JPWO2019187130A1 - Electrode group, battery, and battery pack - Google Patents

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Abstract

実施形態によれば、正極と負極と電気的絶縁部材を含む積層体を具備する電極群を提供する。正極は、帯状の正極集電体とその一辺に設けられた正極集電タブと正極集電体上に担持された正極活物質含有層を具備する。正極活物質含有層は正極集電体の一辺に平行な第1端部と第2端部を含む。負極は、帯状の負極集電体とその一辺に設けられた負極集電タブと負極集電体上に担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層を具備する。負極活物質含有層は負極集電体の一辺に平行な第3端部と第4端部を含む。電気的絶縁部材は正極活物質含有層と負極活物質含有層の間に介在する。積層体は捲回されている。捲回軸に平行な第1方向に正極集電タブが突出する。第1端部より第4端部が正極集電タブ側に位置する。第1方向に反対の第2方向に負極集電タブが突出する。第2端部より第3端部が負極集電タブ側に位置する。第1端部と第4端部の間の第1ずれ幅より、第2端部と第3端部の間の第2ずれ幅が広い。According to the embodiment, an electrode group including a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and an electrically insulating member is provided. The positive electrode includes a band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided on one side thereof, and a positive electrode active material-containing layer supported on the positive electrode current collector. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion parallel to one side of the positive electrode current collector. The negative electrode includes a band-shaped negative electrode current collector, a negative electrode current collector tab provided on one side thereof, and a negative electrode active material-containing layer supported on the negative electrode current collector and containing a titanium-containing oxide. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion parallel to one side of the negative electrode current collector. The electrically insulating member is interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. The laminate is wound. The positive electrode current collecting tab projects in the first direction parallel to the winding axis. The fourth end is located on the positive electrode current collecting tab side from the first end. The negative electrode current collecting tab projects in the second direction opposite to the first direction. The third end is located on the negative electrode current collecting tab side from the second end. The second deviation width between the second end and the third end is wider than the first deviation width between the first end and the fourth end.

Description

本発明の実施形態は、電極群、電池、及び電池パックに関する。 Embodiments of the present invention relate to electrode groups, batteries, and battery packs.

非水電解質電池などの電池のエネルギー密度を高くする手段の一つとして、電池電圧が高くなるよう電池を設計することが挙げられる。ニオブチタン複合酸化物および直方晶型チタン含有複合酸化物は、チタン酸化物の中でもリチウムの挿入・脱離の反応電位が低く、負極に用いた場合に電池電圧を高くできる。その反面、低い反応電位に起因して、電解質が還元分解されやすく、還元分解反応に伴って自己放電反応が進行しやすい。対策として、活物質に無機物などを表面コートすることや、活物質表面へ被膜を形成するような物質を電解質に含ませることで活物質表面を被覆することにより、自己放電反応を抑制することが行われている。 One of the means for increasing the energy density of a battery such as a non-aqueous electrolyte battery is to design the battery so that the battery voltage becomes high. The niobium-titanium composite oxide and the rectangular titanium-containing composite oxide have a low reaction potential for inserting and removing lithium among the titanium oxides, and can increase the battery voltage when used for the negative electrode. On the other hand, due to the low reaction potential, the electrolyte is easily reduced and decomposed, and the self-discharge reaction is likely to proceed along with the reduction and decomposition reaction. As a countermeasure, it is possible to suppress the self-discharge reaction by coating the surface of the active material with an inorganic substance or the like, or by including a substance that forms a film on the surface of the active material in the electrolyte to cover the surface of the active material. It is done.

自己放電は、電池における内部短絡によっても生じ得る。そのため、内部短絡への耐性を確保し、電池の自己放電を抑制することが望ましい。 Self-discharge can also occur due to an internal short circuit in the battery. Therefore, it is desirable to ensure resistance to internal short circuits and suppress self-discharge of the battery.

特開2014−167890号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-167890 特開2017− 91677号公報JP-A-2017-91677

自己放電が抑制されている電池を実現できる電極群、自己放電が抑制されている電池、及びこの電池を具備する電池パックを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an electrode group capable of realizing a battery in which self-discharge is suppressed, a battery in which self-discharge is suppressed, and a battery pack including the battery.

実施形態によれば、正極と負極と電気的絶縁部材とを含む積層体を具備する電極群が提供される。正極は、帯状の正極集電体と、正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブと、正極集電体の上に少なくとも正極集電タブを除いて担持された正極活物質含有層とを具備する。正極活物質含有層は正極集電体の上記一辺に平行な第1端部と第2端部とを含む。負極は、帯状の負極集電体と、負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブと、負極集電体の上に少なくとも負極集電タブを除いて担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層とを具備する。負極活物質含有層は負極集電体の上記一辺に平行な第3端部と第4端部とを含む。電気的絶縁部材は、正極活物質含有層と負極活物質含有層との間に介在する。積層体は、捲回されている。捲回軸に平行な第1方向に正極集電タブが突出する。第1端部よりも第4端部が正極集電タブ側に位置する。第1方向と反対向きの第2方向に負極集電タブが突出する。第2端部よりも第3端部が負極集電タブ側に位置する。第1端部と第4端部との間の第1ずれ幅より、第2端部と第3端部との間の第2ずれ幅が広い。 According to the embodiment, an electrode group including a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and an electrically insulating member is provided. The positive electrode was supported on a band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector, and at least the positive electrode current collector tab except for the positive electrode current collector tab. It includes a positive electrode active material-containing layer. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion parallel to the above-mentioned one side of the positive electrode current collector. The negative electrode is supported on a strip-shaped negative electrode current collector, a negative electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode current collector except for at least the negative electrode current collector tab. It includes a negative electrode active material-containing layer containing a contained oxide. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion parallel to the one side of the negative electrode current collector. The electrically insulating member is interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. The laminate is wound. The positive electrode current collecting tab projects in the first direction parallel to the winding axis. The fourth end is located closer to the positive electrode current collector tab than the first end. The negative electrode current collector tab projects in the second direction opposite to the first direction. The third end is located closer to the negative electrode current collector tab than the second end. The second deviation width between the second end portion and the third end portion is wider than the first deviation width between the first end portion and the fourth end portion.

他の実施形態によれば、上記実施形態に係る電極群を具備する電池が提供される。 According to another embodiment, a battery including the electrode group according to the above embodiment is provided.

更に他の実施例によれば、上記実施形態に係る電池を具備する電池パックが提供される。 According to still another embodiment, a battery pack including the battery according to the above embodiment is provided.

図1は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example electrode group according to the embodiment. 図2は、電極群を部分的に展開した状態を概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the electrode group is partially expanded. 図3は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing an example electrode group according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る一例の扁平型電池の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example flat battery according to the embodiment. 図5は、図4のA部の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 図6は、実施形態に係る一例の電池パックの概略分解斜視図である。FIG. 6 is a schematic exploded perspective view of an example battery pack according to the embodiment. 図7は、図6の電池パックの電気回路を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an electric circuit of the battery pack of FIG.

実施形態Embodiment

非水電解質電池で発生する内部短絡には、大別してリチウム金属のデンドライト析出による短絡、セパレータ等の絶縁部材の不良による短絡、微小金属片の混入による短絡などが挙げられる。中でも抑制困難と言われるリチウム金属の析出による内部短絡は、負極活物質に、リチウム析出電位よりも大幅に高い電位(貴である電位)でリチウムを吸蔵及び放出することができる材料、たとえば約1.5V(vs. Li/Li+)でリチウムを吸蔵及び放出することができるチタン酸リチウムなどを用いると、リチウム金属のデンドライト析出をほぼ完全に抑制することができる。Internal short circuits that occur in non-aqueous electrolyte batteries are broadly classified into short circuits due to dendrite precipitation of lithium metal, short circuits due to defects in insulating members such as separators, and short circuits due to the inclusion of minute metal pieces. Among them, the internal short circuit due to the precipitation of lithium metal, which is said to be difficult to suppress, is a material that can occlude and release lithium into the negative electrode active material at a potential (noble potential) significantly higher than the lithium precipitation potential, for example, about 1. By using lithium titanate or the like, which can occlude and release lithium at .5 V (vs. Li / Li + ), dendrite precipitation of the lithium metal can be suppressed almost completely.

しかしながら、このように貴な電位をもつ負極活物質を用いた場合、正極電位との差分として取り出せる電池電圧が低くなり、電池のエネルギー密度が低下してしまうという問題がある。 However, when a negative electrode active material having such a noble potential is used, there is a problem that the battery voltage that can be taken out as a difference from the positive electrode potential becomes low, and the energy density of the battery decreases.

以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の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個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、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 addition, the same reference numerals are given to common configurations throughout the embodiment, and duplicate description will be omitted. In addition, each figure is a schematic view for explaining the embodiment and promoting its understanding, and the shape, dimensions, ratio, etc. of the figure are different from those of the actual device, but these are described below and known techniques. The design can be changed as appropriate by taking into consideration.

(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る電極群は、正極と負極と電気的絶縁部材とを含む積層体を具備する。
正極は、帯状の正極集電体と、正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブと、正極集電体の上に少なくとも正極集電タブを除いて担持された正極活物質含有層とを具備する。正極活物質含有層は正極集電体の上記一辺に平行な第1端部と第2端部とを含む。
負極は、帯状の負極集電体と、負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブと、負極集電体の上に少なくとも負極集電タブを除いて担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層とを具備する。負極活物質含有層は負極集電体の上記一辺に平行な第3端部と第4端部とを含む。
電気的絶縁部材は、正極活物質含有層と負極活物質含有層との間に介在する。
積層体は、捲回されている。積層体は、円筒形状に捲回された構造を有し得る。或いは積層体は、扁平形状に捲回された構造を有し得る。
捲回軸に平行な第1方向に正極集電タブが突出する。第1端部よりも第4端部が正極集電タブ側に位置する。第1方向と反対向きの第2方向に負極集電タブが突出する。第2端部よりも第3端部が負極集電タブ側に位置する。
第1端部と第4端部との間の第1ずれ幅より、第2端部と第3端部との間の第2ずれ幅が広い。
(First Embodiment)
The electrode group according to the first embodiment includes a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and an electrically insulating member.
The positive electrode was supported on a band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector, and at least the positive electrode current collector tab except for the positive electrode current collector tab. It includes a positive electrode active material-containing layer. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion parallel to the above-mentioned one side of the positive electrode current collector.
The negative electrode is supported on a strip-shaped negative electrode current collector, a negative electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode current collector except for at least the negative electrode current collector tab. It includes a negative electrode active material-containing layer containing a contained oxide. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion parallel to the one side of the negative electrode current collector.
The electrically insulating member is interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer.
The laminate is wound. The laminate may have a cylindrically wound structure. Alternatively, the laminate may have a structure wound in a flat shape.
The positive electrode current collecting tab projects in the first direction parallel to the winding axis. The fourth end is located closer to the positive electrode current collector tab than the first end. The negative electrode current collector tab projects in the second direction opposite to the first direction. The third end is located closer to the negative electrode current collector tab than the second end.
The second deviation width between the second end portion and the third end portion is wider than the first deviation width between the first end portion and the fourth end portion.

図1−図3を参照して、実施形態に係る電極群を説明する。 The electrode group according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す斜視図である。図2は、電極群を部分的に展開した状態を概略的に示す斜視図である。図3は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す平面図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example electrode group according to the embodiment. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the electrode group is partially expanded. FIG. 3 is a plan view schematically showing an example electrode group according to the embodiment.

図1−図3に示す電極群3は、正極4と、負極5と、電気的絶縁部材6とを含む。電極群3は、図2に示すように、正極4と、負極5と、正極4と負極5の間に配置されている電気的絶縁部材6とを含む積層体が、扁平形状に捲回された構造を有する。 The electrode group 3 shown in FIGS. 1 to 3 includes a positive electrode 4, a negative electrode 5, and an electrically insulating member 6. In the electrode group 3, as shown in FIG. 2, a laminate including a positive electrode 4, a negative electrode 5, and an electrically insulating member 6 arranged between the positive electrode 4 and the negative electrode 5 is wound into a flat shape. Has a structure.

正極4は、図3に示すとおり、正極集電体4aと正極活物質含有層4bと正極集電タブ4cとを含む。正極集電体4aは、帯状の形状を有している。正極活物質含有層4bは、正極集電体4aの上に担持されている。正極集電タブ4cは、正極集電体4aの一辺、例えば、帯状形状の長辺に平行な端部に設けられている。 As shown in FIG. 3, the positive electrode 4 includes a positive electrode current collector 4a, a positive electrode active material-containing layer 4b, and a positive electrode current collector tab 4c. The positive electrode current collector 4a has a band-like shape. The positive electrode active material-containing layer 4b is supported on the positive electrode current collector 4a. The positive electrode current collector tab 4c is provided at one side of the positive electrode current collector 4a, for example, at an end parallel to the long side of the strip shape.

正極活物質含有層4bは、第1端部41と第2端部42とを含む。第1端部41及び第2端部42は、正極集電体4aの上記一辺(正極集電タブ4cが設けられている端部に平行な一辺)に対し平行に配置されている。 The positive electrode active material-containing layer 4b includes a first end portion 41 and a second end portion 42. The first end portion 41 and the second end portion 42 are arranged parallel to the one side of the positive electrode current collector 4a (one side parallel to the end where the positive electrode current collector tab 4c is provided).

正極集電タブ4cは、正極集電体4aの一部であり得る。正極集電体4aのうち、少なくとも正極集電タブ4cの部分には正極活物質含有層4bが担持されてなく、正極集電タブ4cは正極活物質含有層4bの第1端部41から突出している。 The positive electrode current collector tab 4c can be a part of the positive electrode current collector 4a. Of the positive electrode current collector 4a, at least the positive electrode current collector tab 4c is not supported by the positive electrode active material-containing layer 4b, and the positive electrode current collector tab 4c protrudes from the first end 41 of the positive electrode active material-containing layer 4b. ing.

一方、負極5は、負極集電体5aと負極活物質含有層5bとを含む。負極集電体5aは、帯状の形状を有している。負極活物質含有層5bは、負極集電体5aの上に担持されている。負極集電タブ5cは、負極集電体5aの一辺、例えば、帯状形状の長辺に平行な端部に設けられている。 On the other hand, the negative electrode 5 includes a negative electrode current collector 5a and a negative electrode active material-containing layer 5b. The negative electrode current collector 5a has a band-like shape. The negative electrode active material-containing layer 5b is supported on the negative electrode current collector 5a. The negative electrode current collector tab 5c is provided at one side of the negative electrode current collector 5a, for example, at an end parallel to the long side of the strip shape.

負極活物質含有層5bは、第3端部53と第4端部54とを含む。第3端部53及び第4端部54は、負極集電体5aの上記一辺に(負極集電タブ5cが設けられている端部に平行な一辺)対し平行な位置にある。 The negative electrode active material-containing layer 5b includes a third end portion 53 and a fourth end portion 54. The third end 53 and the fourth end 54 are located parallel to the one side of the negative electrode current collector 5a (one side parallel to the end where the negative electrode current collector tab 5c is provided).

負極集電タブ5cは、負極集電体5aの一部であり得る。負極集電体5aのうち、少なくとも負極集電タブ5cの部分には負極活物質含有層5bが担持されてなく、負極集電タブ5cは負極活物質含有層5bの第3端部53から突出している。 The negative electrode current collector tab 5c can be a part of the negative electrode current collector 5a. Of the negative electrode current collector 5a, at least the negative electrode current collector tab 5c is not supported with the negative electrode active material-containing layer 5b, and the negative electrode current collector tab 5c protrudes from the third end 53 of the negative electrode active material-containing layer 5b. ing.

電極群3では、正極4の正極活物質含有層4bと負極5の負極活物質含有層5bが電気的絶縁部材6を介して対向している(図2)。積層体の捲回軸に平行な第1方向に、正極集電タブ4cが負極活物質含有層5b及び電気的絶縁部材6よりも突出している。また、第1方向に対し反対方向である第2方向に、負極集電タブ5cが正極4及び電気的絶縁部材6よりも突出している。よって、電極群3において、捲回軸と直交する第一端面に、扁平の渦巻き状に捲回された正極集電タブ4cが位置する。また、捲回軸と直交する第二端面に、扁平の渦巻き状に捲回された負極集電タブ5cが位置する。このように、正極集電タブ4cは、負極集電タブ5cとは、捲回されている積層体の反対側に位置する。 In the electrode group 3, the positive electrode active material-containing layer 4b of the positive electrode 4 and the negative electrode active material-containing layer 5b of the negative electrode 5 face each other via the electrically insulating member 6 (FIG. 2). The positive electrode current collecting tab 4c protrudes from the negative electrode active material-containing layer 5b and the electrically insulating member 6 in the first direction parallel to the winding axis of the laminated body. Further, the negative electrode current collecting tab 5c protrudes from the positive electrode 4 and the electrically insulating member 6 in the second direction, which is opposite to the first direction. Therefore, in the electrode group 3, the positive electrode current collecting tab 4c wound in a flat spiral shape is located on the first end surface orthogonal to the winding axis. Further, the negative electrode current collecting tab 5c wound in a flat spiral shape is located on the second end surface orthogonal to the winding axis. As described above, the positive electrode current collecting tab 4c is located on the opposite side of the wound laminate from the negative electrode current collecting tab 5c.

