JPWO2019189865A1 - マイクロカプセルを含む負極及びこれを備えたリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2:特開2015−115168号公報
<1> 負極集電体の少なくとも片面に負極合材層が塗布されてなるリチウムイオン二次電池用の負極であって、前記負極合材層は、負極活物質と、導電助材と、バインダと、軟化点が70℃以上150℃以下のポリマー粒子と、前記ポリマー粒子の軟化点より高い最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセルと、を含む負極。
<2> 前記ポリマー粒子の軟化点が、前記熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度より低い<1>に記載の負極。
<3> 前記導電助材が、平均粒径5μm以下且つその1次粒子径が0.5μm以下である炭素粒子であり、前記バインダの平均粒径が0.1〜0.3μmであり、そして、前記ポリマー粒子の平均粒径が0.1〜5μmである<1>又は<2>に記載の負極。
<4> 前記負極合材層中において、前記導電助材の含有量が0.1〜3質量%であり、前記バインダと前記ポリマー粒子との合計含有量が0.5〜4質量%である<1>〜<3>のいずれか一つに記載の負極。
<5> 前記熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径が50μm以下である<1>〜<4>のいずれか一つに記載の負極。
<6> 前記負極合材層中において、前記熱膨張性マイクロカプセルの含有量が0.1〜4質量%である<1>〜<5>のいずれか一つに記載の負極。
<7> 前記熱膨張性マイクロカプセルが、熱可塑性樹脂からなる外殻中に、100℃以下の沸点を有する炭化水素からなる揮発性膨張剤を封入してなる<1>〜<6>のいずれか一つに記載の負極。
<8> 前記バインダが、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、またはポリアクリルアミドである<1>〜<7>のいずれか一つに記載の負極。
<9> <1>〜<8>のいずれか一つに記載の負極と、正極と、セパレータと、リチウムイオンと、を備えるリチウムイオン二次電池。
<10> 前記セパレータが熱可塑性樹脂からなり、該熱可塑性樹脂の軟化点が前記ポリマー粒子の軟化点より高く、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度より低い<9>に記載のリチウムイオン二次電池。
<11> 内部短絡による発熱に伴って、負極の抵抗が増大するリチウムイオン二次電池であって、前記負極は、負極活物質と、導電助材と、バインダと、軟化点が70℃以上150℃以下のポリマー粒子と、前記ポリマー粒子の軟化点より高い体積膨張開始温度を有する熱膨張性マイクロカプセルと、を含む負極合材層を備え、該負極合材層は、前記発熱によりその温度が前記ポリマー粒子の軟化点を超えて上昇したとき前記負極の抵抗が連続的又は段階的に増大するために必要な量の前記ポリマー粒子と前記熱膨張性マイクロカプセルとをそれぞれ含む、リチウムイオン二次電池。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
最初に、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の全体構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池を示す概略断面図である。なお、このようなリチウムイオン二次電池は、積層型リチウムイオン二次電池と呼ばれる。
なお、図1には積層型セルの構成を示すが、本発明のリチウムイオン二次電池は、正極・負極・セパレータを重ねて層状に巻いた捲回型であってもよい。
図2は、本発明の一実施形態に係る電極として、負極12の構造を示す断面模式図である。図2に示す負極12は、負極集電体12Aの片面に負極合材層12Bが設けられた構成を有する。ここで、負極合材層12Bは、負極活物質31、導電助材32、バインダ33、ポリマー粒子34及び熱膨張性マイクロカプセル35を含む。負極合材層12B内でのこれらの物質は、電池内に注入された電解質(LiPF6)を含有する電解液と接触している。
負極活物質としては、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、および、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれた少なくとも1種(単独で用いてもよいし、これらの2種以上を含む混合物を用いてもよい)を用いることができる。これらの中でもリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料(人造黒鉛、天然黒鉛)、非晶質炭素材料、等が挙げられる。前記炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状いずれの形態であってもよい。また、その粒径も特に限定されないが、通常5〜50μm、好ましくは20〜30μm程度である。
これらの炭素材料は、1種類で使用してもよく、2種類以上混合して使用してもよい。
