KR20140085337A - Lithium secondary battery - Google Patents

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KR20140085337A
KR20140085337A KR1020130162228A KR20130162228A KR20140085337A KR 20140085337 A KR20140085337 A KR 20140085337A KR 1020130162228 A KR1020130162228 A KR 1020130162228A KR 20130162228 A KR20130162228 A KR 20130162228A KR 20140085337 A KR20140085337 A KR 20140085337A
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separator
porous layer
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lithium secondary
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슈이치 나가오카
유스케 나카무라
유타 가와모토
마사아키 기베
유키 다케이
이타루 고쇼
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention provides a lithium secondary battery with excellent stability under extremely-high temperatures. Between a positive electrode including a positive pole lead and a negative electrode including a negative pole lead, a separator is placed. The positive pole lead and the negative pole lead are overlapped to protrude in the same direction and are wound in a vortex shape to form a planar wound electrode. Nonaqueous electrolyte is sealed in a battery case which has a hollow pillar shape and a thickness equal to or greater than 40 mm. The separator includes a porous layer (I) mainly made of thermoplastic resin and a porous layer (II) mainly made of filler having a heat-resisting temperature equal to or higher than 150°C. The thickness of the porous layer (II) is equal to or smaller than 8 μm. In the planar wound electrode, a cross section from which the positive electrode and the negative electrode protrude and two lateral surfaces which face each other and are wider than other surfaces are fixed by a tape containing a resin which is not melted at the temperature which is equal to or smaller than a shutdown temperature.

Description

리튬 이차 전지{LITHIUM SECONDARY BATTERY}LITHIUM SECONDARY BATTERY [0002]

본 발명은 안전성이 우수한 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery excellent in safety.

최근 휴대 전화, 노트북 컴퓨터 등의 포터블(portable) 전자 기기의 발달이나, 전기 자동차의 실용화 등에 수반하여, 이들 전원으로서 이용되는 이차 전지나 커패시터의 고성능화나 고안정성이 한층 더 요구되고 있다. 특히 리튬 이차 전지는, 에너지 밀도가 높은 전지로서 주목받고 있어, 상기 기기류의 적합한 전원으로서 다양한 개량이 진행되고 있다.2. Description of the Related Art Recently, with the development of portable electronic devices such as cellular phones and notebook computers, and the practical use of electric vehicles, higher performance and higher stability of secondary batteries and capacitors used as these power sources are further demanded. Particularly, lithium secondary batteries are attracting attention as high-energy-density batteries, and various improvements have been made as suitable power sources for the above-mentioned devices.

특히, 성능 진화가 현저한 스마트폰이나 태블릿 등에 이용되는 리튬 이차 전지는, 기기의 화면 사이즈가 휴대 전화에 비해 크고, 전지 사이즈도 기기의 사이즈에 따라 대형화됨으로써, 고용량을 실현하고 있다. 이와 같은 리튬 이차 전지는, 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어지는 전지캔과, 전지캔의 개구단(端)에 배치되는 덮개체로 구성된 밀폐 공간 내에, 세퍼레이터를 개재하여 리드체를 부착한 정극과 부극을 적층하여 권회한 전극체(권회 전극체), 및 비수 전해액을 수용함으로써 구성되어 있다.Particularly, the lithium secondary battery used in smart phones and tablets, which have remarkable performance evolutions, has a larger screen size than that of a mobile phone and a larger battery size, thereby realizing a high capacity. Such a lithium secondary battery is formed by laminating a positive electrode and a negative electrode having a lead body with a separator interposed in a closed space composed of a battery can made of aluminum or an alloy thereof and a lid disposed at an opening end of the battery can A wound electrode body (wound electrode body), and a non-aqueous electrolyte.