図3では、電気的絶縁部材6を省略している。図3に示すとおり、正極活物質含有層4bの幅Wは、負極活物質含有層5bの幅Wより小さい。正極活物質含有層4bの幅Wは、第1端部41及び第2端部42に直交する方向における正極活物質含有層4bの幅である。つまり、正極活物質含有層4bの幅Wは、第1端部41と第2端部42との間の幅に対応する。同様に、負極活物質含有層5bの幅Wは第3端部53及び第4端部54に直交する方向における負極活物質含有層5bの幅である。つまり、負極活物質含有層5bの幅Wは、第3端部53と第4端部54との間の幅に対応する。正負極それぞれの活物質含有層の幅W及び幅Wは、捲回された積層体の捲回軸に平行な方向における幅でもある。In FIG. 3, the electrical insulating member 6 is omitted. As shown in FIG. 3, the width W P of the positive electrode active material-containing layer 4b is smaller than the width W N of the negative electrode active material-containing layer 5b. Width W P of the positive electrode active material-containing layer 4b is the width of the positive electrode active material-containing layer 4b in a direction perpendicular to the first end 41 and second end 42. In other words, the width W P of the positive electrode active material-containing layer 4b corresponds to the width between the first end 41 and second end 42. Similarly, the width W N of the negative electrode active material-containing layer 5b is the width of the negative electrode active material-containing layer 5b in a direction perpendicular to the third end 53 and fourth end 54. In other words, the width W N of the negative electrode active material-containing layer 5b corresponds to the width between the third end portion 53 and the fourth end portion 54. The width W P and width W N of the active material-containing layer of each of the positive and negative electrodes are also widths in the direction parallel to the winding axis of the wound laminate.

正極活物質含有層4bの幅Wが負極活物質含有層5bの幅Wより狭く、負極活物質含有層5bの一部が正極活物質含有層4bの第1端部41及び第2端部42よりも幅方向に外側へはみ出している。詳細には、正極活物質含有層4bの第1端部41よりも外側に負極活物質含有層5bの第4端部54がはみ出している。つまり第4端部54の方が、第1端部41よりも正極集電タブ4c側へずれた位置にある。そして、正極活物質含有層4bの第2端部42よりも外側に負極活物質含有層5bの第3端部53がはみ出している。つまり第3端部53の方が、第2端部42よりも負極集電タブ5c側へずれた位置にある。言い換えると負極活物質含有層5bは、電極群3における正極集電タブ4cが位置する側および負極集電タブ5cが位置する側の捲回軸に平行な両方向(第1方向および第2方向)にて、正極活物質含有層4bから突出している。Width W P of the positive electrode active material-containing layer 4b is smaller than the width W N of the negative electrode active material-containing layer 5b, the first end 41 and second end part of the anode active material-containing layer 5b positive electrode active material-containing layer 4b It protrudes outward in the width direction from the portion 42. Specifically, the fourth end portion 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b protrudes outside the first end portion 41 of the positive electrode active material-containing layer 4b. That is, the fourth end portion 54 is located at a position shifted toward the positive electrode current collecting tab 4c side from the first end portion 41. Then, the third end portion 53 of the negative electrode active material-containing layer 5b protrudes outside the second end portion 42 of the positive electrode active material-containing layer 4b. That is, the third end portion 53 is located at a position shifted toward the negative electrode current collecting tab 5c side from the second end portion 42. In other words, the negative electrode active material-containing layer 5b has both directions (first direction and second direction) parallel to the winding axis on the side where the positive electrode current collecting tab 4c is located and the side where the negative electrode current collecting tab 5c is located in the electrode group 3. Protrudes from the positive electrode active material-containing layer 4b.

正極活物質含有層4bの第1端部41と負極活物質含有層5bの第4端部54との間の第1ずれ幅A(第4端部54のはみ出し幅)は、正極集電タブ4c側で負極活物質含有層5bが突出する距離に対応する。一方で、正極活物質含有層4bの第2端部42と負極活物質含有層5bの第3端部53との間の第2ずれ幅B(第3端部53のはみ出し幅)は、負極集電タブ5c側で負極活物質含有層5bが突出する距離に対応する。第1ずれ幅Aよりも、第2ずれ幅Bの方が広い。 The first deviation width A (the protrusion width of the fourth end portion 54) between the first end portion 41 of the positive electrode active material-containing layer 4b and the fourth end portion 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b is a positive electrode current collecting tab. It corresponds to the distance at which the negative electrode active material-containing layer 5b protrudes on the 4c side. On the other hand, the second deviation width B (the protrusion width of the third end portion 53) between the second end portion 42 of the positive electrode active material-containing layer 4b and the third end portion 53 of the negative electrode active material-containing layer 5b is the negative electrode. It corresponds to the distance at which the negative electrode active material-containing layer 5b protrudes on the current collecting tab 5c side. The second deviation width B is wider than the first deviation width A.

高い電池エネルギー密度を得る目的でリチウムの吸蔵放出の電位が低い(卑である)負極活物質を用いると、負極活物質含有層5bの端部(第3端部53及び第4端部54)にて金属析出、例えば、リチウムデンドライトの形成が起こりやすい。負極活物質含有層5bの第3端部53及び第4端部54が正極活物質含有層4bの第1端部41及び第2端部42の外側にはみ出していることで、金属析出による正負極間の短絡を抑制できる。 When a negative electrode active material having a low (base) potential for occlusion and release of lithium is used for the purpose of obtaining a high battery energy density, the ends of the negative electrode active material-containing layer 5b (third end 53 and fourth end 54) are used. Metal precipitation, for example, formation of lithium dendrite is likely to occur. The third end 53 and the fourth end 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b protrude to the outside of the first end 41 and the second end 42 of the positive electrode active material-containing layer 4b, so that the positive electrode is positive due to metal precipitation. Short circuit between negative electrodes can be suppressed.

正極活物質含有層4bの幅Wを大幅に広くし第1端部41が負極活物質含有層5bの第4端部54より外側へ突出させた場合は、第4端部54と正極活物質含有層4bの一部が電気的絶縁部材6を介して重なり合うことになる。その場合、第4端部54での金属析出に起因して、正負極間で電気的短絡が生じ得る。また、正極活物質含有層4bのうち負極活物質含有層5bと対向していない部分が増えるため、エネルギー密度が下がるという側面もある。If the first end portion 41 and substantially increasing the width W P of the positive electrode active material-containing layer 4b is made to project outward from the fourth end portion 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b, the cathode active and fourth end portions 54 A part of the substance-containing layer 4b overlaps with each other via the electrically insulating member 6. In that case, an electrical short circuit may occur between the positive and negative electrodes due to the metal precipitation at the fourth end 54. Further, since the portion of the positive electrode active material-containing layer 4b that does not face the negative electrode active material-containing layer 5b increases, there is also an aspect that the energy density decreases.

第2ずれ幅Bが大きい方が、正極活物質含有層4bの第2端部42と負極活物質含有層5bの第3端部53との間の距離を長くすることができる。第2端部42と第3端部53とがより離れていることで、電極群の製造時に第2端部42と第3端部53とが互いに接触する危険性が下がる。また、第2ずれ幅Bを大きくすることで、第2端部42と負極集電タブ5cとの間の距離を長くすることができる。正極活物質含有層4bの第2端部42と負極集電タブ5cとの間に距離を空けることで、例えば、物理的な衝撃など電池の外部から加わった力によって負極集電タブ5cが変形した際、第2端部42と負極集電タブ5cとの接触が起こりにくい。従って、負極集電タブ5c側での電気的短絡が抑えられる。 The larger the second deviation width B, the longer the distance between the second end portion 42 of the positive electrode active material-containing layer 4b and the third end portion 53 of the negative electrode active material-containing layer 5b. Since the second end portion 42 and the third end portion 53 are further separated from each other, the risk that the second end portion 42 and the third end portion 53 come into contact with each other during the production of the electrode group is reduced. Further, by increasing the second deviation width B, the distance between the second end portion 42 and the negative electrode current collecting tab 5c can be increased. By leaving a distance between the second end 42 of the positive electrode active material-containing layer 4b and the negative electrode current collecting tab 5c, the negative electrode current collecting tab 5c is deformed by a force applied from the outside of the battery such as a physical impact. At that time, contact between the second end portion 42 and the negative electrode current collecting tab 5c is unlikely to occur. Therefore, an electrical short circuit on the negative electrode current collecting tab 5c side can be suppressed.

一方で、第1ずれ幅Aは、大きすぎない方が望ましい。負極活物質含有層5bの第4端部54が正極活物質含有層4bの第1端部41より外側に突出しているため、第4端部54と正極集電タブ4cの縁との間の距離が、正極集電タブ4cの幅よりも短い。第1ずれ幅Aが広くなるにつれ、第4端部54と正極集電タブ4cの縁との間の距離が短くなる。そうすると、例えば、物理的な衝撃など電池の外部から加わった力によって正極集電タブ4cが変形した際、第4端部54と正極集電タブ4cとの間で電気的短絡が生じ易くなる。 On the other hand, it is desirable that the first deviation width A is not too large. Since the fourth end 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b projects outward from the first end 41 of the positive electrode active material-containing layer 4b, there is a distance between the fourth end 54 and the edge of the positive electrode current collecting tab 4c. The distance is shorter than the width of the positive electrode current collector tab 4c. As the first deviation width A becomes wider, the distance between the fourth end portion 54 and the edge of the positive electrode current collecting tab 4c becomes shorter. Then, for example, when the positive electrode current collecting tab 4c is deformed by a force applied from the outside of the battery such as a physical impact, an electrical short circuit is likely to occur between the fourth end portion 54 and the positive electrode current collecting tab 4c.

また、電池のエネルギー密度を確保する観点から、第1ずれ幅Aを小さくすることが好ましい。第1ずれ幅Aを小さく抑えることで、正極活物質含有層4bと負極活物質含有層5bとが対向する面積を大きくすることができる。従って、第1ずれ幅Aが小さい方がエネルギー密度を高くできる。 Further, from the viewpoint of ensuring the energy density of the battery, it is preferable to reduce the first deviation width A. By keeping the first shift width A small, the area where the positive electrode active material-containing layer 4b and the negative electrode active material-containing layer 5b face each other can be increased. Therefore, the smaller the first deviation width A, the higher the energy density.

ただし、負極活物質含有層5bの第4端部54での金属析出による短絡を抑制するには、第4端部54が正極活物質含有層4bと重なり合っていないことが望ましい。そのため、第1ずれ幅Aはゼロを上回る。 However, in order to suppress a short circuit due to metal precipitation at the fourth end portion 54 of the negative electrode active material-containing layer 5b, it is desirable that the fourth end portion 54 does not overlap with the positive electrode active material-containing layer 4b. Therefore, the first deviation width A exceeds zero.

第1ずれ幅Aは、負極活物質含有層の幅Wに対する割合が0.008以上0.02以下であり得る。つまり、第1ずれ幅Aと幅Wは、0.008≦A/W≦0.02の関係を満たし得る。一方で、第2ずれ幅Bは、負極活物質含有層の幅Wに対する割合が0.01以上0.022以下であり得る。つまり、第2ずれ幅Bと幅Wは、0.01≦B/W≦0.022の関係を満たし得る。The first shift width A, the ratio of the width W N of the negative electrode active material-containing layer may be 0.008 to 0.02. That is, the first shift width A and the width W N can satisfy the relationship of 0.008 ≦ A / W N ≦ 0.02. On the other hand, the second shift width B, the ratio of the width W N of the negative electrode active material-containing layer may be 0.01 or more 0.022 or less. That is, the second shift width B and the width W N can satisfy the relationship of 0.01 ≦ B / W N ≦ 0.022.

また、第1ずれ幅Aと第2ずれ幅Bとの差A−Bが1mm以上3mm以下であることが好ましい。 Further, it is preferable that the difference AB between the first deviation width A and the second deviation width B is 1 mm or more and 3 mm or less.

図1に示すように、電極群3を電池に実装する際、正極リード17及び負極リード18を電極群3に接続したり、絶縁シート10を電極群3に設けたりすることができる。正極リード17は、正極集電タブ4cに電気的に接続される。負極リード18は、負極集電タブ5cに電気的に接続される。絶縁シート10は、例えば、電極群3の最外周のうち、正極集電タブ4c及び負極集電タブ5cを除いた部分を被覆する。 As shown in FIG. 1, when the electrode group 3 is mounted on the battery, the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 can be connected to the electrode group 3, or the insulating sheet 10 can be provided on the electrode group 3. The positive electrode lead 17 is electrically connected to the positive electrode current collecting tab 4c. The negative electrode lead 18 is electrically connected to the negative electrode current collecting tab 5c. The insulating sheet 10 covers, for example, the outermost periphery of the electrode group 3, excluding the positive electrode current collecting tab 4c and the negative electrode current collecting tab 5c.

次に、実施形態に係る電極群を、より詳細に説明する。 Next, the electrode group according to the embodiment will be described in more detail.

[正極]
正極は、帯状の正極集電体を具備する。そのため、正極は、帯状形状を有することができる。
[Positive electrode]
The positive electrode includes a band-shaped positive electrode current collector. Therefore, the positive electrode can have a band shape.

正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu及びSiから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。 The positive electrode current collector is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil containing one or more elements selected from Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu and Si.

アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔の厚さは、5μm以上20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましい。アルミニウム箔の純度は99質量%以上であることが好ましい。アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔に含まれる鉄、銅、ニッケル、及びクロムなどの遷移金属の含有量は、1質量%以下であることが好ましい。 The thickness of the aluminum foil or the aluminum alloy foil is preferably 5 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 15 μm or less. The purity of the aluminum foil is preferably 99% by mass or more. The content of transition metals such as iron, copper, nickel, and chromium contained in the aluminum foil or the aluminum alloy foil is preferably 1% by mass or less.

正極は、正極集電体上に担持された正極活物質含有層を更に具備する。正極集電体は、その両面に正極活物質含有層を担持することができるし、或いは片面に正極活物質含有層を担持することができる。正極活物質含有層は第1端部および第2端部を含む。 The positive electrode further includes a positive electrode active material-containing layer supported on the positive electrode current collector. The positive electrode current collector can support a positive electrode active material-containing layer on both sides thereof, or can support a positive electrode active material-containing layer on one side thereof. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion.

また正極は、正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブを具備する。この正極集電タブは、正極集電体のうちの、表面に正極活物質含有層を担持していない部分であり得る。正極集電タブは、正極活物質含有層の第1端部から突出する。 Further, the positive electrode includes a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector. The positive electrode current collector tab may be a portion of the positive electrode current collector that does not support a positive electrode active material-containing layer on its surface. The positive electrode current collecting tab protrudes from the first end of the positive electrode active material-containing layer.

正極活物質含有層は、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含むことができる。 The positive electrode active material-containing layer can contain, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.

正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。正極は、正極活物質として、1種類の化合物を単独で含んでいてもよく、或いは2種類以上の化合物を組み合わせて含んでいてもよい。酸化物及び硫化物の例には、Li又はLiイオンを挿入及び脱離させることができる化合物を挙げることができる。 As the positive electrode active material, for example, an oxide or a sulfide can be used. The positive electrode may contain one kind of compound alone or may contain two or more kinds of compounds in combination as the positive electrode active material. Examples of oxides and sulfides include compounds capable of inserting and desorbing Li or Li ions.

このような化合物としては、例えば、二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24又はLixMnO2;0<x≦1)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2;0<x≦1)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2;0<x≦1)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLixNi1-yCoy2;0<x≦1、0<y<1)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2;0<x≦1、0<y<1)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiy4;0<x≦1、0<y<2)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(例えばLixFePO4;0<x≦1、LixFe1-yMnyPO4;0<x≦1、0<y<1、LixCoPO4;0<x≦1)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV25)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LixNi1-y-zCoyMnz2;0<x≦1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)が含まれる。Such compounds include, for example, manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (eg Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ; 0 <x ≦ 1). , Lithium-nickel composite oxide (eg Li x NiO 2 ; 0 <x ≦ 1), Lithium cobalt composite oxide (eg Li x CoO 2 ; 0 <x ≦ 1), Lithium nickel-cobalt composite oxide (eg Li x Ni) 1-y Co y O 2 ; 0 <x ≦ 1, 0 <y <1), lithium manganese cobalt composite oxide (for example, Li x Mn y Co 1-y O 2 ; 0 <x ≦ 1, 0 <y < 1), Lithium manganese nickel composite oxide having a spinel structure (for example, Li x Mn 2-y N y O 4 ; 0 <x ≦ 1, 0 <y <2), Lithium phosphorus oxide having an olivine structure (for example, Li) x FePO 4 ; 0 <x≤1, Li x Fe 1-y Mn y PO 4 ; 0 <x≤1, 0 <y <1, Li x CoPO 4 ; 0 <x≤1), iron sulfate (Fe 2) (SO 4) 3), vanadium oxide (e.g. V 2 O 5), and a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (Li x Ni 1-yz Co y Mn z O 2; 0 <x ≦ 1,0 <y <1, 0 <z <1, y + z <1) are included.