負極合材層は、導電助材を含むことが好ましい。本発明で用いる導電助材としては、公知の導電助材を使用することができる。公知の導電助材としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上を併せて使用することができる。市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック(登録商標)#4300、#4400、#4500、#5500等(東海カーボン社製、ファーネスブラック)、プリンテックス(登録商標)L等(デグサ社製、ファーネスブラック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975ULTRA等、PUER BLACK100、115、205等(コロンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#2600B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(三菱化学社製、ファーネスブラック)、MONARCH1400、1300、900、Vulcan(登録商標)XC−72R、BlackPearls2000、LITX−50、LITX−200等(キャボット社製、ファーネスブラック)、Ensaco(登録商標)250G、Ensaco(登録商標)260G、Ensaco(登録商標)350G、SuperP−Li(TIMCAL社製)、ケッチェンブラック(登録商標)EC−300J、EC−600JD(アクゾ社製)、デンカブラック(登録商標)、デンカブラック(登録商標)HS−100、FX−35(電気化学工業社製、アセチレンブラック)等、グラファイトとしては例えば人造黒鉛や燐片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛が挙げられるが、これらに限定されるものではない。負極合材層中に含まれる導電助材の平均粒径は、負極合材層に含まれる各粒子間に分散し導電助材として機能するためには5μm以下であることが好ましく、より好ましくは1〜4μmである。また、その1次粒子径が0.5μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜0.4μmである。負極合材層中に含まれる導電助材の含有量は、スラリーのハンドリング性を扱い易く、さらに、負極の容量密度を高くするため好ましくは0.1質量%以上であり、例えば0.1〜3質量%程度とすることが好ましい。
上記バインダとして、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、カルボキシメチルセルロース(CMC)、およびヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロースから選ばれる1種もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、上記バインダとしてスチレンブタジエンゴムのエマルジョンなどの水分散性バインダや、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性バインダを適宜混合したものを用いることが望ましい。
本発明における軟化点が70℃以上、150℃以下のポリマー粒子としては、例えば、軟化点が70℃以上、150℃以下の熱可塑性樹脂である粒子であれば特に制限されない。このようなポリマー粒子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンオキサイド、ポリアセタール、熱可塑性変性セルロース、ポリスルホン及びポリメチル(メタ)アクリレートの粒子が挙げられる。これらの中でも、前記ポリマー粒子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン粒子が好ましい。ポリマー粒子は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。なお、本発明において(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。ここでいう軟化点とは、上記熱可塑性樹脂のJIS規格K7206に基づいて測定されるビカット軟化温度などにより表すことができる。上記、ポリマー粒子の平均粒径は特に制限されないが、合材層を均一に集電体上に塗布できること及び電池特性をより向上できる観点から、0.1〜5μmであることが好ましく、0.2〜4.5μmであることがより好ましく、0.5〜4μmであることが更に好ましい。ポリマー粒子の軟化点については、リチウムイオン二次電池の取り扱い性と安全性向上の観点から、軟化点が90℃以上、140℃以下のポリマー粒子がより好ましく、110℃以上、135℃以下のポリマー粒子がさらに好ましい。
さらに、負極合材層中におけるポリマー粒子の含有量は、電池の発熱により負極合材層の温度がポリマー粒子の軟化点を超えて上昇したとき、後述する熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張が開始される温度まで、負極の抵抗を連続的又は段階的に増大させるのに必要な量を含むことが好ましい。
熱膨張性マイクロカプセル(しばしば「マイクロスフェア」とも称される)は、熱可塑性樹脂からなる外殻中に、揮発性膨張剤を封入し、あるいは内包させてなるものである。このような熱膨張性マイクロカプセルは、水系分散媒体中で、少なくとも揮発性膨張剤と、外殻を構成する重合体を与える重合性単量体とを含有する重合性混合物を懸濁重合する方法により製造されている。例えば、特公昭42−26524号公報、特開昭62−286534号公報、特開平4−292643号公報、特開平11−209504号公報等に熱膨張性熱可塑性マイクロスフェアを製造する方法が開示されており、本発明の熱膨張性マイクロカプセルの製造にも適用できる。
