = 0.6 mm, R3 = 0.6 mm, R4 =
0.6 mm, R5 = 1 mm, R6 = 1 mm, R7 = 1 m
m, R8 = 1 mm), but a flat prismatic lithium ion secondary battery was prepared in the same manner as in Example 2.

【0079】比較例3 端部が曲面を持たない偏平角形電池ケース(R1=7.
5mm、R2=7.5mm、R3=7.5mm、R4=
7.5mm、R5=1mm、R6=1mm、R7=1m
m、R8=1mm)を使用する以外は、実施例1と同様
に偏平角形リチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 3 A flat prismatic battery case (R1 = 7.
5 mm, R2 = 7.5 mm, R3 = 7.5 mm, R4 =
7.5 mm, R5 = 1 mm, R6 = 1 mm, R7 = 1 m
m, R8 = 1 mm) was used, and a flat prismatic lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

【0080】比較例4 端部が曲面を持たない偏平角形電池ケース(R1=7.
5mm、R2=7.5mm、R3=7.5mm、R4=
7.5mm、R5=1mm、R6=1mm、R7=1m
m、R8=1mm)を使用する以外は、実施例2と同様
に偏平角形リチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 4 A flat prismatic battery case (R1 = 7.
5 mm, R2 = 7.5 mm, R3 = 7.5 mm, R4 =
7.5 mm, R5 = 1 mm, R6 = 1 mm, R7 = 1 m
m, R8 = 1 mm), but a flat prismatic lithium ion secondary battery was prepared in the same manner as in Example 2.

【0081】以上のように作製された実施例1〜2、比
較例1〜4のそれぞれのについて、定電流400mA、
定電圧4.2V、5h充電後、90℃に保存し、電池ケ
ース厚みを測定した。その結果を表1に示した。
A constant current of 400 mA was applied to each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 produced as described above.
After charging at a constant voltage of 4.2 V for 5 hours, the battery case was stored at 90 ° C. and the thickness of the battery case was measured. The results are shown in Table 1.

【0082】[0082]

【表1】 [Table 1]

【0083】表1に記載した「4.2V充電後電池厚み
(mm)」は、400mAかつ4.2Vの条件で5h充
電した後の電池の厚みを測定した値である。また、「9
0℃1日保存後電池厚み増加分(mm)」は、上述した
充電後の電池を90℃で1日保存した後に電池の厚みを
測定し、この値から上述した「4.2V充電後電池厚み
(mm)」の値を引いたものである。
The "4.2V battery thickness after charging (mm)" shown in Table 1 is a value obtained by measuring the battery thickness after charging for 5 hours under the conditions of 400 mA and 4.2V. In addition, "9
"Battery thickness increase after storage at 0 ° C for 1 day (mm)" is the thickness of the battery after being stored for 1 day at 90 ° C after being charged, and the value of the above-mentioned "4.2V battery after charging was measured". The value of "thickness (mm)" is subtracted.

【0084】表1からわかるように、「90℃1日保存
後電池厚み増加分(mm)」については、比較例1〜4
が0.45〜0.63mmと大きな値を示しているのに
対し、実施例1および2では0.31mmおよび0.3
3mmと小さな値を示している。これは、実施例1およ
び2の電池ケースの方が、比較例1〜4の電池ケースに
比較して、曲率半径が大きい稜をより多く持っているの
で、この曲率半径の大きな部分が電池厚みの変形を抑制
する効果を有するものと考えられる。
As can be seen from Table 1, "Increase in battery thickness after storage at 90 ° C. for 1 day (mm)" indicates Comparative Examples 1 to 4.
Shows a large value of 0.45 to 0.63 mm, while in Examples 1 and 2, 0.31 mm and 0.3
It shows a small value of 3 mm. This is because the battery cases of Examples 1 and 2 have more ridges with a larger radius of curvature than the battery cases of Comparative Examples 1 to 4, and thus the portion with a large radius of curvature has a battery thickness It is considered to have the effect of suppressing the deformation of the.

【0085】このように、本発明の電池ケースを用いた
偏平非水電解液二次電池は90℃に保存した場合、電池
ケースの厚み増加が小さく、高温保存時において高い信
頼性が得られることがわかった。
As described above, when the flat non-aqueous electrolyte secondary battery using the battery case of the present invention is stored at 90 ° C., the increase in the thickness of the battery case is small, and high reliability can be obtained during high temperature storage. I understood.

【0086】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は角形などの偏平な形状の電池において、電池ケース
の電極素子を挿入するための開口部を除く全ての稜を曲
面とすることにより、高温に曝された場合にも内圧が一
部に集中することを抑制し、電池厚みの増加を抑え機器
の破損を防止可能となり、高い信頼性と高エネルギー密
度を有する非水電解液二次電池を提供することができ
る。
As is apparent from the above description, in the present invention, in a flat battery such as a prism, all the edges except the opening for inserting the electrode element of the battery case have curved surfaces. As a result, the internal pressure can be prevented from concentrating on a part even when it is exposed to high temperatures, and it is possible to prevent an increase in battery thickness and prevent damage to equipment, and to provide a highly reliable and high energy density non-aqueous electrolyte solution. A secondary battery can be provided.