上記のうち、正極活物質としてより好ましい化合物の例には、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24;0<x≦1)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2;0<x≦1)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2;0<x≦1)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLixNi1-yCoy2;0<x≦1、0<y<1)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiy4;0<x≦1、0<y<2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2;0<x≦1、0<y<1)、リチウムリン酸鉄(例えばLixFePO4;0<x≦1)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LixNi1-y-zCoyMnz2;0<x≦1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)が含まれる。これらの化合物を正極活物質に用いると、正極電位を高めることができる。Among the above, examples of more preferable compounds as the positive electrode active material include lithium manganese composite oxide having a spinel structure (for example, Li x Mn 2 O 4 ; 0 <x ≦ 1) and lithium nickel composite oxide (for example, Li x). NiO 2; 0 <x ≦ 1 ), lithium-cobalt composite oxide (e.g., Li x CoO 2; 0 <x ≦ 1), lithium-nickel-cobalt composite oxide (e.g., Li x Ni 1-y Co y O 2; 0 < x ≦ 1, 0 <y <1), lithium manganese nickel composite oxide having a spinel structure (for example, Li x Mn 2-y N y O 4 ; 0 <x ≦ 1, 0 <y <2), lithium manganese cobalt Composite oxides (eg Li x Mn y Co 1-y O 2 ; 0 <x ≦ 1, 0 <y <1), iron lithium phosphate (eg Li x FePO 4 ; 0 <x ≦ 1), and lithium included; (0 <x ≦ 1,0 < y <1,0 <z <1, y + z <1 Li x Ni 1-yz Co y Mn z O 2) nickel-cobalt-manganese composite oxide. When these compounds are used as the positive electrode active material, the positive electrode potential can be increased.

電池の電解質として常温溶融塩を用いる場合、リチウムリン酸鉄、LixVPO4F(0≦x≦1)、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、又はこれらの混合物を含む正極活物質を用いることが好ましい。これらの化合物は常温溶融塩との反応性が低いため、サイクル寿命を向上させることができる。常温溶融塩の詳細については、後述する。When a room temperature molten salt is used as the electrolyte of the battery, lithium iron phosphate, Li x VPO 4 F (0 ≦ x ≦ 1), lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, or these It is preferable to use a positive electrode active material containing a mixture of. Since these compounds have low reactivity with the molten salt at room temperature, the cycle life can be improved. Details of the room temperature molten salt will be described later.

正極活物質の一次粒径は、100nm以上1μm以下であることが好ましい。一次粒径が100nm以上の正極活物質は、工業生産上の取り扱いが容易である。一次粒径が1μm以下の正極活物質は、リチウムイオンの固体内拡散をスムーズに進行させることが可能である。 The primary particle size of the positive electrode active material is preferably 100 nm or more and 1 μm or less. A positive electrode active material having a primary particle size of 100 nm or more is easy to handle in industrial production. A positive electrode active material having a primary particle size of 1 μm or less can smoothly promote the diffusion of lithium ions in a solid.

正極活物質の比表面積は、0.1m2/g以上10m2/g以下であることが好ましい。0.1m2/g以上の比表面積を有する正極活物質は、Liイオンの吸蔵・放出サイトを十分に確保できる。10m2/g以下の比表面積を有する正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易く、かつ良好な充放電サイクル性能を確保できる。The specific surface area of the positive electrode active material is preferably 0.1 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less. A positive electrode active material having a specific surface area of 0.1 m 2 / g or more can sufficiently secure an occlusion / release site for Li ions. A positive electrode active material having a specific surface area of 10 m 2 / g or less is easy to handle in industrial production and can ensure good charge / discharge cycle performance.

結着剤は、分散された正極活物質の間隙を埋め、また、正極活物質と正極集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoro ethylene;PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;PVdF)、フッ素系ゴム、ポリアクリル酸化合物、イミド化合物、カルボキシルメチルセルロース(carboxyl methyl cellulose;CMC)、及びCMCの塩が含まれる。これらの1つを結着剤として用いてもよく、或いは、2つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。 The binder is blended to fill the gaps between the dispersed positive electrode active materials and to bind the positive electrode active material and the positive electrode current collector. Examples of binders include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubber, polyacrylic acid compounds, imide compounds, and carboxyl methyl cellulose (CMC). , And CMC salts. One of these may be used as a binder, or a combination of two or more may be used as a binder.

導電剤は、集電性能を高め、且つ、正極活物質と正極集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例には、気相成長カーボン繊維(Vapor Grown Carbon Fiber;VGCF)、アセチレンブラックなどのカーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が含まれる。これらの1つを導電剤として用いてもよく、或いは、2つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。また、導電剤を省略することもできる。 The conductive agent is blended in order to improve the current collecting performance and suppress the contact resistance between the positive electrode active material and the positive electrode current collector. Examples of conductive agents include carbon blacks such as Vapor Grown Carbon Fiber (VGCF), acetylene black and carbonaceous materials such as graphite. One of these may be used as a conductive agent, or two or more of them may be used as a conductive agent in combination. Moreover, the conductive agent can be omitted.

正極活物質含有層において、正極活物質及び結着剤は、それぞれ、80質量%以上98質量%以下、及び2質量%以上20質量%以下の割合で配合することが好ましい。 In the positive electrode active material-containing layer, the positive electrode active material and the binder are preferably blended in a proportion of 80% by mass or more and 98% by mass or less and 2% by mass or more and 20% by mass or less, respectively.

結着剤の量を2質量%以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤は、絶縁体として機能し得る。そのため、結着剤の量を20質量%以下にすると、電極に含まれる絶縁体の量が減るため、内部抵抗を減少できる。 Sufficient electrode strength can be obtained by setting the amount of the binder to 2% by mass or more. Also, the binder can function as an insulator. Therefore, when the amount of the binder is 20% by mass or less, the amount of the insulator contained in the electrode is reduced, so that the internal resistance can be reduced.

導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤は、それぞれ、77質量%以上95質量%以下、2質量%以上20質量%以下、及び3質量%以上15質量%以下の割合で配合することが好ましい。 When a conductive agent is added, the positive electrode active material, the binder and the conductive agent are 77% by mass or more and 95% by mass or less, 2% by mass or more and 20% by mass or less, and 3% by mass or more and 15% by mass or less, respectively. It is preferable to mix in a ratio.

導電剤の量を3質量%以上にすることにより、上述した効果を発揮することができる。また、導電剤の量を15質量%以下にすることにより、電解質と接触する導電剤の割合を低くすることができる。この割合が低いと、高温保存下において、電解質の分解を低減することができる。 By setting the amount of the conductive agent to 3% by mass or more, the above-mentioned effect can be exhibited. Further, by setting the amount of the conductive agent to 15% by mass or less, the proportion of the conductive agent in contact with the electrolyte can be reduced. When this ratio is low, decomposition of the electrolyte can be reduced under high temperature storage.

正極は、例えば次の方法により作製することができる。まず、正極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁してスラリーを調製する。このスラリーを、正極集電体の片面又は両面に塗布する。次いで、塗布したスラリーを乾燥させて、正極活物質含有層と正極集電体との積層構造物を得る。その後、この積層構造物にプレスを施す。このようにして、正極を作製する。 The positive electrode can be produced, for example, by the following method. First, a positive electrode active material, a conductive agent and a binder are suspended in a solvent to prepare a slurry. This slurry is applied to one or both sides of the positive electrode current collector. Next, the applied slurry is dried to obtain a laminated structure of a positive electrode active material-containing layer and a positive electrode current collector. Then, the laminated structure is pressed. In this way, the positive electrode is produced.

或いは、正極は、次の方法により作製してもよい。まず、正極活物質、導電剤及び結着剤を混合して、混合物を得る。次いで、この混合物をペレット状に成形する。次いで、これらのペレットを正極集電体上に配置することにより、正極を得ることができる。 Alternatively, the positive electrode may be produced by the following method. First, the positive electrode active material, the conductive agent and the binder are mixed to obtain a mixture. The mixture is then molded into pellets. Then, by arranging these pellets on the positive electrode current collector, a positive electrode can be obtained.

正極集電体にスラリーを塗布する幅、又は正極集電体上に配置するペレットの範囲を適宜調整して、正極活物質含有層の幅を制御できる。必要に応じて、作製後の正極を裁断して寸法を調節する。 The width of the positive electrode active material-containing layer can be controlled by appropriately adjusting the width of applying the slurry to the positive electrode current collector or the range of pellets arranged on the positive electrode current collector. If necessary, the positive electrode after production is cut to adjust the dimensions.

[負極]
負極は、帯状の負極集電体を具備する。そのため、負極は、帯状形状を有することができる。
[Negative electrode]
The negative electrode includes a band-shaped negative electrode current collector. Therefore, the negative electrode can have a strip shape.

負極集電体は、負極活物質としてのチタン含有酸化物にリチウム(Li)が挿入及び脱離される電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。負極集電体は、例えば、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、及びSiから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。負極集電体の厚さは、5μm以上20μm以下であることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、電極の強度と軽量化のバランスをとることができる。 As the negative electrode current collector, a material that is electrochemically stable at the potential at which lithium (Li) is inserted and removed from the titanium-containing oxide as the negative electrode active material is used. The negative electrode current collector is preferably made of, for example, copper, nickel, stainless steel or aluminum, or an aluminum alloy containing one or more elements selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, and Si. .. The thickness of the negative electrode current collector is preferably 5 μm or more and 20 μm or less. A current collector having such a thickness can balance the strength and weight reduction of the electrodes.

負極は、負極集電体上に担持された負極活物質含有層を更に具備する。負極集電体は、その両面に負極活物質含有層を担持することができるし、或いは片面に負極活物質含有層を担持することができる。負極活物質含有層は第3端部および第4端部を含む。 The negative electrode further includes a negative electrode active material-containing layer supported on the negative electrode current collector. The negative electrode current collector can support a negative electrode active material-containing layer on both sides thereof, or can support a negative electrode active material-containing layer on one side thereof. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion.

また負極は、負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブを具備する。この負極集電タブは、負極集電体のうちの、表面に負極活物質含有層を担持していない部分であり得る。負極集電タブは、負極活物質含有層の第3端部から突出する。 Further, the negative electrode includes a negative electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector. The negative electrode current collector tab may be a portion of the negative electrode current collector that does not support a negative electrode active material-containing layer on its surface. The negative electrode current collecting tab protrudes from the third end of the negative electrode active material-containing layer.

負極活物質含有層は、チタン含有酸化物を含む。チタン含有酸化物は、負極活物質として負極活物質含有層に含まれ得る。負極活物質含有層は、例えば、導電剤と、結着剤とを更に含むことができる。 The negative electrode active material-containing layer contains a titanium-containing oxide. The titanium-containing oxide can be contained in the negative electrode active material-containing layer as the negative electrode active material. The negative electrode active material-containing layer can further contain, for example, a conductive agent and a binder.

活物質含有層に含まれているチタン含有酸化物は、例えば、単斜晶型ニオブチタン複合酸化物および直方晶型(orthorhombic)チタン含有複合酸化物などを含むことができる。チタン含有酸化物は、1種類の化合物でもよく、或いは、2種類以上の化合物の混合物であってもよい。 The titanium-containing oxide contained in the active material-containing layer can include, for example, a monoclinic niobium-titanium composite oxide and an orthorhombic titanium-containing composite oxide. The titanium-containing oxide may be one kind of compound or a mixture of two or more kinds of compounds.

上記単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の例として、LixTi1-yM1yNb2-zM2z7+δで表される化合物が挙げられる。ここで、M1は、Zr,Si,及びSnからなる群より選択される少なくとも1つである。M2は、V,Ta,及びBiからなる群より選択される少なくとも1つである。組成式中のそれぞれの添字は、0≦x≦5、0≦y<1、0≦z<2、−0.3≦δ≦0.3である。単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の具体例として、LixNb2TiO7(0≦x≦5)が挙げられる。Examples of the monoclinic niobium-titanium composite oxide include compounds represented by Li x Ti 1-y M1 y Nb 2-z M2 z O 7 + δ . Here, M1 is at least one selected from the group consisting of Zr, Si, and Sn. M2 is at least one selected from the group consisting of V, Ta, and Bi. Each subscript in the composition formula is 0 ≦ x ≦ 5, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <2, −0.3 ≦ δ ≦ 0.3. Specific examples of the monoclinic niobium-titanium composite oxide include Li x Nb 2 TiO 7 (0 ≦ x ≦ 5).

単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の他の例として、LixTi1-yM3y+zNb2-z7-δで表される化合物が挙げられる。ここで、M3は、Mg,Fe,Ni,Co,W,Ta,及びMoより選択される少なくとも1つである。組成式中のそれぞれの添字は、0≦x≦5、0≦y<1、0≦z<2、−0.3≦δ≦0.3である。Another example of the monoclinic niobium-titanium composite oxide is a compound represented by Li x Ti 1-y M3 y + z Nb 2-z O 7-δ . Here, M3 is at least one selected from Mg, Fe, Ni, Co, W, Ta, and Mo. Each subscript in the composition formula is 0 ≦ x ≦ 5, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <2, −0.3 ≦ δ ≦ 0.3.

直方晶型チタン含有複合酸化物の例として、Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)d14+σで表される化合物が挙げられる。ここで、M(I)は、Sr,Ba,Ca,Mg,Na,Cs,Rb及びKからなる群より選択される少なくとも1つである。M(II)はZr,Sn,V,Nb,Ta,Mo,W,Y,Fe,Co,Cr,Mn,Ni,及びAlからなる群より選択される少なくとも1つである。組成式中のそれぞれの添字は、0≦a≦6、0≦b<2、0≦c<6、0≦d<6、−0.5≦σ≦0.5である。直方晶型チタン含有複合酸化物の具体例として、Li2+aNa2Ti614(0≦a≦6)が挙げられる。Examples of the orthorhombic titanium-containing composite oxide include compounds represented by Li 2 + a M (I) 2-b Ti 6-c M (II) d O 14 + σ . Here, M (I) is at least one selected from the group consisting of Sr, Ba, Ca, Mg, Na, Cs, Rb and K. M (II) is at least one selected from the group consisting of Zr, Sn, V, Nb, Ta, Mo, W, Y, Fe, Co, Cr, Mn, Ni, and Al. Each subscript in the composition formula is 0 ≦ a ≦ 6, 0 ≦ b <2, 0 ≦ c <6, 0 ≦ d <6, −0.5 ≦ σ ≦ 0.5. Specific examples of the orthorhombic titanium-containing composite oxide include Li 2 + a Na 2 Ti 6 O 14 (0 ≦ a ≦ 6).

チタン含有酸化物の中でも単斜晶型ニオブチタン複合酸化物および直方晶型チタン含有複合酸化物は、リチウムの吸蔵・放出電位(リチウムが挿入および脱離される電位)が低い(卑である)。そのため、これらのチタン含有酸化物を用いることでエネルギー密度が高い電池を得ることができる。リチウムの吸蔵・放出電位が低いとリチウムデンドライトが析出しやすいが、先に説明したとおり実施形態に係る電極群では析出による短絡が生じにくい。 Among the titanium-containing oxides, the monoclinic niobium-titanium composite oxide and the orthorhombic titanium-containing composite oxide have low (basely) lithium occlusion / release potentials (potentials at which lithium is inserted and removed). Therefore, a battery having a high energy density can be obtained by using these titanium-containing oxides. When the lithium storage / release potential is low, lithium dendrite is likely to precipitate, but as described above, the electrode group according to the embodiment is unlikely to cause a short circuit due to precipitation.

他のチタン含有酸化物として、例えば、Li4+wTi512(0≦w≦3)で表される化合物などのスピネル型チタン酸リチウムを挙げることができる。スピネル型チタン酸リチウムは、リチウム吸蔵・放出電位が高い(貴である)ため、高いエネルギー密度が得られにくい。また、電位が高いことによって金属析出が生じにくいため、負極活物質含有層の幅を正極活物質含有層の幅より大きくすることは負極活物質含有層のうち正極活物質含有層と対向していない部分を不要に増やしていることになり、エネルギー密度を低下させていることになる。従って、チタン含有酸化物を単斜晶型ニオブチタン複合酸化物および直方晶型チタン含有複合酸化物から選択することが望ましい。As another titanium-containing oxide, for example, spinel-type lithium titanate such as a compound represented by Li 4 + w Ti 5 O 12 (0 ≦ w ≦ 3) can be mentioned. Spinel-type lithium titanate has a high lithium storage / release potential (noble), so it is difficult to obtain a high energy density. Further, since metal precipitation is unlikely to occur due to the high potential, making the width of the negative electrode active material-containing layer larger than the width of the positive electrode active material-containing layer faces the positive electrode active material-containing layer of the negative electrode active material-containing layers. This means that the missing parts are unnecessarily increased, and the energy density is reduced. Therefore, it is desirable to select the titanium-containing oxide from the monoclinic niobium-titanium composite oxide and the orthorhombic titanium-containing composite oxide.