本実施形態に係る負極合材層には、上記各成分に加えて、その他の適当な成分が含まれていてもよい。例えば、負極合材層が合剤スラリーから形成される場合、負極合材層には、その合剤スラリー由来の各種配合成分が含まれることがある。そのような合剤スラリー由来の各種配合成分の例として、増粘剤、並びに、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤などその他の添加剤が挙げられる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用負極が備える負極合材層は、上述した負極活物質、導電助材、バインダ、ポリマー粒子及び熱膨張性マイクロカプセルを含む負極合材スラリーを集電体の表面に塗布して、乾燥することによって製造することができる。合材スラリーに含まれる溶媒は有機溶媒でも水分散液でもよいが、ポリマー粒子や熱膨張性マイクロカプセルの安定性を考慮すると水を使用することが好ましい。必要に応じて、例えば、集電体への塗工性向上のために、水と相溶する液状媒体を使用しても良い。水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。
負極合材層の製造方法においては、集電体上に上記合剤スラリーを塗布乾燥後、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により活物質層の空隙率を低くする工程を有することが好ましい。
正極活物質は、リチウムの吸蔵放出が可能な材料であれば特に限定されず、リチウムイオン二次電池に通常用いられる正極活物質でありうる。具体的には、リチウム(Li)とニッケル(Ni)とを構成金属元素とする酸化物のほか、リチウム及びニッケル以外に他の少なくとも一種の金属元素(すなわち、LiとNi以外の遷移金属元素及び/又は典型金属元素)を、原子数換算でニッケルと同程度またはニッケルよりも少ない割合で構成金属元素として含む酸化物をも包含する意味である。上記LiおよびNi以外の金属元素は、例えば、Co,Mn,Al,Cr,Fe,V,Mg,Ca,Na,Ti,Zr,Nb,Mo,W,Cu,Zn,Ga,In,Sn,LaおよびCeからなる群から選択される一種または二種以上の金属元素であり得る。これらの正極活物質は、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。
電極合材層中の正極活物質の含有量は、通常10質量%以上、好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、特に好ましくは70質量%以上である。また、通常99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。
電解液としては、例えば、通常リチウムイオン二次電池で用いられるものであることが好ましく、具体的には、有機溶媒に支持塩(リチウム塩)が溶解した形態を有する。リチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、六フッ化タンタル酸リチウム(LiTaF6)、四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl4)、リチウムデカクロロデカホウ素酸(Li2B10Cl10)等の無機酸陰イオン塩、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Li(CF3SO2)2N)、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(Li(C2F5SO2)2N)等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも1種類のリチウム塩等を挙げることができる。その中でも、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が好ましい。
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂からなる微多孔膜や多孔質の平板、更には不織布を挙げることができる。好適例として、一種または二種以上のポリオレフィン樹脂を主体に構成された単層または多層構造の多孔性樹脂シートが挙げられる。セパレータの厚みは、例えば15μm〜30μmとすることができる。好ましい一態様では、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなる多孔性樹脂層を備えた、シャットダウン機能を有するセパレータである。この態様によれば、セパレータの温度が熱可塑性樹脂の軟化点に達すると樹脂が融解して細孔が目詰まりすることにより電流を遮断することができる。