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

【図1】本発明二次電池の実施例の説明に供する概念図
である。
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a secondary battery of the present invention.

【図2】本発明二次電池の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the secondary battery of the present invention.

【図3】本発明二次電池に用いる負極、正極、およびセ
パレータを示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a negative electrode, a positive electrode, and a separator used in the secondary battery of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負極 2 正極 3 セパレータ 4 負極リード 5 正極リード 6 サブリード 7 ガスケット 8 正極端子 9 電池フタ 10 接着テープ 11 絶縁シート 12 電池ケース 13 電極素子 14 開口部 1 Negative electrode 2 Positive electrode 3 Separator 4 Negative electrode lead 5 Positive electrode lead 6 Sub lead 7 Gasket 8 Positive electrode terminal 9 Battery lid 10 Adhesive tape 11 Insulating sheet 12 Battery case 13 Electrode element 14 Opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永峰 政幸 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masayuki Nagamine Inventor Masayuki Nagamine 1 of Shimosugishita, Takakura, Hiwada-cho, Koriyama-shi, Fukushima Prefecture Sony Energy Tech Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セパレータで正極と負極とが絶縁される
電極素子と、この電極素子を挿入した電池ケースとを有
し、電解液を注入してなる二次電池において、 上記電池ケースは薄板材からなり、この薄板材が形成す
る複数の平面のうち、隣り合う2つの平面が形成する稜
は曲面からなることを特徴とする二次電池。
1. A secondary battery having an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are insulated by a separator and a battery case into which the electrode element is inserted, wherein an electrolytic solution is injected, wherein the battery case is a thin plate material. And a ridge formed by two adjacent flat surfaces among a plurality of flat surfaces formed by the thin plate material is a curved surface.
【請求項2】 樹脂製多孔質セパレータで正極と負極と
が絶縁されてなる電極素子を有し、非水電解液を注入し
てなることを特徴とする請求項1記載の二次電池。
2. The secondary battery according to claim 1, further comprising an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode are insulated from each other by a resin porous separator, and a nonaqueous electrolytic solution is injected.
【請求項3】 リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能
な炭素材料よりなる負極と、Lix MOy (但し、Mは
Co,Ni,Mn,Fe,Al,V,Tiの少なくとも
1種を表す。)よりなる正極と、非水電解液から構成さ
れることを特徴とする請求項1記載の二次電池。
3. A negative electrode made of a carbon material capable of being doped / dedoped with lithium ions, and Li x MO y (wherein M represents at least one of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V and Ti). 2. The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is composed of a positive electrode made of (4) and a non-aqueous electrolyte.
【請求項4】 リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能
な黒鉛材料よりなる負極と、Lix MOy (但し、Mは
Co,Ni,Mn,Fe,Al,V,Tiの少なくとも
1種を表す。)よりなる正極と、非水電解液から構成さ
れることを特徴とする請求項1記載の二次電池。
4. A negative electrode made of a graphite material capable of being doped / dedoped with lithium ions, and Li x MO y (wherein M represents at least one of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V and Ti). 2. The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is composed of a positive electrode made of (4) and a non-aqueous electrolyte.
JP7324820A 1995-11-15 1995-12-13 Secondary battery Abandoned JPH09161734A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7324820A JPH09161734A (en) 1995-12-13 1995-12-13 Secondary battery
CA002190229A CA2190229C (en) 1995-11-15 1996-11-13 Nonaqueous-electrolyte secondary battery
US08/747,615 US5916707A (en) 1995-11-15 1996-11-13 Nonaqueous-electrolyte secondary battery and battery case for limiting expansion thereof due to internal pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7324820A JPH09161734A (en) 1995-12-13 1995-12-13 Secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09161734A true JPH09161734A (en) 1997-06-20

Family

ID=18170045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7324820A Abandoned JPH09161734A (en) 1995-11-15 1995-12-13 Secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09161734A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5561005A (en) Secondary battery having non-aqueous electrolyte
US5916707A (en) Nonaqueous-electrolyte secondary battery and battery case for limiting expansion thereof due to internal pressure
JP5819148B2 (en) Secondary battery
JP3436033B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2002280079A (en) Battery
JP3709628B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4798741B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JPH11233140A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3552377B2 (en) Rechargeable battery
US5989744A (en) Non-aqueous electrolyte secondary cell
JP2003346804A (en) Negative electrode material, non-aqueous electrolyte battery, and method for manufacturing the negative electrode material
US6083646A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing cathode material
JPH07335262A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4200589B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JPH0613109A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3557240B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4781545B2 (en) Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery
JP4717275B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4734707B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP4942241B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP2004356092A (en) Battery
JP2001148241A (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP4080110B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP3787943B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JPH09283178A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040413

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040611

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040624

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20040716

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20051020

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20061130