チタン含有酸化物は、例えば、一次粒子の形態、又は二次粒子の形態で活物質含有層に含まれ得る。ここでいう二次粒子とは、複数の一次粒子が凝集して成る粒子を指す。 The titanium-containing oxide may be included in the active material-containing layer, for example, in the form of primary particles or secondary particles. The secondary particles referred to here refer to particles formed by aggregating a plurality of primary particles.

活物質含有層が含むことのできるチタン含有酸化物の粒子は、当該粒子の表面の少なくとも一部に形成された炭素材料を含む相を含み得る。このような相を含むことで、良好な導電性を得ることができる。例えば、チタン含有酸化物としてのニオブチタン複合酸化物の粒子表面に炭素材料を含む相を形成した複合粒子を好適に用いることができる。 The titanium-containing oxide particles that can be contained in the active material-containing layer may include a phase containing a carbon material formed on at least a part of the surface of the particles. By including such a phase, good conductivity can be obtained. For example, composite particles in which a phase containing a carbon material is formed on the particle surface of a niobium-titanium composite oxide as a titanium-containing oxide can be preferably used.

炭素材料を532nmの測定光源を用いたラマン分光によって分析すると、炭素材料の結晶性を判断することができる。炭素材料についてのラマンチャートにおける、1580cm-1付近に観測されるGバンドは、グラファイト構造に由来するピークであり、1330cm-1付近に観測されるDバンドは、炭素の欠陥構造に由来するピークである。Gバンド及びDバンドは、様々な要因により、1580cm-1及び1330cm-1から、それぞれ±50cm-1程ずれることがあり得る。The crystallinity of the carbon material can be determined by analyzing the carbon material by Raman spectroscopy using a measurement light source of 532 nm. In the Raman chart for carbon materials, the G band observed near 1580 cm -1 is a peak derived from the graphite structure, and the D band observed near 1330 cm -1 is a peak derived from the defective structure of carbon. is there. G band and D band is due to various factors, from 1580 cm -1 and 1330 cm -1, it is possible that each shifted about ± 50 cm -1.

ラマンチャートにおけるGバンドのピーク強度IGとDバンドのピーク強度IDとの比IG/IDが0.8以上1.2以下である炭素材料は、グラファイトの良好な結晶性を有することを意味する。このような炭素材料は優れた導電性を有することができる。Carbon material ratio I G / I D between the peak intensity I D of G peak intensity of the bands I G and D bands in the Raman chart is 0.8 to 1.2, it has a good crystallinity of graphite Means. Such a carbon material can have excellent conductivity.

比IG/IDが1.2よりも大きいということは、例えば、炭素の非晶質化が不十分であることを意味する。また、この場合、炭素源に含まれていた不純物が含まれていることがある。このような不純物は、電解質との副反応を進行させるため、電池の入出力性能および寿命性能に悪影響を与える。A ratio IG / ID greater than 1.2 means, for example, insufficient carbon amorphization. Further, in this case, impurities contained in the carbon source may be contained. Such impurities promote a side reaction with the electrolyte, which adversely affects the input / output performance and life performance of the battery.

その他、例えば、Nb2TiO7などのNb元素を含むチタン含有酸化物を用いると、炭素源がNb元素と反応する場合がある。炭素源とNb元素との反応が進行した場合、炭素間結合がグラファイト構造よりも不安定な非晶質炭素成分が優先的に酸化されることにより非晶質炭素量が減少して比IG/IDが1.2よりも大きくなることがある。In addition, for example, when a titanium-containing oxide containing an Nb element such as Nb 2 TiO 7 is used, the carbon source may react with the Nb element. When the reaction between the carbon source and the Nb element proceeds, the amount of amorphous carbon decreases due to the preferential oxidation of the amorphous carbon component whose carbon-carbon bond is unstable over the graphite structure, and the ratio IG / ID may be greater than 1.2.

また、比IG/IDが0.8よりも小さいということは、グラファイト構造に由来する炭素成分が少ないことを意味する。Further, when the ratio IG / ID is smaller than 0.8, it means that the carbon component derived from the graphite structure is small.

従って、比IG/IDが0.8以上1.2以下である炭素材料を用いることは、より良好な電子導電性を得ることができるため好ましい。Therefore, it is preferable to use a carbon material having a ratio IG / ID of 0.8 or more and 1.2 or less because better electron conductivity can be obtained.

炭素材料を含む相は、様々な形態で存在することができる。例えば、炭素材料を含む相は、チタン含有酸化物粒子全体を覆っても良いし、又はチタン含有酸化物粒子の表面の一部に担持されても良い。より好ましくは、活物質粒子(チタン含有酸化物粒子、及び炭素材料を含む相を含んだ複合粒子)全体の導電性を均質に補完すること、及び活物質粒子と電解質との表面反応を抑えることという2つの観点から、チタン含有酸化物粒子の表面全体が炭素材料を含む相で被覆されていることが好ましい。炭素材料を含む相の存在状態は、例えば透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)観察及びエネルギー分散型X線分光(Energy Dispersive X-ray spectroscopy:EDX)分析によるマッピングにより確認することができる。 The phase containing the carbon material can exist in various forms. For example, the phase containing the carbon material may cover the entire titanium-containing oxide particles, or may be supported on a part of the surface of the titanium-containing oxide particles. More preferably, the conductivity of the entire active material particles (titanium-containing oxide particles and composite particles containing a phase containing a carbon material) is uniformly complemented, and the surface reaction between the active material particles and the electrolyte is suppressed. From the two viewpoints, it is preferable that the entire surface of the titanium-containing oxide particles is coated with a phase containing a carbon material. The presence or absence of a phase containing a carbon material can be confirmed, for example, by observation by a transmission electron microscope (TEM) and mapping by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis.

導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例には、気相成長カーボン繊維(Vapor Grown Carbon Fiber;VGCF)、アセチレンブラックなどのカーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が含まれる。これらの1つを導電剤として用いてもよく、或いは、2つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。あるいは、導電剤を用いる代わりに、活物質粒子の表面に、炭素コートや電子導電性無機材料コートを施してもよい。 The conductive agent is blended in order to improve the current collecting performance and suppress the contact resistance between the active material and the current collector. Examples of conductive agents include carbon blacks such as Vapor Grown Carbon Fiber (VGCF), acetylene black and carbonaceous materials such as graphite. One of these may be used as a conductive agent, or two or more of them may be used as a conductive agent in combination. Alternatively, instead of using a conductive agent, a carbon coat or an electron conductive inorganic material coat may be applied to the surface of the active material particles.

結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と負極集電体を結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoro ethylene;PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴム、ポリアクリル酸化合物、イミド化合物、カルボキシルメチルセルロース(carboxyl methyl cellulose;CMC)、及びCMCの塩が含まれる。これらの1つを結着剤として用いてもよく、或いは、2つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。 The binder is blended to fill the gaps between the dispersed negative electrode active materials and to bind the negative electrode active material and the negative electrode current collector. Examples of binders include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubber, styrene butagen rubber, polyacrylic acid compounds, imide compounds, and carboxyl cellulose. Methyl cellulose; CMC), and salts of CMC are included. One of these may be used as a binder, or a combination of two or more may be used as a binder.

負極活物質含有層中の負極活物質(チタン含有酸化物など)、導電剤及び結着剤を、それぞれ、68質量%以上96質量%以下、2質量%以上30質量%以下及び2質量%以上30質量%以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を2質量%以上とすることにより、負極活物質含有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、負極活物質含有層と集電体との結着性が十分となり、優れたサイクル性能を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ30質量%以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。 The negative electrode active material (titanium-containing oxide, etc.), the conductive agent and the binder in the negative electrode active material-containing layer are 68% by mass or more and 96% by mass or less, 2% by mass or more and 30% by mass or less, and 2% by mass or more, respectively. It is preferable to blend in a proportion of 30% by mass or less. By setting the amount of the conductive agent to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode active material-containing 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-containing layer and the current collector becomes sufficient, and excellent cycle performance can be expected. On the other hand, it is preferable that the conductive agent and the binder are each 30% by mass or less in order to increase the capacity.

負極は、例えば、正極活物質の代わりに負極活物質としてのチタン含有酸化物を用い、正極集電体の代わりに負極集電体を用いて、正極と同様の方法により作製することができる。 The negative electrode can be produced, for example, by using a titanium-containing oxide as the negative electrode active material instead of the positive electrode active material and using a negative electrode current collector instead of the positive electrode current collector by the same method as the positive electrode.

[電気的絶縁部材]
電気的絶縁部材は、電気的絶縁性を有する材料を含む。電気的絶縁部材は、例えば、セパレータである。また、電気的絶縁部材は、電気的絶縁性を有する材料を含んだ絶縁層であり得る。電気的絶縁部材は、1つの部材でもよく、或いは2つ以上の部材でもよい。例えば、セパレータを単独で用いたり、絶縁層を単独で用いたり、セパレータと絶縁層とを併用したりすることができる。
[Electrical insulation member]
The electrically insulating member includes a material having an electrically insulating property. The electrically insulating member is, for example, a separator. Further, the electrically insulating member may be an insulating layer containing a material having an electrically insulating property. The electrically insulating member may be one member or two or more members. For example, the separator can be used alone, the insulating layer can be used alone, or the separator and the insulating layer can be used together.

セパレータは、例えば、ポリエチレン(polyethylene;PE)、ポリプロピレン(polypropylene;PP)、セルロース、若しくはポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;PVdF)を含む多孔質フィルム、又は合成樹脂製不織布から形成される。安全性の観点からは、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムを用いることが好ましい。これらの多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能なためである。 The separator is formed from, for example, a porous film containing polyethylene (PE), polypropylene (PP), cellulose, or polyvinylidene fluoride (PVdF), or a non-woven fabric made of synthetic resin. From the viewpoint of safety, it is preferable to use a porous film made of polyethylene or polypropylene. This is because these porous films can be melted at a constant temperature to cut off an electric current.

また絶縁層は、電気的絶縁性を有する材料として非Li伝導性の無機材料、又はLi伝導性を示す固体電解質の粒子などを含むことができる。 Further, the insulating layer may contain non-Li conductive inorganic material, particles of a solid electrolyte exhibiting Li conductivity, or the like as a material having electrical insulating property.

Li(リチウム)に対する伝導性を示さない無機材料として、例えば、Ba,Al,Zr,Ta,及びSiからなる群より選択される1以上の酸化物を挙げることができる。具体例として、酸化アルミニウム(Al)、酸化バリウム(BaO)、酸化ジルコニム(ZrO)、五酸化タンタル(Ta)などの金属酸化物、並びに硫酸バリウム(BaSO)などの硫酸塩、酸化ケイ素(SiO)からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。他の例として、酸化チタン(TiO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化リチウム(LiO)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化カリウム(KO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化アンチモン(Sb)、酸化ストロンチウム(SrO)酸化インジウム(In)などの金属酸化物、並びに酸化ヒ素(As)、酸化ホウ素(B)からなる群より選択される1以上の化合物を使用できる。中でも、上記した金属酸化物は、非水電解質電池が含む非水電解質に対して優れた安定性を示すことができる。Examples of the inorganic material that does not exhibit conductivity to Li (lithium) include one or more oxides selected from the group consisting of Ba, Al, Zr, Ta, and Si. Specific examples include metal oxides such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium oxide (BaO), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), and barium sulfate (BaSO 4 ). One or more compounds selected from the group consisting of sulfate and silicon oxide (SiO 2 ) can be used. Other examples include titanium oxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), beryllium oxide (BeO), lithium oxide (Li 2 O), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K). Metal oxides such as 2 O), zinc oxide (ZnO), antimony oxide (Sb 2 O 5 ), strontium oxide (SrO) indium oxide (In 2 O 3 ), arsenic oxide (As 4 O 6 ), boron oxide One or more compounds selected from the group consisting of (B 2 O 3 ) can be used. Above all, the above-mentioned metal oxide can exhibit excellent stability with respect to the non-aqueous electrolyte contained in the non-aqueous electrolyte battery.

Liに対する伝導性を示す固体電解質としては、例えば、Li7La3Zr2O12で表される化合物などのLLZ系材料、及びLi1+xAlxM2-x(PO4)3(MはTi, Zr,及びGeから成る群より選択される1以上;0≦x≦0.6)で表される化合物の系統の材料などを使用することができる。固体電解質として、1種の化合物を用いてもよく、或いは、2種以上の化合物を併せて用いてもよい。また、非Li伝導性の無機材料と固体電解質とを併せて使用することもできる。Examples of the solid electrolyte exhibiting conductivity to Li include LLZ-based materials such as a compound represented by Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , and Li 1 + x Al x M 2-x (PO 4 ) 3 (M). Can be selected from the group consisting of Ti, Zr, and Ge; one or more; materials of the compound system represented by 0 ≦ x ≦ 0.6) can be used. As the solid electrolyte, one kind of compound may be used, or two or more kinds of compounds may be used in combination. Further, a non-Li conductive inorganic material and a solid electrolyte can be used in combination.

絶縁層は、結着剤を含み得る。絶縁層が含むことのできる結着剤として、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴム(SBR)、カルボキシルメチルセルロース(CMC)又はこれらの混合物が挙げられる。絶縁層中の結着剤の含有量は0.01質量%以上20質量%以下の範囲にすることが望ましい。 The insulating layer may contain a binder. Binders that can be included in the insulating layer include, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubber, styrene butylene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC) or mixtures thereof. Can be mentioned. The content of the binder in the insulating layer is preferably in the range of 0.01% by mass or more and 20% by mass or less.

絶縁層の厚さは1μm以上30μm以下にすることができる。 The thickness of the insulating layer can be 1 μm or more and 30 μm or less.

絶縁層は、例えば、電気的絶縁性を有する材料を含み、正極および負極の少なくとも一方の電極の上に形成された層であり得る。以下に説明する第1の製造方法、又は第2の製造方法により活物質含有層上に電気的絶縁部材としての絶縁層が形成されている電極を製造することができる。 The insulating layer may be, for example, a layer containing a material having electrical insulating properties and formed on at least one electrode of a positive electrode and a negative electrode. An electrode in which an insulating layer as an electrical insulating member is formed on an active material-containing layer can be manufactured by the first manufacturing method or the second manufacturing method described below.

第1の製造方法では、作製済みの電極上に絶縁層を形成する。
先に説明した方法により電極(正極または負極)を作製する。電極を作製する際、プレスを省略してもよい。
別途、電気的絶縁性を有する材料を含むスラリーを調製する。調整したスラリーを、電極の活物質含有層の上に塗布する。この時、スラリーの塗工幅を活物質含有層の幅より広くして、集電体のうち活物質含有層を担持していない部分(例えば、電極集電タブ)にスラリーの一部が直接塗布されてもよい。スラリーを乾燥させた後、乾燥後の積層構造物(プレス前の絶縁層がその上に形成された電極)にロールプレスを施し、絶縁層が形成された電極を得る。
In the first manufacturing method, an insulating layer is formed on the manufactured electrode.
An electrode (positive electrode or negative electrode) is manufactured by the method described above. The press may be omitted when the electrode is manufactured.
Separately, a slurry containing a material having electrical insulation is prepared. The prepared slurry is applied onto the active material-containing layer of the electrode. At this time, the coating width of the slurry is made wider than the width of the active material-containing layer, and a part of the slurry is directly applied to the portion of the current collector that does not support the active material-containing layer (for example, the electrode current collector tab). It may be applied. After the slurry is dried, a roll press is applied to the dried laminated structure (the electrode on which the insulating layer before pressing is formed) to obtain an electrode on which the insulating layer is formed.

第2の製造方法では、電極の活物質含有層と絶縁層とを、同時塗工により形成する。
集電体の表面及び裏面のうちの少なくとも一方に、活物質および結着剤を含むスラリー(以下、スラリーIとする)と、電気的絶縁性を有する材料を含むスラリー(以下、スラリーIIとする)を同時に塗工する。スラリーIを塗布するのとほぼ同時期に、スラリーIIをスラリーIの塗布領域からはみ出すように重ね塗りする。スラリーIが乾く前にスラリーIにスラリーIIが重ね塗りされるため、スラリーIの表面形状にスラリーIIが追従しやすくなる。その後、スラリーを乾燥させた後、乾燥後の積層構造物(プレス前の活物質含有層および絶縁層がその上に形成された集電体)にロールプレスを施し、絶縁層が形成された電極を得る。
In the second manufacturing method, the active material-containing layer and the insulating layer of the electrode are formed by simultaneous coating.
A slurry containing an active material and a binder (hereinafter referred to as slurry I) and a slurry containing an electrically insulating material (hereinafter referred to as slurry II) on at least one of the front surface and the back surface of the current collector. ) At the same time. At about the same time as the application of the slurry I, the slurry II is overcoated so as to protrude from the application area of the slurry I. Since the slurry II is overcoated on the slurry I before the slurry I dries, the slurry II can easily follow the surface shape of the slurry I. Then, after the slurry is dried, the dried laminated structure (current collector in which the active material-containing layer and the insulating layer before pressing are formed on the current collector) is roll-pressed to form an electrode on which the insulating layer is formed. To get.

<測定方法>
電極群の測定方法について、以下に説明する。
<Measurement method>
The method for measuring the electrode group will be described below.