本実施形態における負極合材層12Bは、圧壊や過充電などにより電池温度が急激に上昇したときに、上記バインダと、軟化点が70℃以上150℃以下のポリマー粒子と、前記ポリマー粒子の軟化点より高い最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセルが電池の内部抵抗(負極合材層の抵抗)を増大させ、それによって短絡電流が著しく減少し、電池の発熱が抑制されると考えられる。その詳細なメカニズムは必ずしも明らかではないが、以下のように推測される。図2を参照しながら説明すると、まず、通常作動時の負極合材層は、負極活物質31の間に、界面抵抗(接触抵抗)を低減するため、導電助材32を含有している。バインダ33とポリマー粒子(例えば、ケミパール等)は、導電助材に優先的に吸着し、負極活物質間を結着して導電パスを形成している。ところが、負極合材層12Bの温度が90〜120℃に達すると、ポリマー粒子33が最初に融解し導電パスを部分的に切断する。続いて、電池の温度が120〜135℃になると、セパレーター(PE)が溶融し、リチウムイオンの通過を遮断する。さらに、負極合材層の温度が130〜150℃にまで上昇すると、マイクロカプセルが熱膨張(直径が約3〜5倍に熱膨張)し、負極活物質間を押し広げる(負極合材層間が広がる)と考えられる。これらの作用が連続的に起こることで、電池の内部抵抗(電極抵抗)が増大し、短絡電流が著しく減少し、電池全体の発熱が抑制されるという効果を奏するのである。
図4は、本発明の好ましい実施形態によるリチウムイオン二次電池において、負極造材層にポリマー粒子(ケミパール)又はマイクロカプセルをそれぞれ単独で添加した場合、並びにシャットダウン機能を有するセパレータを単独で用いた場合の加熱抵抗試験結果をプロットしたものである。約115℃からポリマー粒子の溶融によって負極合材層の抵抗が上昇し、125℃付近からはセパレータの溶融による抵抗が増加し、そして140℃付近からはマイクロカプセルの膨張による抵抗増加が見られる。図4の実験条件では、負極合材層へのケミパールの添加量を1質量%とすることで、これら各種材料に起因する抵抗増加が連続的又は段階的に起こりうることが理解される。したがって、本実施形態のリチウムイオン二次電池は、内部短絡等による発熱に伴って、負極の抵抗が効果的に増大し、これによって電池の発熱を抑制し熱暴走を阻止しうると考えられる。
−負極作製−
1.スラリー調製
スラリー調製は5Lのプラネタリーディスパを用いた。
天然黒鉛960gと、Super−P(導電性カーボン、BET比表面積62m2/g)10g、マイクロカプセル(松本油脂製薬株式会社製FS−100SD、膨張開始温度125〜135℃、最大膨張温度150〜160℃)5g、を5分間混合した後、1%CMC(CMCを純水で溶解させた)を450g加え更に30分間混合した。次いで、1%−CMC水溶液300gを加えて30分間混練した後、更に、1%−CMC250gを加えて30分間混練した。その後、バインダとなるSBR(40%乳化液)25gおよびポリマー粒子(三井化学株式会社製、ケミパール(登録商標)W4005、軟化点110℃、40%乳化液)12.5gを加えて30分間混合した後、真空脱泡30分間を行った。こうして固形分濃度45%のスラリーを調製した。このようにして作製した負極の組成は、質量比で、天然黒鉛:Super−P:SBR:CMC:ケミパール:マイクロカプセル=960:10:10:10:5:5である。
スラリー塗工にはダイコーターを用いた。乾燥後の塗布重量が11.0mg/cm2になるように、上記スラリーを銅箔(厚み10μm)の片面に塗布し乾燥した。次いで、反対面(未塗工面)に、同様に塗布重量が11.0mg/cm2になるように、上記スラリーを銅箔に塗布し乾燥した。こうして得た両面塗工(22.0mg/cm2)した負極ロールを、真空乾燥オーブンで120℃、12時間乾燥し、電極を得た。
小型プレス機を用いた。上下ロールのギャップ(隙間)を調整し、上記負極をプレス密度が1.45±0.05g/cm3になるように圧縮した。
4.スリット
電極塗布面積(表面:58mm×372mm、裏面:58mm×431mm)とタブ溶接余白が得られるように電極をスリットし、負極A−1を得た。
1.スラリー調製
スラリー調製は5Lのプラネタリーディスパを用いた。NCM523(Umicore社製、組成式 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)920gと、Super−P(TIMCAL社製導電性カーボン)20g、KS−6(TIMREX社製鱗片状黒鉛)20gを10分間混合した後、N−メチルピロリドン(NMP)を100g加え更に20分間混合した。
スラリー塗工にはダイコーターを用いた。乾燥後の塗布重量が19.0mg/cm2になるように、上記スラリーをアルミ箔(厚み20μm、幅200mm)の片面に塗布し乾燥した。次いで、反対面(未塗工面)に、同様に塗布重量が19.0mg/cm2になるように、上記スラリーをアルミ箔に塗布し乾燥した。
こうして得た両面塗工(38.0mg/cm2)した正極ロールを、真空乾燥オーブンで130℃、12時間乾燥した。
35トンプレス機を用いた。上下ロールのギャップ(隙間)を調整し、上記正極をプレス密度が2.9±0.05g/cm3になるように圧縮した。
4.スリット
電極塗布面積(表面:56mm×334mm、裏:56mm×408mm)とタブ溶接余白が得られるように電極をスリットし正極C−1を得た。
積層型電池(設計容量5Ah)
正極C−1の余白部分にアルミニウム製タブを超音波接合機で接合した。負極A−1の余白部分にニッケル製タブを超音波接合機で接合した。
セパレータには、空隙率45%、厚み25μmのポリエチレン製多孔質膜(183mm×100mm)を用いた(S−2)。
負極A−1とセパレーター(S−1)と正極C−1とセパレーター(S−1)と負極A−1の順に、正極5層と負極6層になるよう交互に積層した。次いで、ラミネートシートで挟み込み、3辺を加熱シールした。
電解液注液前に、上記を真空乾燥機にて、70℃×12h減圧乾燥した。電解液(1mol−LiPF6、EC/DEC=3/7(vol.比)、添加剤VC 1.0質量%)19.6±0.3gを注液した後、真空引きしながら加熱シールした。