리튬 이차 전지에 있어서는, 고용량화의 요청에 수반하여, 신뢰성이나 안전성의 향상도 요구되고 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 리튬 이차 전지에 있어서의 낙하 등의 충격에 대한 내구성이나, 충방전의 반복에 있어서의 신뢰성을 높이기 위해, 편평 형상으로 한 권회 전극체의 특정 개소를 테이프로 고정하는 기술이 개시되어 있다.In the lithium secondary battery, improvement in reliability and safety has also been demanded in response to the demand for higher capacity. For example, in Patent Document 1, in order to improve the durability against impact such as dropping in a lithium secondary battery and reliability in repetition of charging and discharging, a specific portion of the wound and rolled electrode body is fixed with a tape Technology is disclosed.

또, 리튬 이차 전지의 안전성에 관해서는, 예를 들면, 전지 내가 과도하게 고온이 됨으로써, 세퍼레이터가 수축하여 정극과 부극이 직접 접촉하는 문제를 회피하기 위한 다양한 기술의 제안이 있다.With regard to the safety of the lithium secondary battery, there have been proposed various techniques for avoiding the problem that the separator contracts and the positive electrode and the negative electrode come into direct contact with each other due to an excessively high temperature of the battery, for example.

예를 들면 특허문헌 2에는, 전지캔의 온도 상승에 의해서, 권회 전극체의 전지캔과 접촉하는 부분에서 세퍼레이터가 수축하는 것을 억제하기 위해, 당해 부분에 세퍼레이터보다 내열 강도가 높은 절연 부재를 배치하는 기술이 개시되어 있다. 또 특허문헌 3에는, 권회 전극체를 구성하는 세퍼레이터의, 권회 전극체에 관련된 각 전극에서 돌출한 부분끼리를 일체적으로 접합하는 기술이 개시되어 있다.For example, in Patent Document 2, an insulating member having a heat resistance higher than that of the separator is disposed at a portion of the battery can which is in contact with the battery can due to a rise in the temperature of the battery can, in order to suppress shrinkage of the separator Technology is disclosed. Patent Document 3 discloses a technique for integrally joining portions of the separators constituting the wound electrode body which protrude from the respective electrodes of the wound electrode body.

또한 특허문헌 4에는, 셧다운(shutdown) 기능을 확보하기 위한 열가소성 수지 등을 함유하는 제 1 세퍼레이터층과, 내열성의 필러를 함유함으로써 높은 내열성을 가지고, 세퍼레이터 전체의 열 수축을 억제하는 역할을 담당하는 제 2 세퍼레이터층으로 세퍼레이터를 구성하는 기술이 개시되어 있다.Patent Document 4 discloses a separator comprising a first separator layer containing a thermoplastic resin or the like for securing a shutdown function and a second separator layer containing a heat resistant filler so as to have a high heat resistance and to suppress heat shrinkage of the entire separator And a separator is constituted by a second separator layer.

일본 공개특허 특개2007-172975호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-172975 일본 공개특허 특개2000-251866호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-251866 일본 공개특허 특개2004-327362호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-327362 국제 공개 제2007/066768호International Publication No. 2007/066768

예를 들면, 특허문헌 4에 기재된 세퍼레이터이면, 리튬 이차 전지의 안전성이나 신뢰성을 양호하게 높일 수 있다.For example, in the case of the separator described in Patent Document 4, the safety and reliability of the lithium secondary battery can be satisfactorily increased.

그러나, 리튬 이차 전지에는, 종래보다 더 고용량인 것이 요구되고 있으며, 예를 들면, 세퍼레이터를 얇게 하고 정극이나 부극을 두껍게 하여, 전지 내에 도입하는 정부극의 활물질량을 높임으로써 고용량화를 도모하고자 하면, 세퍼레이터의 내열성이 불충분하게 되어, 과도한 고온 하에서의 안전성이 저하될 우려도 있다. 그리고, 이와 같은 안전성의 저하는, 전지 케이스의 사이즈가 커질수록 우려된다.However, lithium secondary batteries are required to have a higher capacity than the conventional ones. For example, if the separator is made thinner and the positive electrode and the negative electrode are thickened to increase the capacity of the active material of the positive electrode introduced into the battery, The heat resistance of the separator becomes insufficient, and the safety at an excessive high temperature may be lowered. Such a decrease in safety is worried as the size of the battery case becomes larger.