測定対象の電極群が作製済みの電池に組み込まれている場合、以下の手順に沿って測定試料を準備する。 If the electrode group to be measured is incorporated in the prepared battery, prepare the measurement sample according to the following procedure.

電池を25℃恒温槽内で、0.2 C相当の電流値[A]にて1.5 Vになるまで定電流放電する。その後、1.5 Vにて定電圧放電を1時間行う。 The battery is discharged at a constant current value [A] equivalent to 0.2 C until it reaches 1.5 V in a constant temperature bath at 25 ° C. After that, constant voltage discharge is performed at 1.5 V for 1 hour.

定電圧放電後、電池をアルゴングローブボックスに入れ、電池を解体する。グローブボックス内で外装部材から電極コイル(捲回型電極群)を取り出す。このとき、電池の負極端子に接続されている電極が負極、正極端子に接続されている電極が正極と判断できる。電極コイルは電極リードを介して電極端子へ接続され得る。電極コイルを電極リードから丁寧に取り外す。例えば、電極コイル内で正極、電気的絶縁部材、負極の位置が動かないよう電極コイルを押さえながら、電極リードとの接続をはさみやペンチ、カッターなどを用いて取り外すことができる。 After constant voltage discharge, put the battery in the argon glove box and disassemble the battery. The electrode coil (winding type electrode group) is taken out from the exterior member in the glove box. At this time, it can be determined that the electrode connected to the negative electrode terminal of the battery is the negative electrode and the electrode connected to the positive electrode terminal is the positive electrode. The electrode coil can be connected to the electrode terminals via the electrode leads. Carefully remove the electrode coil from the electrode lead. For example, the connection with the electrode lead can be removed using scissors, pliers, a cutter, or the like while holding the electrode coil so that the positions of the positive electrode, the electrically insulating member, and the negative electrode do not move in the electrode coil.

このようにして単離した電極群を測定試料とし、正負極における活物質含有層の幅(W,W)、活物質含有層の端部(第1端部〜第4端部)の間のずれ幅(A,B)などを計測する。The thus isolated electrodes as a measurement sample, the width of the active material-containing layer in the positive and negative electrode (W P, W N), the ends of the active material-containing layer (first end portion to the fourth end portion) Measure the gap width (A, B) and so on.

(負極活物質含有層中の組成の同定方法)
負極活物質含有層にチタン含有酸化物が含まれているか否かは、例えば、以下にして確認することができる。
(Method for identifying composition in negative electrode active material-containing layer)
Whether or not the titanium-containing oxide is contained in the negative electrode active material-containing layer can be confirmed, for example, as follows.

先ず、先に説明した手順により取出した電極群を分解し、負極を取り出す。この負極を適切な溶媒で洗浄する。たとえばエチルメチルカーボネートなどを用いると良い。洗浄が不十分であると、負極中に残留したリチウムイオンの影響で、炭酸リチウムやフッ化リチウムなどの不純物相が混入することがある。その場合は、測定雰囲気を不活性ガス中で行える気密容器を用いるとよい。 First, the electrode group taken out by the procedure described above is disassembled, and the negative electrode is taken out. The negative electrode is washed with a suitable solvent. For example, ethyl methyl carbonate or the like may be used. If cleaning is insufficient, an impurity phase such as lithium carbonate or lithium fluoride may be mixed due to the influence of lithium ions remaining in the negative electrode. In that case, it is preferable to use an airtight container in which the measurement atmosphere can be set in an inert gas.

以上のようにして取り出した部材の断面を、Arイオンミリングにより切り出す。切り出した断面を、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)にて観察する。試料のサンプリングについても大気に触れないようにし、アルゴンや窒素など不活性雰囲気で行う。 The cross section of the member taken out as described above is cut out by Ar ion milling. The cut out cross section is observed with a scanning electron microscope (SEM). Samples should be sampled in an inert atmosphere such as argon or nitrogen without being exposed to the atmosphere.

3000倍のSEM観察像にて、幾つかの粒子を選定する。この際、選定した粒子の粒度分布ができるだけ広くなるように選定する。 Several particles are selected from a 3000x SEM observation image. At this time, the selected particles are selected so that the particle size distribution is as wide as possible.

次に、選定したそれぞれの粒子について、エネルギー分散型X線分光法(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy;EDX)による元素分析を行う。これにより、選定したそれぞれの粒子に含まれる元素のうちLi以外の元素の種類及び量を特定することができる。 Next, each selected particle is subjected to elemental analysis by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX). This makes it possible to specify the type and amount of elements other than Li among the elements contained in each of the selected particles.

SEMで選定したそれぞれの粒子に含まれている化合物の結晶構造は、X線回折(X-Ray Diffraction;XRD)測定により特定することができる。 The crystal structure of the compound contained in each particle selected by SEM can be identified by X-Ray Diffraction (XRD) measurement.

測定は、CuKα線を線源として、2θ=10〜90°の測定範囲で行う。この測定により、選定した粒子に含まれる化合物のX線回折パターンを得ることができる。 The measurement is performed in a measurement range of 2θ = 10 to 90 ° using CuKα ray as a radiation source. By this measurement, the X-ray diffraction pattern of the compound contained in the selected particles can be obtained.

粉末X線回折測定の装置としては、Rigaku社製SmartLabを用いる。測定条件は以下の通りとする:Cuターゲット;45kV 200mA;ソーラスリット:入射及び受光共に5°;ステップ幅:0.02deg;スキャン速度:20deg/分;半導体検出器:D/teX Ultra 250;試料板ホルダ:平板ガラス試料板ホルダー(厚さ0.5mm);測定範囲:10°≦2θ≦90°の範囲。その他の装置を使用する場合は、上記と同等の測定結果が得られるように、粉末X線回折用標準Si粉末を用いた測定を行い、ピーク強度及びピークトップ位置が上記装置と一致する条件で行う。 As a device for powder X-ray diffraction measurement, a Smart Lab manufactured by Rigaku Co., Ltd. is used. The measurement conditions are as follows: Cu target; 45 kV 200 mA; solar slit: 5 ° for both incident and received light; step width: 0.02 deg; scan speed: 20 deg / min; semiconductor detector: D / teX Ultra 250; sample Plate holder: Flat glass sample plate holder (thickness 0.5 mm); Measurement range: 10 ° ≤ 2θ ≤ 90 °. When using other equipment, measure using standard Si powder for powder X-ray diffraction so that the same measurement results as above can be obtained, and under the conditions that the peak intensity and peak top position match those of the above equipment. Do.

測定対象の粒子に直方晶型チタン含有複合酸化物が含まれている場合、X線回折測定により、空間群CmcaやFmmmなど、直方晶型に帰属されるX線回折パターンが確認され得る。 When the particles to be measured contain an orthorhombic titanium-containing composite oxide, an X-ray diffraction pattern belonging to the orthorhombic type such as the space group Cmca or Fmmm can be confirmed by the X-ray diffraction measurement.

負極についてのXRD測定は、測定対象の電極を、広角X線回折装置のホルダーの面積と同程度切り出し、直接ガラスホルダーに貼り付けて測定することによって行うことができる。必要に応じて、活物質含有層から絶縁層を予め取り除いておく。このとき、電極集電体の金属箔の種類に応じてあらかじめXRDスペクトルを測定しておき、どの位置に集電体由来のピークが現れるかを把握しておく。また、導電剤や結着剤といった合剤のピークの有無もあらかじめ把握しておく。集電体のピークと活物質のピークが重なる場合、集電体から活物質含有層を剥離して測定することが望ましい。これは、ピーク強度を定量的に測定する際、重なったピークを分離するためである。もちろん、これらを事前に把握できているのであれば、この操作を省略することができる。活物質含有層を物理的に剥離しても良いが、溶媒中で超音波をかけると剥離しやすい。このようにして回収した活物質含有層を測定することで、活物質の広角X線回折測定を行うことができる。 The XRD measurement of the negative electrode can be performed by cutting out the electrode to be measured to the same extent as the area of the holder of the wide-angle X-ray diffractometer and directly attaching it to the glass holder for measurement. If necessary, the insulating layer is removed from the active material-containing layer in advance. At this time, the XRD spectrum is measured in advance according to the type of the metal foil of the electrode current collector, and the position where the peak derived from the current collector appears is grasped. In addition, the presence or absence of peaks of the mixture such as the conductive agent and the binder should be grasped in advance. When the peak of the current collector and the peak of the active material overlap, it is desirable to peel off the active material-containing layer from the current collector for measurement. This is to separate the overlapping peaks when the peak intensity is quantitatively measured. Of course, this operation can be omitted if these are known in advance. The active material-containing layer may be physically peeled off, but it is easily peeled off when ultrasonic waves are applied in a solvent. By measuring the active material-containing layer recovered in this way, wide-angle X-ray diffraction measurement of the active material can be performed.

活物質含有層全体の組成は、例えば、以下の手順で測定することができる。 The composition of the entire active material-containing layer can be measured, for example, by the following procedure.

まず、先に説明した手順により採取した電極を洗浄する。
洗浄した電極を用いて、先に説明した方法により、活物質含有層に含まれる粒子の組成を特定する。
First, the electrodes collected by the procedure described above are washed.
Using the washed electrodes, the composition of the particles contained in the active material-containing layer is specified by the method described above.

一方、洗浄した電極の他の一部を適切な溶媒中に入れて超音波を照射する。例えば、ガラスビーカー中に入れたエチルメチルカーボネートに電極を入れ、超音波洗浄機中で振動させることで、集電体基板から活物質含有層を剥離することができる。次に、減圧乾燥を行い、剥離した活物質含有層を乾燥する。得られた活物質含有層を乳鉢などで粉砕することで、測定対象たる活物質、導電剤、結着剤などを含む粉末となる。この粉末を、酸で溶解することで、活物質を含む液体サンプルを作製できる。このとき、酸としては塩酸、硝酸、硫酸、フッ化水素などを使用できる。この液体サンプルを誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)発光分光分析に供することで、活物質含有層に含まれていた活物質における元素の濃度を知ることができる。 On the other hand, the other part of the washed electrode is put in a suitable solvent and irradiated with ultrasonic waves. For example, the active material-containing layer can be peeled off from the current collector substrate by placing an electrode in ethyl methyl carbonate placed in a glass beaker and vibrating it in an ultrasonic cleaner. Next, vacuum drying is performed to dry the peeled active material-containing layer. By pulverizing the obtained active material-containing layer in a mortar or the like, a powder containing the active material to be measured, a conductive agent, a binder and the like can be obtained. By dissolving this powder with an acid, a liquid sample containing an active material can be prepared. At this time, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen fluoride and the like can be used as the acid. By subjecting this liquid sample to inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, the concentration of elements in the active material contained in the active material-containing layer can be known.

このとおり、活物質含有層に含まれている粒子について、SEM及びEDXによる組成の特定と、XRDによる結晶構造の特定と、ICP発光分光分析との結果を組み合わせることにより、粒子に含まれている化合物の組成及び結晶構造を特定することができる。 As described above, the particles contained in the active material-containing layer are contained in the particles by combining the results of the composition specification by SEM and EDX, the crystal structure specification by XRD, and the ICP emission spectroscopic analysis. The composition and crystal structure of the compound can be specified.

(炭素材料を含む相の確認方法)
チタン含有酸化物の粒子上に形成され得る相に含まれている炭素成分の結晶性を定量評価する手法としては、顕微ラマン測定装置を用いることができる。顕微ラマン装置としては、例えば、Thermo Fisher Scientific ALMEGAを用いることができる。測定条件は、例えば、測定光源の波長532nm、スリットサイズ25μm、レーザー強度10%、露光時間5s、積算回数10回とすることができる。
(Method of confirming the phase containing carbon material)
A microscopic Raman measuring device can be used as a method for quantitatively evaluating the crystallinity of the carbon component contained in the phase that can be formed on the particles of the titanium-containing oxide. As the micro Raman apparatus, for example, Thermo Fisher Scientific ALMEGA can be used. The measurement conditions can be, for example, a wavelength of the measurement light source of 532 nm, a slit size of 25 μm, a laser intensity of 10%, an exposure time of 5 s, and an integration number of 10 times.

ラマン分光測定は、例えば、以下に説明する手順により行うことができる。 Raman spectroscopic measurement can be performed, for example, by the procedure described below.

電池に組み込まれた材料を評価する場合、この電池をリチウムイオンが完全に脱離した状態にする。例えば、チタン含有酸化物が負極活物質として用いられている場合、電池を完全に放電状態にする。但し、放電状態でも残留したリチウムイオンが僅かに存在することがあり得る。 When evaluating the material incorporated in a battery, the battery is left in a state where lithium ions are completely desorbed. For example, when a titanium-containing oxide is used as the negative electrode active material, the battery is completely discharged. However, there may be a small amount of residual lithium ions even in the discharged state.

次に、アルゴンを充填したグローブボックス中で電池を分解し、電極を適切な溶媒で洗浄する。この際、例えばエチルメチルカーボネートなどを用いると良い。次に、洗浄した電極から活物質含有層を剥離し、試料を採取する。 The battery is then disassembled in an argon-filled glove box and the electrodes are washed with a suitable solvent. At this time, for example, ethyl methyl carbonate or the like may be used. Next, the active material-containing layer is peeled off from the washed electrode, and a sample is collected.

採取した試料を用いて、例えば先に説明した条件により、ラマン分光測定を行う。 Using the collected sample, Raman spectroscopic measurement is performed, for example, under the conditions described above.

測定に際しては、集電体、並びに導電剤及び結着剤といった合剤に含まれる他の成分のラマン活性の有無及びそのピーク位置を把握しておく。重なっている場合は活物質材料以外の成分に関するピークを分離する必要がある。 At the time of measurement, the presence or absence of Raman activity of the current collector and other components contained in the mixture such as the conductive agent and the binder and the peak position thereof should be grasped. If they overlap, it is necessary to separate peaks related to components other than the active material.

活物質含有層において活物質材料(例えば、活物質粒子と炭素材料を含む相との複合粒子)が導電剤と混合されている場合、活物質材料に含まれる炭素材料と、導電剤として組み込まれた炭素材料を区別することが困難であることがあり得る。このような場合、両者を区別する方法の1つとして、例えば溶剤によって結着剤を溶解、除去した後、遠心分離を行なって、比重の大きい活物質材料を取り出す方法が考えられる。このような方法によると、活物質材料と導電剤とを分離することができるので、活物質材料に含まれていた炭素材料は、活物質材料に含まれた状態のまま、測定に供することができる。 When the active material (for example, composite particles of the active material particles and the phase containing the carbon material) is mixed with the conductive agent in the active material-containing layer, the carbon material contained in the active material material and the carbon material contained in the active material material are incorporated as the conductive agent. It can be difficult to distinguish between carbon materials. In such a case, as one of the methods for distinguishing between the two, for example, a method of dissolving and removing the binder with a solvent and then centrifuging to take out the active material having a large specific gravity can be considered. According to such a method, the active material and the conductive agent can be separated, so that the carbon material contained in the active material can be used for measurement as it is contained in the active material. it can.

或いは、顕微ラマン分光によるマッピングによって活物質材料由来のスペクトル成分からマッピングを実施して導電剤成分と活物質材料成分との切り分けを行い、その後活物質材料成分に対応するラマンスペクトルのみを抽出して評価する手法をとることもできる。 Alternatively, mapping is performed from the spectral components derived from the active material material by mapping by microscopic Raman spectroscopy to separate the conductive agent component and the active material material component, and then only the Raman spectrum corresponding to the active material material component is extracted. It is also possible to take an evaluation method.

第1の実施形態に係る電極群は、正極と負極と電気的絶縁部材とを含む積層体を具備する。正極は、帯状の正極集電体と、正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブと、正極集電体の上に少なくとも正極集電タブを除いて担持された正極活物質含有層とを具備する。正極活物質含有層は正極集電体の上記一辺に平行な第1端部と第2端部とを含む。負極は、帯状の負極集電体と、負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブと、負極集電体の上に少なくとも負極集電タブを除いて担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層とを具備する。負極活物質含有層は負極集電体の上記一辺に平行な第3端部と第4端部とを含む。電気的絶縁部材は、正極活物質含有層と負極活物質含有層との間に介在している。積層体は、捲回されている。捲回軸に平行な第1方向に正極集電タブが突出する。第1端部よりも第4端部の方が正極集電タブ側に寄って位置している。第1方向と反対向きの第2方向に負極集電タブが突出する。第2端部よりも第3端部の方が負極集電タブ側に寄って位置している。第1端部と第4端部との間の第1ずれ幅と比較して、第2端部と第3端部との間の第2ずれ幅の方が広い。当該電極群は、自己放電が抑制された電池を実現できる。 The electrode group according to the first embodiment includes a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and an electrically insulating member. The positive electrode was supported on a band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector, and at least the positive electrode current collector tab except for the positive electrode current collector tab. It includes a positive electrode active material-containing layer. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion parallel to the above-mentioned one side of the positive electrode current collector. The negative electrode is supported on a strip-shaped negative electrode current collector, a negative electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode current collector except for at least the negative electrode current collector tab. It includes a negative electrode active material-containing layer containing a contained oxide. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion parallel to the one side of the negative electrode current collector. The electrically insulating member is interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. The laminate is wound. The positive electrode current collecting tab projects in the first direction parallel to the winding axis. The fourth end is located closer to the positive electrode current collector tab side than the first end. The negative electrode current collector tab projects in the second direction opposite to the first direction. The third end is located closer to the negative electrode current collector tab side than the second end. The second deviation width between the second end portion and the third end portion is wider than the first deviation width between the first end portion and the fourth end portion. The electrode group can realize a battery in which self-discharge is suppressed.