3.活性化処理
電解液注液後の電池を24h保持した。次いで、0.05Cで4h定電流充電(0.05C−CC)した後12h休止した。その後、0.1Cで4.2Vまで定電流定電圧充電(0.1C−CCCV)し、30分間休止した後、2.8Vまで0.1Cで定電流放電(0.1C−CC)した。更に、充放電サイクル(0.1C−CCCVで4.2Vの充電と、0.1C−CCで2.8Vの放電)を5回繰り返した後、4.2V(SOC100%)の満充電にした状態で、25℃、5日間保存した。こうして電池D−1を得た。
実施例1に準じて作製した試験用負極を試作し、以下の方法により加熱抵抗試験を行った。
実施例1で作製した試験用負極A−1(片面塗工、電極面30mm×30mm)の余白部分にニッケル製タブを超音波接合機で接合した(AK2)。実施例1で作製した試験用正極C−1(片面塗工、電極面28mm×28mm)の余白部分にアルミニウム製タブを超音波接合機で接合した(CK2)。
AK2の塗布面とCK2の塗布面の間にPP製セパレーター(30mm×30mm)を挟み込んだ。これを5cm×5cmのラミネートシートで挟み込み、3辺を加熱シールした。電解液注液前に、上記を真空乾燥機にて、70℃×12h減圧乾燥した。電解液(1mol−LiPF6、EC/DEC=3/7(vol.比))300μLを注液した後、真空引きしながら加熱シールした(K2)。
図5には、実施例1の負極合材層にケミパール(登録商標)0.5質量%とマイクロカプセルFS−100SD0.5質量%とを同時に含有した試料セルの加熱抵抗測定結果を示した。図3〜5に示した結果から、セパレータの材料として用いたPEの軟化温度及びケミパール(登録商標)の軟化点及びマイクロカプセルの膨張開始温度又は最大膨張温度に応じて試料セルの抵抗が増大することが分かった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (11)
- 負極集電体の少なくとも片面に負極合材層が塗布されてなるリチウムイオン二次電池用の負極であって、前記負極合材層は、負極活物質と、導電助材と、バインダと、軟化点が70℃以上150℃以下のポリマー粒子と、前記ポリマー粒子の軟化点より高い最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセルと、を含む負極。
- 前記ポリマー粒子の軟化点が、前記熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度より低い請求項1に記載の負極。
- 前記導電助材が、平均粒径5μm以下且つその1次粒子径が0.5μm以下である炭素粒子であり、前記バインダの平均粒径が0.1〜0.3μmであり、そして、前記ポリマー粒子の平均粒径が0.1〜5μmである請求項1又は請求項2に記載の負極。
- 前記負極合材層中において、前記導電助材の含有量が0.1〜3質量%であり、前記バインダと前記ポリマー粒子との合計含有量が0.5〜4質量%である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の負極。
- 前記熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径が50μm以下である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の負極。
- 前記負極合材層中において、前記熱膨張性マイクロカプセルの含有量が0.1〜4質量%である請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の負極。
- 前記熱膨張性マイクロカプセルが、熱可塑性樹脂からなる外殻中に、100℃以下の沸点を有する炭化水素からなる揮発性膨張剤を封入してなる請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の負極。
- 前記バインダが、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、またはポリアクリルアミドである請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の負極。
- 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の負極と、正極と、セパレータと、リチウムイオンと、を備えるリチウムイオン二次電池。
- 前記セパレータが熱可塑性樹脂からなり、該熱可塑性樹脂の軟化点が前記ポリマー粒子の軟化点より高く、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度より低い請求項9に記載のリチウムイオン二次電池。
- 内部短絡による発熱に伴って、負極の抵抗が増大するリチウムイオン二次電池であって、前記負極は、負極活物質と、導電助材と、バインダと、軟化点が70℃以上150℃以下のポリマー粒子と、前記ポリマー粒子の軟化点より高い体積膨張開始温度を有する熱膨張性マイクロカプセルと、を含む負極合材層を備え、該負極合材層は、前記発熱によりその温度が前記ポリマー粒子の軟化点を超えて上昇したとき前記負極の抵抗が連続的又は段階的に増大するために必要な量の前記ポリマー粒子と前記熱膨張性マイクロカプセルとをそれぞれ含む、リチウムイオン二次電池。
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