이러한 이유 때문에, 상기와 같은 방법에 의해서 리튬 이차 전지의 고용량화를 도모했다고 해도, 양호한 안전성을 확보할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.For this reason, even if the capacity of the lithium secondary battery is increased by the above-described method, it is required to develop a technique capable of ensuring good safety.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 극도의 고온 하에서의 안전성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a lithium secondary battery excellent in safety at an extremely high temperature.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 리튬 이차 전지는, 정극 리드체를 가지는 정극과 부극 리드체를 가지는 부극이, 세퍼레이터를 개재하고, 또한 상기 정극 리드체와 상기 부극 리드체가 동일 방향으로 돌출하도록 겹쳐져서, 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체, 및 비수 전해액이, 중공 기둥 형상의 전지 케이스에 봉입되어 이루어지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 다공질층 (Ⅰ)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있고, 또한 상기 다공질층 (Ⅱ)의 두께가 8㎛ 이하이며, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 상기 정극 리드체 및 상기 부극 리드체가 돌출되어 있는 단면(端面)과, 서로 대향하고 다른 면보다 폭이 넓은 2장의 측면이, 셧다운 온도 이하의 온도에서 용융하지 않는 수지를 함유하는 기재(基材)를 가지는 테이프에 의해서 고정되어 있고, 상기 전지 케이스의 폭이 40㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.A lithium secondary battery according to the present invention which can achieve the above object is characterized in that a positive electrode having a positive electrode lead body and a negative electrode having a negative electrode lead body are interposed with a separator interposed therebetween so that the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude in the same direction And a non-aqueous electrolyte solution is sealed in a hollow cylindrical battery case, characterized in that the separator comprises a porous layer (I) made mainly of a thermoplastic resin, And a porous layer (II) containing as a main component a filler having a heat-resistant temperature of not lower than 150 ° C .; the thickness of the porous layer (II) is 8 μm or less; And two side surfaces opposite to each other and wider than the other side are provided on both sides of the end surface on which the negative electrode lead body protrudes, It is fixed with a tape having a base material (基材) containing a resin that does not melt at a temperature below the operating temperature, and is characterized in that at least the width of the battery case 40㎜.

본 명세서에 있어서, 「내열 온도가 150℃ 이상」은, 적어도 150℃에 있어서 연화 등의 변형이 보이지 않는 것을 의미하고 있다.In the present specification, " heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher " means that no deformation such as softening is observed at 150 DEG C or more.

본 발명에 의하면, 극도의 고온 하에서의 안전성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery excellent in safety at an extremely high temperature.

도 1은 본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체의 다른 예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체의 다른 예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 리튬 이차 전지의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 리튬 이차 전지의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 종단면도이다.
1 is a perspective view schematically showing an example of a flat-shaped wound electrode body related to a lithium secondary battery of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing another example of a flat-shaped wound electrode body related to the lithium secondary battery of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing another example of a flat-shaped wound electrode body related to the lithium secondary battery of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing an example of a lithium secondary battery of the present invention.
5 is a partial vertical cross-sectional view schematically showing an example of a lithium secondary battery of the present invention.

본 발명의 리튬 이차 전지는, 정극과 부극의 사이에 개재시키는 세퍼레이터에, 열가소성 수지를 주체로 하는 다공질층 (Ⅰ)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지는 세퍼레이터를 사용한다.In the lithium secondary battery of the present invention, a porous layer (I) comprising a thermoplastic resin as a main component and a porous layer (II) containing a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher as a main component are laminated on a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode Separators are used.

세퍼레이터에 관련된 다공질층 (Ⅰ)은, 주로 셧다운 기능을 확보하기 위한 것이고, 리튬 이차 전지가 다공질층 (Ⅰ)의 주체가 되는 성분인 열가소성 수지의 융점 이상에 도달했을 때에는, 다공질층 (Ⅰ)에 관련된 열가소성 수지가 용융되어 세퍼레이터의 공공(空孔)을 막아서, 전기 화학 반응의 진행을 억제하는 셧다운을 발생시킨다.When the lithium secondary battery reaches the melting point or more of the thermoplastic resin which is the main component of the porous layer (I), the porous layer (I) related to the separator is a porous layer The associated thermoplastic resin melts and blocks the pores of the separator, thereby causing shutdown which suppresses the progress of the electrochemical reaction.