(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る電池は、第1の実施形態に係る電極群を具備している。
(Second Embodiment)
The battery according to the second embodiment includes the electrode group according to the first embodiment.

実施形態に係る電池は、電解質を更に具備することができる。電解質は、電極群に保持され得る。 The battery according to the embodiment may further include an electrolyte. The electrolyte can be retained in the electrode group.

また、実施形態に係る電池は、電極群及び電解質を収容する外装部材を更に具備することができる。 In addition, the battery according to the embodiment may further include an exterior member that houses an electrode group and an electrolyte.

さらに、実施形態に係る電池は、負極に電気的に接続された負極端子及び正極に電気的に接続された正極端子を更に具備することができる。 Further, the battery according to the embodiment can further include a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode and a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode.

実施形態に係る電池は、例えば、リチウムイオン二次電池であり得る。また、電池は、例えば、電解質として非水電解質を含んだ非水電解質電池を含む。 The battery according to the embodiment can be, for example, a lithium ion secondary battery. Further, the battery includes, for example, a non-aqueous electrolyte battery containing a non-aqueous electrolyte as an electrolyte.

以下、電解質、外装部材、負極端子及び正極端子について詳細に説明する。 Hereinafter, the electrolyte, the exterior member, the negative electrode terminal, and the positive electrode terminal will be described in detail.

[電解質]
電解質としては、例えば液状非水電解質又はゲル状非水電解質を用いることができる。液状非水電解質は、溶質としての電解質塩を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質塩の濃度は、0.5 mol/L以上2.5 mol/L以下であることが好ましい。
[Electrolytes]
As the electrolyte, for example, a liquid non-aqueous electrolyte or a gel-like non-aqueous electrolyte can be used. The liquid non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt as a solute in an organic solvent. The concentration of the electrolyte salt is preferably 0.5 mol / L or more and 2.5 mol / L or less.

電解質塩の例には、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム(LiN(CF3SO2)2)のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質塩は、高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、LiPF6が最も好ましい。Examples of electrolyte salts include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium arsenic hexafluorophosphate (LiAsF 6 ), and trifluoromethane. Includes lithium salts such as lithium sulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and bistrifluoromethylsulfonylimide lithium (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), and mixtures thereof. The electrolyte salt is preferably one that is difficult to oxidize even at a high potential, and LiPF 6 is most preferable.

有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート(propylene carbonate;PC)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate;EC)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate;VC)のような環状カーボネート;ジエチルカーボネート(diethyl carbonate;DEC)、ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate;DMC)、メチルエチルカーボネート(methyl ethyl carbonate;MEC)のような鎖状カーボネート;テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran;THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2-methyl tetrahydrofuran;2MeTHF)、ジオキソラン(dioxolane;DOX)のような環状エーテル;ジメトキシエタン(dimethoxy ethane;DME)、ジエトキシエタン(diethoxy ethane;DEE)のような鎖状エーテル;γ-ブチロラクトン(γ-butyrolactone;GBL)、アセトニトリル(acetonitrile;AN)、及びスルホラン(sulfolane;SL)が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。 Examples of organic solvents include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), vinylene carbonate (VC); diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate. (Dimethyl carbonate; DMC), chain carbonates such as methyl ethyl carbonate (MEC); tetrahydrofuran (tetrahydrofuran; THF), 2-methyl tetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX). Cyclic ethers such as; chain ethers such as dimethoxy ethane (DME), diethoxy ethane (DEE); γ-butyrolactone (GBL), acetonitrile (acetonitrile; AN), and sulfolanes. (Sulfolane; SL) is included. These organic solvents can be used alone or as a mixed solvent.

ゲル状非水電解質は、液状非水電解質と高分子材料とを複合化することにより調製される。高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;PVdF)、ポリアクリロニトリル(polyacrylonitrile;PAN)、ポリエチレンオキサイド(polyethylene oxide;PEO)、又はこれらの混合物が含まれる。 The gel-like non-aqueous electrolyte is prepared by combining a liquid non-aqueous electrolyte and a polymer material. Examples of polymeric materials include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), or mixtures thereof.

或いは、非水電解質としては、液状非水電解質及びゲル状非水電解質の他に、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)、高分子固体電解質、及び無機固体電解質等を用いてもよい。 Alternatively, as the non-aqueous electrolyte, in addition to the liquid non-aqueous electrolyte and the gel-like non-aqueous electrolyte, a room temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used. May be good.

常温溶融塩(イオン性融体)は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の内、常温(15℃以上25℃以下)で液体として存在し得る化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質塩と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、又はこれらの混合物が含まれる。一般に、二次電池に用いられる常温溶融塩の融点は、25℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に4級アンモニウム骨格を有する。 The room temperature molten salt (ionic melt) refers to a compound that can exist as a liquid at room temperature (15 ° C. or higher and 25 ° C. or lower) among organic salts composed of a combination of an organic cation and an anion. The room temperature molten salt includes a room temperature molten salt that exists as a liquid by itself, a room temperature molten salt that becomes a liquid when mixed with an electrolyte salt, a room temperature molten salt that becomes a liquid when dissolved in an organic solvent, or a mixture thereof. Is done. Generally, the melting point of a room temperature molten salt used in a secondary battery is 25 ° C. or lower. In addition, the organic cation generally has a quaternary ammonium skeleton.

高分子固体電解質は、電解質塩を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。 The polymer solid electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte salt in a polymer material and solidifying it.

無機固体電解質は、Liイオン伝導性を有する固体物質である。無機固体電解質として、例えば、絶縁層に含むことのできるLiイオン伝導性を有する固体電解質を用いることができる。 The inorganic solid electrolyte is a solid substance having Li ion conductivity. As the inorganic solid electrolyte, for example, a solid electrolyte having Li ion conductivity that can be contained in the insulating layer can be used.

[外装部材]
外装部材としては、例えば、ラミネートフィルムからなる容器、又は金属製容器を用いることができる。
[Exterior member]
As the exterior member, for example, a container made of a laminated film or a metal container can be used.

ラミネートフィルムの厚さは、例えば、0.5mm以下であり、好ましくは、0.2mm以下である。 The thickness of the laminated film is, for example, 0.5 mm or less, preferably 0.2 mm or less.

ラミネートフィルムとしては、複数の樹脂層とこれらの樹脂層間に介在した金属層とを含む多層フィルムが用いられる。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン(polypropylene;PP)、ポリエチレン(polyethylene;PE)、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate;PET)等の高分子材料を含んでいる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔からなることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形され得る。 As the laminated film, a multilayer film including a plurality of resin layers and a metal layer interposed between these resin layers is used. The resin layer contains, for example, a polymer material such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, and polyethylene terephthalate (PET). The metal layer is preferably made of aluminum foil or aluminum alloy foil for weight reduction. The laminated film can be molded into the shape of an exterior member by sealing by heat fusion.

金属製容器の壁の厚さは、例えば、1mm以下であり、より好ましくは0.5mm以下であり、更に好ましくは、0.2mm以下である。 The wall thickness of the metal container is, for example, 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, still more preferably 0.2 mm or less.

金属製容器は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等の元素を含むことが好ましい。アルミニウム合金は、鉄、銅、ニッケル、及びクロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は100質量ppm以下であることが好ましい。 The metal container is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy. The aluminum alloy preferably contains elements such as magnesium, zinc, and silicon. When the aluminum alloy contains a transition metal such as iron, copper, nickel, and chromium, the content thereof is preferably 100 mass ppm or less.

外装部材の形状は、特に限定されない。外装部材の形状は、例えば、扁平型(薄型)、角型、円筒型、コイン型、又はボタン型等であってもよい。外装部材は、電池寸法や電池の用途に応じて適宜選択することができる。 The shape of the exterior member is not particularly limited. The shape of the exterior member may be, for example, a flat type (thin type), a square type, a cylindrical type, a coin type, a button type, or the like. The exterior member can be appropriately selected according to the battery size and the application of the battery.

[負極端子]
負極端子は、上述のチタン含有酸化物(負極活物質)のLi吸蔵放出電位において電気化学的に安定であり、かつ導電性を有する 材料から形成することができる。具体的には、負極端子の材料としては、銅、ニッケル、ステンレス若しくはアルミニウム、又は、Mg,Ti,Zn,Mn,Fe,Cu,及びSiからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。負極端子の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料からなることが好ましい。
[Negative electrode terminal]
The negative electrode terminal can be formed from a material that is electrochemically stable and has conductivity at the Li storage / discharge potential of the above-mentioned titanium-containing oxide (negative electrode active material). Specifically, the material of the negative electrode terminal contains at least one element selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel or aluminum, or Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, and Si. Aluminum alloy can be mentioned. As the material of the negative electrode terminal, it is preferable to use aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode terminal is preferably made of the same material as the negative electrode current collector in order to reduce the contact resistance with the negative electrode current collector.

[正極端子]
正極端子は、リチウムの酸化還元電位に対し3V以上4.5V以下 の電位範囲(vs.Li/Li+)において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成することができる。正極端子の材料としては、アルミニウム、或いは、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及びSiからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
[Positive terminal]
The positive electrode terminal can be formed of a material that is electrically stable and has conductivity in a potential range (vs. Li / Li +) of 3 V or more and 4.5 V or less with respect to the redox potential of lithium. Examples of the material of the positive electrode terminal include aluminum or an aluminum alloy containing at least one element selected from the group consisting of Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si. The positive electrode terminal is preferably formed of the same material as the positive electrode current collector in order to reduce the contact resistance with the positive electrode current collector.

次に、実施形態に係る電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。 Next, the battery according to the embodiment will be described more specifically with reference to the drawings.

図4は、実施形態に係る一例の扁平型電池の概略断面図である。図5は、図4のA部の拡大断面図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example flat battery according to the embodiment. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG.

図4及び図5に示す電池1は、図4に示す扁平状の捲回型電極群3を具備している。扁平状の捲回型電極群3は、金属層と、これを挟む2枚の樹脂フィルムとを含んだラミネートフィルムからなる袋状外装部材2内に収納されている。 The battery 1 shown in FIGS. 4 and 5 includes the flat wound electrode group 3 shown in FIG. The flat wound electrode group 3 is housed in a bag-shaped exterior member 2 made of a laminated film including a metal layer and two resin films sandwiching the metal layer.

扁平状の捲回型電極群3は、図6に示すように、外側から負極5、電気的絶縁部材6、正極4、電気的絶縁部材6の順で積層した積層体を渦巻状に捲回し、プレス成型することにより形成されている。負極5のうち最も外側に位置する部分は、図5に示すように負極集電体5aの内面側の片面上に負極活物質を含む負極活物質含有層5bを形成している。負極5のその他の部分では、負極集電体5aの両面上に負極活物質含有層5bが形成されている。正極4については、正極集電体4aの両面に正極活物質含有層4bが形成されている。 As shown in FIG. 6, the flat spiral electrode group 3 spirally winds a laminated body in which the negative electrode 5, the electrically insulating member 6, the positive electrode 4, and the electrically insulating member 6 are laminated in this order from the outside. , Formed by press molding. As shown in FIG. 5, the outermost portion of the negative electrode 5 forms a negative electrode active material-containing layer 5b containing a negative electrode active material on one surface of the negative electrode current collector 5a on the inner surface side. In the other portion of the negative electrode 5, the negative electrode active material-containing layer 5b is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 5a. Regarding the positive electrode 4, positive electrode active material-containing layers 4b are formed on both sides of the positive electrode current collector 4a.

捲回型の電極群3の外周端近傍において、負極端子8が、負極5の最外層の部分の負極集電体5aに接続されており、正極端子7が、内側に位置する正極4の正極集電体4aに接続されている。これらの負極端子8および正極端子7は、袋状外装部材2の開口部から外部に延出されている。 The negative electrode terminal 8 is connected to the negative electrode current collector 5a in the outermost layer of the negative electrode 5 in the vicinity of the outer peripheral end of the wound electrode group 3, and the positive electrode terminal 7 is the positive electrode of the positive electrode 4 located inside. It is connected to the current collector 4a. These negative electrode terminals 8 and positive electrode terminals 7 extend outward from the opening of the bag-shaped exterior member 2.

図4及び図5に示す電池1は、図示しない電解質を更に具備する。電解質は、電極群3に含浸された状態で、外装部材2内に収容されている。 The battery 1 shown in FIGS. 4 and 5 further includes an electrolyte (not shown). The electrolyte is housed in the exterior member 2 in a state of being impregnated with the electrode group 3.

第2の実施形態に係る電池は、第1の実施形態に係る電極群を含む。そのため、電池では、自己放電が抑制されている。 The battery according to the second embodiment includes the electrode group according to the first embodiment. Therefore, in the battery, self-discharge is suppressed.

[第3の実施形態]
第3の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、第2の実施形態に係る電池を具備する。
[Third Embodiment]
According to a third embodiment, a battery pack is provided. This battery pack comprises the battery according to the second embodiment.

実施形態に係る電池パックは、複数の電池を備えることもできる。複数の電池は、電気的に直列に接続することもできるし、又は電気的に並列に接続することもできる。或いは、複数の電池を、直列及び並列の組み合わせで接続することもできる。 The battery pack according to the embodiment may also include a plurality of batteries. Multiple batteries can be electrically connected in series or electrically in parallel. Alternatively, a plurality of batteries can be connected in series and in parallel.

例えば、電池パックは、第2の実施形態に係る電池を5つ具備することもできる。これらの電池は、直列に接続されることができる。また、直列に接続された電池は、組電池を構成することができる。すなわち、実施形態に係る電池パックは、組電池を具備することもできる。 For example, the battery pack may include five batteries according to the second embodiment. These batteries can be connected in series. Further, the batteries connected in series can form an assembled battery. That is, the battery pack according to the embodiment may also include an assembled battery.

実施形態に係る電池パックは、複数の組電池を具備することができる。複数の組電池は、直列、並列、又は直列及び並列の組み合わせで接続することができる。 The battery pack according to the embodiment may include a plurality of assembled batteries. A plurality of assembled batteries can be connected in series, in parallel, or in a combination of series and parallel.

実施形態に係る電池パックを図6及び図7を参照して詳細に説明する。単電池には、図1及び図2に示す扁平型電池を使用することができる。 The battery pack according to the embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. As the cell, the flat batteries shown in FIGS. 1 and 2 can be used.

図6は、実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。図7は、図6に示す電池パック20の電気回路の一例を示すブロック図である。 FIG. 6 is an exploded perspective view schematically showing an example of the battery pack according to the embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the electric circuit of the battery pack 20 shown in FIG.

前述した図1及び図2に示す扁平型電池から構成される複数の単電池21は、外部に延出した負極端子8及び正極端子7が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ22で締結することにより組電池23を構成している。これらの単電池21は、図7に示すように互いに電気的に直列に接続されている。 The plurality of cell cells 21 composed of the flat batteries shown in FIGS. 1 and 2 described above are laminated so that the negative electrode terminals 8 and the positive electrode terminals 7 extending to the outside are aligned in the same direction, and are laminated with an adhesive tape 22. The assembled battery 23 is formed by fastening the batteries. As shown in FIG. 7, these cell cells 21 are electrically connected in series with each other.

プリント配線基板24は、負極端子8及び正極端子7が延出する単電池21側面と対向して配置されている。プリント配線基板24には、図7に示すようにサーミスタ25、保護回路26及び外部機器への通電用端子27が搭載されている。なお、組電池23と対向する保護回路基板24の面には組電池23の配線と不要な接続を回避するために絶縁板(図示せず)が取り付けられている。 The printed wiring board 24 is arranged so as to face the side surface of the cell 21 on which the negative electrode terminal 8 and the positive electrode terminal 7 extend. As shown in FIG. 7, the printed wiring board 24 is equipped with a thermistor 25, a protection circuit 26, and a terminal 27 for energizing an external device. An insulating plate (not shown) is attached to the surface of the protective circuit board 24 facing the assembled battery 23 in order to avoid unnecessary connection with the wiring of the assembled battery 23.

正極側リード28は、組電池23の最下層に位置する正極端子7に接続され、その先端はプリント配線基板24の正極側コネクタ29に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード30は、組電池23の最上層に位置する負極端子8に接続され、その先端はプリント配線基板24の負極側コネクタ31に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ29及び31は、プリント配線基板24に形成された配線32及び配線33を通して保護回路26に接続されている。 The positive electrode side lead 28 is connected to the positive electrode terminal 7 located at the bottom layer of the assembled battery 23, and the tip thereof is inserted into the positive electrode side connector 29 of the printed wiring board 24 and electrically connected. The negative electrode side lead 30 is connected to the negative electrode terminal 8 located on the uppermost layer of the assembled battery 23, and the tip thereof is inserted into the negative electrode side connector 31 of the printed wiring board 24 and electrically connected. These connectors 29 and 31 are connected to the protection circuit 26 through the wiring 32 and the wiring 33 formed on the printed wiring board 24.

サーミスタ25は、単電池21の温度を検出し、その検出信号は保護回路26に送信される。保護回路26は、所定の条件で保護回路26と外部機器への通電用端子27との間のプラス側配線34a及びマイナス側配線34bを遮断できる。所定の条件とは、例えばサーミスタ25の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件とは単電池21の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池21若しくは組電池23全体について行われる。個々の単電池21を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池21中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図6及び図7の場合、単電池21それぞれに電圧検出のための配線35を接続し、これら配線35を通して検出信号が保護回路26に送信される。 The thermistor 25 detects the temperature of the cell 21 and the detection signal is transmitted to the protection circuit 26. The protection circuit 26 can cut off the positive side wiring 34a and the negative side wiring 34b between the protection circuit 26 and the energizing terminal 27 to the external device under predetermined conditions. The predetermined condition is, for example, when the detection temperature of the thermistor 25 becomes equal to or higher than the predetermined temperature. Further, the predetermined condition is when overcharge, overdischarge, overcurrent, etc. of the cell 21 are detected. The detection of overcharging or the like is performed for each individual cell 21 or the entire assembled battery 23. When detecting the individual cell 21, the battery voltage may be detected, or the positive electrode potential or the negative electrode potential may be detected. In the latter case, a lithium electrode used as a reference electrode is inserted into each cell 21. In the case of FIGS. 6 and 7, a wiring 35 for voltage detection is connected to each of the cell 21s, and a detection signal is transmitted to the protection circuit 26 through these wirings 35.

正極端子7及び負極端子8が突出する側面を除く組電池23の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート36がそれぞれ配置されている。 Protective sheets 36 made of rubber or resin are arranged on the three side surfaces of the assembled battery 23 except for the side surfaces on which the positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 8 project.

組電池23は、各保護シート36およびプリント配線基板24と共に収納容器37内に収納される。すなわち、収納容器37の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート36が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板24が配置される。組電池23は、保護シート36およびプリント配線基板24で囲まれた空間内に位置する。蓋38は、収納容器37の上面に取り付けられている。 The assembled battery 23 is housed in the storage container 37 together with the protective sheet 36 and the printed wiring board 24. That is, the protective sheet 36 is arranged on both inner side surfaces in the long side direction and the inner side surface in the short side direction of the storage container 37, and the printed wiring board 24 is arranged on the inner side surface on the opposite side in the short side direction. The assembled battery 23 is located in a space surrounded by the protective sheet 36 and the printed wiring board 24. The lid 38 is attached to the upper surface of the storage container 37.

なお、組電池23の固定には粘着テープ22に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて組電池を結束させる。 A heat-shrinkable tape may be used instead of the adhesive tape 22 to fix the assembled battery 23. In this case, protective sheets are arranged on both side surfaces of the assembled battery, the heat-shrinkable tape is circulated, and then the heat-shrinkable tape is heat-shrinked to bind the assembled battery.

図6及び図7では単電池21を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。組み上がった電池パックを直列及び/又は並列に接続することもできる。 Although FIGS. 6 and 7 show a form in which the cells 21 are connected in series, they may be connected in parallel in order to increase the battery capacity. The assembled battery packs can also be connected in series and / or in parallel.

第3の実施形態に係る電池パックは、第2の実施形態に係る電池を含む。そのため、電池パックでは、自己放電が抑制されている。 The battery pack according to the third embodiment includes the battery according to the second embodiment. Therefore, self-discharge is suppressed in the battery pack.

[実施例]
以下、実施例を説明する。
[Example]
Examples will be described below.

<電池の作製>
(実施例1)
[負極の製造]
負極活物質として炭素付着された二次粒子形状のTiNb2O7を用意した。炭素の相を含めた二次粒子の平均粒径は15μmだった。用意した負極活物質と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、80:10:10の質量比で、N−メチルピロリドン(NMP)中で混合し、スラリーを得た。このスラリーをAl箔の両面に60g/m2の目付にて塗布し、乾燥させた。Al箔の幅方向の一辺に、何れの面にもスラリーを塗布しなかった部分を残した。乾燥後の積層構造物をプレスし、更に真空乾燥を行った。次いで、活物質含有層(乾燥およびプレス後のスラリー塗膜)の幅が180mmとなるように裁断し、負極を得た。裁断する際、スラリーを塗布しなかった部分とは反対側の辺を裁断した。なお、スラリーを塗布しなかった部分を負極集電タブとして用いた。
<Battery production>
(Example 1)
[Manufacturing of negative electrode]
As the negative electrode active material, Ti Nb 2 O 7 in the form of secondary particles to which carbon was attached was prepared. The average particle size of the secondary particles including the carbon phase was 15 μm. The prepared negative electrode active material, acetylene black, and polyvinylidene fluoride (PVdF) were mixed in N-methylpyrrolidone (NMP) at a mass ratio of 80:10:10 to obtain a slurry. This slurry was applied to both sides of the Al foil with a basis weight of 60 g / m 2 and dried. On one side of the Al foil in the width direction, a portion where the slurry was not applied was left on any surface. The laminated structure after drying was pressed and further vacuum dried. Next, the active material-containing layer (slurry coating film after drying and pressing) was cut so as to have a width of 180 mm to obtain a negative electrode. When cutting, the side opposite to the portion to which the slurry was not applied was cut. The portion to which the slurry was not applied was used as the negative electrode current collector tab.

[正極の製造]
正極活物質としてLiNi0.33Co0.33Mn0.33粒子、導電剤としてカーボンブラック、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用意した。これらを、90:5:5の質量比で混合して混合物を得た。次に、得られた混合物をN−メチルピロリドン(NMP)溶媒中に分散して正極スラリーを調製した。このスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に80g/m2の目付にて塗布し、乾燥を行った。Al箔の幅方向の一辺に、何れの面にもスラリーを塗布しなかった部分を残した。乾燥後の積層構造物にロールプレスを施した。その後、活物質含有層(乾燥およびプレス後のスラリー塗膜)の幅が175mmのサイズになるよう裁断して、正極を得た。裁断する際、スラリーを塗布しなかった部分とは反対側の辺を裁断した。なお、スラリーを塗布しなかった部分を正極集電タブとして用いた。
[Manufacturing of positive electrode]
LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 particles were prepared as the positive electrode active material, carbon black was prepared as the conductive agent, and polyvinylidene fluoride (PVdF) was prepared as the binder. These were mixed at a mass ratio of 90: 5: 5 to obtain a mixture. Next, the obtained mixture was dispersed in an N-methylpyrrolidone (NMP) solvent to prepare a positive electrode slurry. This slurry was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm with a basis weight of 80 g / m 2 and dried. On one side of the Al foil in the width direction, a portion where the slurry was not applied was left on any surface. The laminated structure after drying was roll-pressed. Then, the active material-containing layer (slurry coating film after drying and pressing) was cut so as to have a size of 175 mm to obtain a positive electrode. When cutting, the side opposite to the portion to which the slurry was not applied was cut. The portion to which the slurry was not applied was used as the positive electrode current collecting tab.

[電極群の製造]
セパレータ(電気的絶縁部材)として、厚さが15μmで、空隙率が70%のセルロース繊維不織布を用意した。このセパレータを2枚と、上記の通り製造した負極と正極とを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順となるよう積層させて、積層体を得た。積層させる際、負極集電タブと正極集電タブとが積層体の反対側(幅方向に対向する一対の辺のそれぞれ)に位置する配置とした。このとき、活物質含有層の幅は負極の方が正極よりも5 mm長いことがわかる。正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅は1.5 mmとし、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅は3.5 mmとした。
積層体を扁平の渦巻状に捲回することにより、電極群を製造した。
[Manufacturing of electrode group]
As a separator (electrically insulating member), a cellulose fiber non-woven fabric having a thickness of 15 μm and a porosity of 70% was prepared. Two of these separators and the negative electrode and the positive electrode manufactured as described above were laminated in the order of the negative electrode, the separator, the positive electrode, and the separator to obtain a laminated body. When laminating, the negative electrode current collecting tab and the positive electrode current collecting tab were arranged on opposite sides of the laminated body (each of a pair of sides facing each other in the width direction). At this time, it can be seen that the width of the active material-containing layer is 5 mm longer in the negative electrode than in the positive electrode. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collector tab side was 1.5 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the negative electrode current collector tab side was 3.5 mm.
An electrode group was manufactured by winding the laminate in a flat spiral shape.

[電解質の調製]
プロピレンカーボネート(PC)とジエチルカーボネート(DEC)を体積比PC:DECが1:2となるように混合した。この混合溶媒に、LiPFを1M溶解させ、液状非水電解質を得た。
[Preparation of electrolyte]
Propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed so that the volume ratio of PC: DEC was 1: 2. 1M of LiPF 6 was dissolved in this mixed solvent to obtain a liquid non-aqueous electrolyte.

[電池の作製]
電極群をラミネートフィルムからなる袋状外装部材に挿入した。
液状非水電解質を、外装部材内の電極群に注液した。外装部材を封止することにより、厚さ17mm、幅88mm、高さ240mmの非水電解質二次電池を得た。
[Battery production]
The electrode group was inserted into a bag-shaped exterior member made of a laminated film.
A liquid non-aqueous electrolyte was injected into a group of electrodes in the exterior member. By sealing the exterior member, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a thickness of 17 mm, a width of 88 mm, and a height of 240 mm was obtained.

(実施例2)
実施例1と同様の手順で負極および正極を製造した。
平均粒径が1μmのAl粒子とPVdFとを、100:4の質量比で混合した混合物をNMPに分散させてアルミナ含有スラリー(スラリーII)を調製した。このスラリーは、粘度せん断速度1.0(1/s)で100Pa・s、粘度せん断速度1000(1/s)で2Pa・sとなるように調製した。
(Example 2)
A negative electrode and a positive electrode were manufactured in the same procedure as in Example 1.
An alumina-containing slurry (slurry II) was prepared by dispersing a mixture of Al 2 O 3 particles having an average particle size of 1 μm and PVdF in a mass ratio of 100: 4 in NMP. This slurry was prepared so as to have a viscosity shear rate of 1.0 (1 / s) of 100 Pa · s and a viscosity shear rate of 1000 (1 / s) of 2 Pa · s.

アルミナ含有スラリーを、負極の両面の活物質含有層上に5g/m2の量となるように塗布した。また、アルミナ含有スラリーの塗工幅が180mmとなるように塗布した。アルミナ含有スラリーを乾燥させて、負極上に絶縁層を形成した。The alumina-containing slurry was applied onto the active material-containing layers on both sides of the negative electrode in an amount of 5 g / m 2 . Further, the alumina-containing slurry was applied so that the coating width was 180 mm. The alumina-containing slurry was dried to form an insulating layer on the negative electrode.

絶縁層が形成された負極と正極とを交互に積層させて、積層体を得た。積層させる際、負極集電タブと正極集電タブとが積層体の反対側(幅方向に対向する一対の辺のそれぞれ)に位置する配置とした。実施例1と同様に、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅は1.5 mmとし、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅は3.5 mmとした。積層体を捲回することにより、電極群を製造した。 The negative electrode and the positive electrode on which the insulating layer was formed were alternately laminated to obtain a laminated body. When laminating, the negative electrode current collecting tab and the positive electrode current collecting tab were arranged on opposite sides of the laminated body (each of a pair of sides facing each other in the width direction). Similar to Example 1, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collecting tab side was 1.5 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the negative electrode current collecting tab side was 3.5 mm. An electrode group was manufactured by winding the laminate.

得られた電極群を用いたことを除き、実施例1と同様に非水電解質二次電池を作製した。 A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained electrode group was used.

(実施例3)
絶縁層の形成にAl2O3の代わりに平均粒径が1μmのBaSO4粒子を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 3)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that BaSO 4 particles having an average particle size of 1 μm were used instead of Al 2 O 3 for forming the insulating layer.

(実施例4)
絶縁層の形成にAl2O3の代わりに平均粒径が1μmのLiLaTa12粒子を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 4)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that Li 7 La 2 Ta 3 O 12 particles having an average particle size of 1 μm were used instead of Al 2 O 3 for forming the insulating layer.

(実施例5)
絶縁層の形成にAl2O3の代わりに平均粒径が1μmのLi1.4Al0.4Zr1.6(PO粒子を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 5)
A non-aqueous electrolyte as in Example 2 except that Li 1.4 Al 0.4 Zr 1.6 (PO 4 ) 3 particles having an average particle size of 1 μm were used instead of Al 2 O 3 for forming the insulating layer. A secondary battery was manufactured.

(実施例6)
負極活物質含有層の幅を90 mmに変更し、正極活物質含有層の幅を87.5 mmに変更した。正極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を1 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を1.5 mmに変更した。電極群をラミネートフィルム製の袋状外装部材の代わりに壁厚0.25mmのアルミニウム合金(Al純度99%)からなり厚さ21mm、幅115mm、高さ105mmの角形缶に挿入した。
これらの変更以外は、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 6)
The width of the negative electrode active material-containing layer was changed to 90 mm, and the width of the positive electrode active material-containing layer was changed to 87.5 mm. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the positive electrode current collection tab side was changed to 1 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 1.5 mm. The electrode group was inserted into a square can having a wall thickness of 0.25 mm and an aluminum alloy (Al purity 99%) having a thickness of 21 mm, a width of 115 mm, and a height of 105 mm instead of a bag-shaped exterior member made of a laminated film.
Except for these changes, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例7)
負極活物質含有層の幅を180 mmに変更し、正極活物質含有層の幅を176.5 mmに変更した。正極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を1.5 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を2 mmに変更した。
これらの変更以外は、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 7)
The width of the negative electrode active material-containing layer was changed to 180 mm, and the width of the positive electrode active material-containing layer was changed to 176.5 mm. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the positive electrode current collection tab side was changed to 1.5 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 2 mm.
Except for these changes, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例8)
実施例1にて負極の製造に用いたスラリーと同様のスラリー(スラリーI)を用意した。
実施例2にて絶縁層の形成に用いたアルミナ含有スラリーと同様のスラリー(スラリーII)を用意した。
先に説明した第2の製造方法に沿って絶縁層が形成された負極を作製したことを除き、実施例7と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 8)
A slurry (slurry I) similar to the slurry used for producing the negative electrode in Example 1 was prepared.
A slurry (slurry II) similar to the alumina-containing slurry used for forming the insulating layer in Example 2 was prepared.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 7, except that a negative electrode having an insulating layer formed was produced according to the second production method described above.

(実施例9)
負極活物質含有層の幅を185 mmに変更し、正極活物質含有層の幅を179 mmに変更した。正極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を2 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を4 mmに変更した。
これらの変更以外は、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 9)
The width of the negative electrode active material-containing layer was changed to 185 mm, and the width of the positive electrode active material-containing layer was changed to 179 mm. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the positive electrode current collector tab side was changed to 2 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collector tab side was changed to 4 mm.
Except for these changes, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例10)
負極活物質含有層の幅を118 mmに変更し、正極活物質含有層の幅を113.5 mmに変更した。正極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を2 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を2.5 mmに変更した。
これらの変更以外は、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 10)
The width of the negative electrode active material-containing layer was changed to 118 mm, and the width of the positive electrode active material-containing layer was changed to 113.5 mm. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the positive electrode current collection tab side was changed to 2 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 2.5 mm.
Except for these changes, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例11)
負極活物質含有層の幅を180 mmに変更し、正極活物質含有層の幅を172.6 mmに変更した。正極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を3.5 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出し幅を3.9 mmに変更した。
これらの変更以外は、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 11)
The width of the negative electrode active material-containing layer was changed to 180 mm, and the width of the positive electrode active material-containing layer was changed to 172.6 mm. The protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the positive electrode current collection tab side was changed to 3.5 mm, and the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 3.9 mm.
Except for these changes, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例12)
負極活物質として平均粒径が1μmの一次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例1と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 12)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 1 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例13)
負極活物質として平均粒径が1μmの一次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 13)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 1 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例14)
負極活物質として平均粒径が0.8μmの一次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 14)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 0.8 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例15)
負極活物質として平均粒径が12μmの二次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 15)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 12 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例16)
負極活物質として平均粒径が1μmの一次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例6と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 16)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 6 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 1 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例17)
負極活物質として平均粒径が1μmの一次粒子形状のTiNb2O7(炭素相なし)を用いた以外、実施例7と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 17)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 7 except that Ti Nb 2 O 7 (without carbon phase) having an average particle size of 1 μm was used as the negative electrode active material.