또, 세퍼레이터에 관련된 다공질층 (Ⅱ)는, 리튬 이차 전지의 내부 온도가 상승했을 때에도 정극과 부극의 직접적인 접촉에 의한 단락을 방지하는 기능을 구비한 것이고, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러에 의해서, 그 기능을 확보하고 있다. 즉, 전지가 고온이 된 경우에는, 가령 다공질층 (Ⅰ)이 수축되어도, 수축하기 어려운 다공질층 (Ⅱ)에 의해서, 세퍼레이터가 열 수축한 경우에 발생할 수 있는 정부극의 직접적인 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있다. 또, 이 내열성이 우수한 다공질층 (Ⅱ)가 세퍼레이터의 골격으로서 작용하기 때문에, 다공질층 (Ⅰ)의 열 수축, 즉 세퍼레이터 전체의 열 수축 자체도 억제할 수 있다.The porous layer (II) related to the separator has a function of preventing a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode even when the internal temperature of the lithium secondary battery rises. By the filler having a heat- And the function is secured. That is, when the battery is heated to a high temperature, even if the porous layer (I) is shrunk, a short circuit due to direct contact of the positive electrode, which may occur when the separator is thermally shrunk by the porous layer (II) . In addition, since the porous layer (II) having excellent heat resistance functions as a skeleton of the separator, the heat shrinkage of the porous layer (I), that is, the heat shrinkage itself of the whole separator can be suppressed.

또한, 본 발명에 관련된 세퍼레이터는, 예를 들면 리튬 이차 전지의 고용량화를 위해, 다공질층 (Ⅱ)의 두께를 8㎛ 이하로 얇게 하여, 세퍼레이터 전체의 두께의 증대를 억제하고 있지만, 통상의 리튬 이차 전지에서 사용되고 있는 폴리올레핀제의 미(微)다공막으로 이루어지는 세퍼레이터에 비하면, 우수한 내열성을 확보할 수 있다.Further, in the separator according to the present invention, for example, in order to increase the capacity of the lithium secondary battery, the thickness of the porous layer (II) is made as thin as 8 mu m or less to suppress the increase in the thickness of the whole separator. Compared to a separator made of a polyolefin microporous membrane used in a battery, excellent heat resistance can be secured.

그런데, 정극 리드체를 가지는 정극과 부극 리드체를 가지는 부극이, 세퍼레이터를 개재하고, 또한 정극 리드체와 부극 리드체가 동일 방향으로 돌출하도록 겹쳐져서, 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체를 가지는 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 고온 상태로 유지했을 때의 내부의 열 분포를 해석(解析)하면, 더욱 고온이 되는 영역이, 정극 리드체 및 부극 리드체를 중심으로 분포되어 있는 것이 판명되었다.The positive electrode having the positive electrode lead body and the negative electrode having the negative electrode lead body overlap each other with the separator interposed therebetween so that the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude in the same direction, (Analysis) of the internal heat distribution when the lithium ion secondary battery is held at a high temperature state, it has been found that regions which become higher in temperature are distributed around the positive electrode lead body and the negative electrode lead body.

그리고, 내열성을 담당하는 다공질층 (Ⅱ)를 얇게 한 세퍼레이터를 사용한 경우에는, 전지 내 온도가 과도하게 상승했을 때에, 특히 고온이 되는 정부극의 리드체 근방에 배치된 부분에 있어서, 열 수축의 억제 작용이 불충분해져서 정극과 부극의 접촉이 생길 우려가 있는 것이 판명되었다.In the case of using a separator in which the porous layer (II) responsible for heat resistance is thinned, in a portion disposed in the vicinity of the lead body of the positive electrode, which becomes particularly high temperature, The suppressing action becomes insufficient and it is found that there is a possibility that the positive electrode and the negative electrode are brought into contact with each other.