(実施例18)
電極群を製造する際、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅を0.5 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出しを4.5 mmに変更した以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 18)
When manufacturing the electrode group, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collection tab side was changed to 0.5 mm, and the protrusion of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 4.5 mm. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例19)
負極活物質として炭素付着された二次粒子形状のLi2Na1.6Ti5.6Nb0.4O14を用意した。炭素の相を含めた二次粒子の平均粒径は15μmだった。用意した負極活物質と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、80:10:10の質量比で、N−メチルピロリドン(NMP)中で混合し、スラリーを得た。このスラリーをAl箔の両面に100g/m2の目付にて塗布し、乾燥させた。Al箔の幅方向の一辺に、何れの面にもスラリーを塗布しなかった部分を残した。乾燥後の積層構造物をプレスし、更に真空乾燥を行った。次いで、活物質含有層(乾燥およびプレス後のスラリー塗膜)の幅が180mmとなるように裁断し、負極を得た。裁断する際、スラリーを塗布しなかった部分とは反対側の辺を裁断した。なお、スラリーを塗布しなかった部分を負極集電タブとして用いた。
この負極を用いたことを除き、実施例1と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 19)
As the negative electrode active material, Li 2 Na 1.6 Ti 5.6 Nb 0.4 O 14 in the form of secondary particles to which carbon was attached was prepared. The average particle size of the secondary particles including the carbon phase was 15 μm. The prepared negative electrode active material, acetylene black, and polyvinylidene fluoride (PVdF) were mixed in N-methylpyrrolidone (NMP) at a mass ratio of 80:10:10 to obtain a slurry. This slurry was applied to both sides of the Al foil with a basis weight of 100 g / m 2 and dried. On one side of the Al foil in the width direction, a portion where the slurry was not applied was left on any surface. The laminated structure after drying was pressed and further vacuum dried. Next, the active material-containing layer (slurry coating film after drying and pressing) was cut so as to have a width of 180 mm to obtain a negative electrode. When cutting, the side opposite to the portion to which the slurry was not applied was cut. The portion to which the slurry was not applied was used as the negative electrode current collector tab.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode was used.

(実施例20)
負極活物質として、平均粒径が1μmの一次粒子形状のLi2Na1.6Ti5.6Nb0.4O14(炭素相なし)を用いた以外、実施例18と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 20)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 18 except that Li 2 Na 1.6 Ti 5.6 Nb 0.4 O 14 (without carbon phase) having an average particle size of 1 μm was used as the negative electrode active material. ..

(実施例21)
負極活物質として平均粒径が1μmの一次粒子形状のLi4Ti5O12を用意した。用意した負極活物質と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、80:10:10の質量比で、N−メチルピロリドン中で混合し、スラリーを得た。このスラリーをAl箔の両面に75g/m2の目付にて塗布し、乾燥させた。Al箔の幅方向の一辺に、何れの面にもスラリーを塗布しなかった部分を残した。乾燥後の積層構造物をプレスし、更に真空乾燥を行った。次いで、活物質含有層(乾燥およびプレス後のスラリー塗膜)の幅が180mmとなるように裁断し、負極を得た。裁断する際、スラリーを塗布しなかった部分とは反対側の辺を裁断した。なお、スラリーを塗布しなかった部分を負極集電タブとして用いた。
この負極を用いたことを除き、実施例1と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Example 21)
As the negative electrode active material, Li 4 Ti 5 O 12 having a primary particle shape with an average particle size of 1 μm was prepared. The prepared negative electrode active material, acetylene black, and polyvinylidene fluoride (PVdF) were mixed in N-methylpyrrolidone at a mass ratio of 80:10:10 to obtain a slurry. This slurry was applied to both sides of the Al foil with a basis weight of 75 g / m 2 and dried. On one side of the Al foil in the width direction, a portion where the slurry was not applied was left on any surface. The laminated structure after drying was pressed and further vacuum dried. Next, the active material-containing layer (slurry coating film after drying and pressing) was cut so as to have a width of 180 mm to obtain a negative electrode. When cutting, the side opposite to the portion to which the slurry was not applied was cut. The portion to which the slurry was not applied was used as the negative electrode current collector tab.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode was used.

(比較例1)
電極群を製造する際、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅を2.5 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出しを2.5 mmに変更した以外、実施例1と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Comparative Example 1)
When manufacturing the electrode group, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collection tab side was changed to 2.5 mm, and the protrusion of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 2.5 mm. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
電極群を製造する際、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅を2.5 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出しを2.5 mmに変更した以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Comparative Example 2)
When manufacturing the electrode group, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collection tab side was changed to 2.5 mm, and the protrusion of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 2.5 mm. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

(比較例3)
電極群を製造する際、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅を4 mmに変更し、負極集電タブ側への負極活物質含有層のはみ出しを1 mmに変更した以外、実施例2と同様に非水電解質二次電池を作製した。
(Comparative Example 3)
When manufacturing the electrode group, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collection tab side was changed to 4 mm, and the protrusion of the negative electrode active material-containing layer to the negative electrode current collection tab side was changed to 1 mm. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

<電池の評価>
各実施例および各比較例にて作製した各々の電池に対し、以下の高温貯蔵試験を実施した。
<Battery evaluation>
The following high temperature storage test was carried out for each battery prepared in each Example and each Comparative Example.

各々の電池について、SOC100%からの放電容量を測定した。各々の電池を再度SOC100%に充電した後、60℃恒温槽内にて貯蔵した。貯蔵期間4週間後に残存容量を測定した。 For each battery, the discharge capacity from 100% SOC was measured. After charging each battery to 100% SOC again, it was stored in a constant temperature bath at 60 ° C. Residual volume was measured after a storage period of 4 weeks.

残存容量は、次の通り測定した。25℃恒温槽内にて、電池表面温度が25℃±3℃となった後、1 C電流にて定電流放電を行った。このとき、放電終止条件を電池電圧が1.8 Vに到達した時点とした。放電した容量を測定し、残存容量を求めた。 The remaining capacity was measured as follows. After the battery surface temperature reached 25 ° C ± 3 ° C in a constant temperature bath at 25 ° C, constant current discharge was performed at a current of 1 C. At this time, the discharge termination condition was set to the time when the battery voltage reached 1.8 V. The discharged capacity was measured to determine the remaining capacity.

4週間貯蔵した後に測定した残存容量をC4とし、貯蔵試験前のSOC100%からの放電容量をC0とし、C0に対するC4の割合を算出して残存容量維持率を求めた(残存容量維持率 =C4/C0 × 100%)。 The residual capacity measured after storage for 4 weeks was C4, the discharge capacity from SOC 100% before the storage test was C0, and the ratio of C4 to C0 was calculated to obtain the residual capacity retention rate (residual capacity retention rate = C4). / C0 x 100%).

表1に、各々の電極群の設計および電池の評価結果をまとめる。詳細には、電極群の設計として、負極活物質に用いた化合物の組成、負極活物質含有層の幅(幅W)、正極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅(第1ずれ幅A)、負極集電タブ側の負極活物質含有層のはみ出し幅(第2ずれ幅B)、正極集電タブ側のはみ出し幅と負極活物質含有層の幅との比(A/W)、負極集電タブ側のはみ出し幅と負極活物質含有層の幅との比(B/W)を示す。また、評価結果として先に説明した高温貯蔵試験における残存容量維持率を示す。Table 1 summarizes the design of each electrode group and the evaluation results of the battery. In particular, as the design of the electrode group, the composition of the compounds used in the negative electrode active material, the width of the negative electrode active material-containing layer (the width W N), the negative electrode active material-containing layer of the protruding width of the positive electrode current collector tab side (first The deviation width A), the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer on the negative electrode current collecting tab side (second deviation width B), and the ratio of the protrusion width on the positive electrode current collection tab side to the width of the negative electrode active material-containing layer (A / W). N ), the ratio (B / W N ) of the protrusion width on the negative electrode current collecting tab side to the width of the negative electrode active material-containing layer is shown. In addition, as an evaluation result, the residual capacity retention rate in the high temperature storage test described above is shown.

Figure 2019187130
Figure 2019187130

表1に示すとおり、各実施例で作製した電池に対する貯蔵試験における残存容量維持率は、各比較例で作製した電池での残存容量維持率より高かった。この結果が示すとおり、各実施例では自己放電を抑制することができた。 As shown in Table 1, the remaining capacity retention rate in the storage test for the batteries prepared in each example was higher than the remaining capacity retention rate in the batteries prepared in each comparative example. As this result shows, self-discharge could be suppressed in each example.

実施例1−20では、リチウムの吸蔵・放出電位が比較的低い(卑である)Nb2TiO7又はLi2Na1.6Ti5.6Nb0.4O14を負極活物質として用いていた。そのため、これらの実施例の電池を用いた高温貯蔵試験の条件は、リチウムが析出しやすい条件であった。それにも関わらず自己放電が抑制できていたことから、電気的短絡が生じなかったと判断できる。In Examples 1-20, Nb 2 TiO 7 or Li 2 Na 1.6 Ti 5.6 Nb 0.4 O 14 having a relatively low (base) lithium occlusion / release potential was used as the negative electrode active material. Therefore, the conditions for the high-temperature storage test using the batteries of these examples were conditions in which lithium was likely to precipitate. Nevertheless, since the self-discharge was suppressed, it can be judged that no electrical short circuit occurred.

実施例21では、リチウムの吸蔵・放出電位が比較的高い(貴である)Li4Ti5O12を負極活物質として用いていた。そのため実施例20の電池は、高温貯蔵試験の条件下でもリチウム析出が起こりにくい条件にあった。つまり、リチウムの析出がなかったため電気的短絡が生じず、自己放電が少なかったと推察される。In Example 21, Li 4 Ti 5 O 12, which has a relatively high (noble) lithium occlusion / release potential, was used as the negative electrode active material. Therefore, the battery of Example 20 was in a condition where lithium precipitation was unlikely to occur even under the conditions of the high temperature storage test. That is, it is presumed that since there was no precipitation of lithium, no electrical short circuit occurred and self-discharge was small.

比較例1及び2では、正極集電タブ側と負極集電タブ側とで負極活物質含有層のはみ出し幅が同じだった(第1ずれ幅A=第2ずれ幅B)。
比較例3では、正極集電タブ側での負極活物質含有層のはみ出し幅(ずれ幅A)よりも、負極集電タブ側での負極活物質含有層のはみ出し幅(第1ずれ幅B)が狭かった。
このとおり、各比較例では負極活物質含有層のはみ出し幅が正極集電タブ側よりも負極集電タブ側で広くはなく(第1ずれ幅Aよりも第2ずれ幅Bが広くなく)、電極群の設計が適切でなかった。それに起因して、各比較例では短絡が生じた結果、自己放電を抑制できなかったと推察される。
In Comparative Examples 1 and 2, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer was the same on the positive electrode current collecting tab side and the negative electrode current collecting tab side (first deviation width A = second deviation width B).
In Comparative Example 3, the protrusion width (first deviation width B) of the negative electrode active material-containing layer on the negative electrode current collector tab side is larger than the protrusion width (deviation width A) of the negative electrode active material-containing layer on the positive electrode current collector tab side. Was narrow.
As described above, in each comparative example, the protrusion width of the negative electrode active material-containing layer is not wider on the negative electrode current collecting tab side than on the positive electrode current collecting tab side (the second deviation width B is not wider than the first deviation width A). The design of the electrode group was not appropriate. As a result of the short circuit in each comparative example, it is presumed that self-discharge could not be suppressed.

以上に説明した少なくとも一つの実施形態および実施例に係る電極群は、正極と負極と電気的絶縁部材とを含む積層体を具備する。正極は、帯状の正極集電体と、正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブと、正極集電体の上に少なくとも正極集電タブを除いて担持された正極活物質含有層とを具備する。正極活物質含有層は正極集電体の上記一辺に平行な第1端部と第2端部とを含む。負極は、帯状の負極集電体と、負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブと、負極集電体の上に少なくとも負極集電タブを除いて担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層とを具備する。負極活物質含有層は負極集電体の上記一辺に平行な第3端部と第4端部とを含む。電気的絶縁部材は、正極活物質含有層と負極活物質含有層との間に介在している。積層体は、捲回されている。捲回軸に平行な第1方向に正極集電タブが突出する。第1端部よりも第4端部が正極集電タブ側に位置している。第1方向と反対向きの第2方向に負極集電タブが突出する。第2端部よりも第3端部が負極集電タブ側に位置している。第1端部と第4端部との間の第1ずれ幅よりも、第2端部と第3端部との間の第2ずれ幅が広い。当該電極群は、自己放電が抑制された電池、及びこの電池を具備する電池パックを実現できる。 The electrode group according to at least one embodiment and the above-described embodiment includes a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and an electrically insulating member. The positive electrode was supported on a band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector, and at least the positive electrode current collector tab except for the positive electrode current collector tab. It includes a positive electrode active material-containing layer. The positive electrode active material-containing layer includes a first end portion and a second end portion parallel to the above-mentioned one side of the positive electrode current collector. The negative electrode is supported on a strip-shaped negative electrode current collector, a negative electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode current collector except for at least the negative electrode current collector tab. It includes a negative electrode active material-containing layer containing a contained oxide. The negative electrode active material-containing layer includes a third end portion and a fourth end portion parallel to the one side of the negative electrode current collector. The electrically insulating member is interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. The laminate is wound. The positive electrode current collecting tab projects in the first direction parallel to the winding axis. The fourth end is located closer to the positive electrode current collector tab than the first end. The negative electrode current collector tab projects in the second direction opposite to the first direction. The third end is located closer to the negative electrode current collector tab than the second end. The second deviation width between the second end portion and the third end portion is wider than the first deviation width between the first end portion and the fourth end portion. The electrode group can realize a battery in which self-discharge is suppressed and a battery pack including the battery.

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。これら新規な実施形態は、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 novel embodiments can be implemented in various other embodiments, 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.

Claims (6)

帯状の正極集電体と、前記正極集電体の一辺に平行な端部に設けられた正極集電タブと、前記正極集電体の上に少なくとも前記正極集電タブを除いて担持された正極活物質含有層とを具備し、前記正極活物質含有層は前記正極集電体の前記一辺に平行な第1端部と第2端部とを含む正極と
帯状の負極集電体と、前記負極集電体の一辺に平行な端部に設けられた負極集電タブと、前記負極集電体の上に少なくとも前記負極集電タブを除いて担持されチタン含有酸化物を含む負極活物質含有層とを具備し、前記負極活物質含有層は前記負極集電体の前記一辺に平行な第3端部と第4端部とを含む負極と、
前記正極活物質含有層と前記負極活物質含有層との間に介在した電気的絶縁部材と
を含んだ積層体を具備し、
前記積層体が捲回されており、捲回軸に平行な第1方向に前記正極集電タブが突出し、且つ前記第1端部よりも前記第4端部が前記正極集電タブ側に位置し、前記第1方向と反対向きの第2方向に前記負極集電タブが突出し、且つ前記第2端部よりも前記第3端部が前記負極集電タブ側に位置し、
前記第1端部と前記第4端部との間の第1ずれ幅より、前記第2端部と前記第3端部との間の第2ずれ幅が広い電極群。
A band-shaped positive electrode current collector, a positive electrode current collector tab provided at an end parallel to one side of the positive electrode current collector, and a positive electrode current collector other than at least the positive electrode current collector tab were supported on the positive electrode current collector. A positive electrode active material-containing layer is provided, and the positive electrode active material-containing layer includes a positive electrode including a first end portion and a second end portion parallel to the one side of the positive electrode current collector, and a band-shaped negative electrode current collector. A negative electrode current collecting tab provided at an end parallel to one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode active material containing a titanium-containing oxide supported on the negative electrode current collector except for at least the negative electrode current collecting tab. The negative electrode active material-containing layer includes a negative electrode including a third end portion and a fourth end portion parallel to the one side of the negative electrode current collector.
A laminate including an electrically insulating member interposed between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer is provided.
The laminate is wound, the positive electrode current collecting tab protrudes in the first direction parallel to the winding axis, and the fourth end is located closer to the positive electrode current collecting tab than the first end. Then, the negative electrode current collecting tab protrudes in the second direction opposite to the first direction, and the third end portion is located closer to the negative electrode current collecting tab side than the second end portion.
An electrode group in which the second deviation width between the second end portion and the third end portion is wider than the first deviation width between the first end portion and the fourth end portion.
0.008≦A/W≦0.02の関係を満たし、0.01≦B/W≦0.022の関係を満たす、請求項1に記載の電極群:
ここで、Aは前記第1ずれ幅、Bは前記第2ずれ幅、Wは前記負極活物質含有層の前記捲回軸に平行な幅を示す。
The electrode group according to claim 1, which satisfies the relationship of 0.008 ≤ A / W N ≤ 0.02 and satisfies the relationship of 0.01 ≤ B / W N ≤ 0.022:
Here, A is the first shift width, B is the second shift width, and W N is the width of the negative electrode active material-containing layer parallel to the winding axis.
前記第1ずれ幅と前記第2ずれ幅との差A−Bが1mm以上3mm以下である、請求項1又は2に記載の電極群。 The electrode group according to claim 1 or 2, wherein the difference AB between the first deviation width and the second deviation width is 1 mm or more and 3 mm or less. 前記電気的絶縁部材は、Ba,Al,Zr,Ta,及びSiからなる群より選択される1以上の酸化物を含む、請求項1乃至3の何れか1項に記載の電極群。 The electrode group according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrically insulating member contains one or more oxides selected from the group consisting of Ba, Al, Zr, Ta, and Si. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の電極群を具備する電池。 A battery comprising the electrode group according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載の電池を具備する電池パック。 A battery pack comprising the battery according to claim 5.
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