상기와 같이, 리튬 이차 전지에는 대형화의 요청도 있지만, 특히 전지 케이스의 폭을 40㎜ 이상으로 했을 때에는, 이보다 전지 케이스 폭이 작은 전지에 비해, 편평 형상 권회 전극체에 관련된 정부극의 리드체의 폭을 크게 하는 것이 많지만, 이 경우, 세퍼레이터의 열 수축률이 동일하더라도, 수축이 생기는 영역의 면적, 즉 수축량이 증대하게 되기 때문에, 정극과 부극의 접촉의 문제가 더욱 생기기 쉬워진다.As described above, there is a demand for enlargement of the lithium secondary battery. Particularly, when the width of the battery case is 40 mm or more, as compared with a battery having a smaller battery case width, In this case, however, even if the heat shrinkage ratio of the separator is the same, the area of the region where shrinkage occurs, that is, the shrinkage amount increases, so that the problem of the contact between the positive electrode and the negative electrode becomes more likely to occur.

도 1에, 본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도를 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 권회 전극체(30)는, 정극 리드체(51) 및 부극 리드체(52)가 돌출되어 있는 단면(302)과, 서로 대향하고 다른 면보다 폭이 넓은 2장의 측면(301, 301)(도면 중, 전면(前面) 측의 측면과 후면(後面) 측의 측면)이, 테이프(60)로 고정되어 있다.Fig. 1 is a perspective view schematically showing an example of a flat-shaped wound electrode body related to the lithium secondary battery of the present invention. The wound electrode body 30 shown in Fig. 1 has an end face 302 on which the positive electrode lead body 51 and the negative electrode lead body 52 protrude and two side faces 301 and 301 opposite to each other and wider than other faces (The side surface on the front surface side and the side surface on the rear surface side in the figure) are fixed with the tape 60. [

이 도 1에 나타내고 있는 바와 같이, 본 발명의 리튬 이차 전지에서는, 편평 형상 권회 전극체에 있어서의 정극 리드체 및 부극 리드체가 돌출되어 있는 단면과, 서로 대향하고 다른 면보다 폭이 넓은 2장의 측면을, 테이프로 고정한다. 그리고 상기 테이프에는, 리튬 이차 전지의 셧다운 온도 이하의 온도에서 용융하지 않는 수지를 기재로 하는 것을 사용한다.As shown in Fig. 1, in the lithium secondary battery of the present invention, the cross-section where the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude from the flat-rolled electrode body and the two side faces opposite to each other, , And fastened with tape. The tape is made of a resin that does not melt at a temperature lower than the shutdown temperature of the lithium secondary battery.

편평 형상 권회 전극체에 있어서는, 그 단면(도 1에 나타내는 상면 및 하면)에서의 정극과 부극의 접촉을 방지하기 위해, 세퍼레이터를, 그 단부가 정극이나 부극으로부터 돌출하도록 배치한다. 정극 리드체나 부극 리드체가 존재하기 때문에 특히 세퍼레이터의 열 수축이 우려되는 편평 형상 권회 전극체의 단면과, 더욱 폭이 넓은 2장의 측면을, 내열성이 높은 테이프로 고정함으로써, 세퍼레이터의 상기 단면으로부터 돌출되어 있는 부분을 고정할 수 있기 때문에, 전지 내 온도가 과도하게 상승해도, 이러한 영역에서의 세퍼레이터의 열 수축을 고도로 억제하는 것이 가능해진다.In the flat-shaped wound electrode body, a separator is disposed so as to protrude from the positive electrode and the negative electrode in order to prevent contact between the positive electrode and the negative electrode in the end surface (upper and lower surfaces shown in Fig. 1). Since the positive electrode lead body and the negative electrode lead body exist, the cross section of the flat-rolled electrode body, in which heat shrinkage of the separator is likely to occur, and the two wider side faces are fixed by a tape having high heat resistance, It is possible to highly suppress the heat shrinkage of the separator in such a region even if the temperature in the battery excessively increases.

본 발명의 리튬 이차 전지에서는, 상기 구성의 채용에 의해서, 상기와 같은,더욱 고용량으로 할 수 있는 구조로 한 경우에도, 고온 하에서의 높은 안전성을 확보할 수 있도록 하고 있다.In the lithium secondary battery of the present invention, by employing the above-described configuration, even when the structure can be made to have a higher capacity as described above, high safety under high temperature can be ensured.

또한, 본 명세서에서 말하는 리튬 이차 전지의 셧다운 온도는, 후술하는 실시예에서 채용하고 있는 방법에 의해 측정되는 값이다.The shutdown temperature of the lithium secondary battery referred to in the present specification is a value measured by the method employed in the embodiment described later.

이하에 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명하지만, 이들은 본 발명의 실시 태양의 일례에 불과하며, 본 발명은 이들 내용에 한정되지 않는다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but these are only examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.

<세퍼레이터><Separator>

본 발명에 관련된 세퍼레이터는, 상기와 같이, 열가소성 수지를 주체로 하는 다공질층 (Ⅰ)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있다.As described above, the separator according to the present invention has a porous layer (I) mainly composed of a thermoplastic resin and a porous layer (II) comprising a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher as a main component.

다공질층 (Ⅰ)의 주체가 되는 열가소성 수지로서는, 융점, 즉, JIS K 7121의 규정에 준하여, 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정되는 융해 온도가 140℃ 이하인 수지가 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들면 폴리에틸렌(PE)을 들 수 있다. 다공질층 (Ⅰ)의 형태로서는, 리튬 이차 전지용의 세퍼레이터로서 통상 이용되고 있는 미다공막이나, 부직포 등의 기재에 PE의 입자를 포함하는 분산액을 도포하고, 건조하는 등으로 해서 얻어지는 것 등의 시트 형상물을 들 수 있다. 또, PE로 구성된 층과, 폴리프로필렌(PP)으로 구성된 층을 가지는 다층(2층, 3층 등) 구조의 미다공막을, 다공질층 (Ⅰ)으로서 이용할 수도 있다.As the thermoplastic resin to be the main component of the porous layer (I), a resin having a melting point, that is, a melting temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC) of 140 DEG C or less is preferable in accordance with JIS K 7121, , For example, polyethylene (PE). Examples of the form of the porous layer (I) include a sheet made of a microporous film commonly used as a separator for a lithium secondary battery, a sheet material obtained by applying a dispersion containing particles of PE to a base material such as a nonwoven fabric, . Further, a microporous membrane of a multi-layer (two-layer, three-layer, etc.) structure having a layer composed of PE and a layer composed of polypropylene (PP) may be used as the porous layer (I).

다공질층 (Ⅰ)의 구성 성분의 전체 체적 중〔공공 부분을 제외한 전체 체적. 세퍼레이터에 관련된 다공질층 (Ⅰ) 및 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 체적 함유율에 관해, 이하 동일.〕에 있어서, 주체가 되는 열가소성 수지의 체적 함유율은, 50체적% 이상이고, 70체적% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 예를 들면 다공질층 (Ⅰ)을 상기 PE의 미다공막으로 형성하는 경우에는, 열가소성 수지의 체적 함유율이 100체적%가 된다.The total volume of the constituent components of the porous layer (I) (total volume excluding the void portion. The volume ratio of the thermoplastic resin as the main body in the porous layer (I) and the porous layer (II) related to the separator is the same hereinafter) is at least 50 vol% and not less than 70 vol% Is more preferable. Further, for example, when the porous layer (I) is formed of the microporous membrane of the PE, the volume content of the thermoplastic resin becomes 100 volume%.

다공질층 (Ⅱ)에 관련된 필러는, 내열 온도가 150℃ 이상에서, 전지가 가지는 비수 전해액에 대해 안정되고, 또한 전지의 작동 전압 범위에 있어서 산화 환원되기 어려운 전기 화학적으로 안정된 것이면, 무기 입자여도 유기 입자여도 되지만, 분산 등의 점으로부터 미립자인 것이 바람직하고, 또, 무기 산화물 입자, 더 구체적으로는 알루미나, 실리카, 베마이트가 바람직하다. 알루미나, 실리카, 베마이트는 내산화성이 높고, 입경이나 형상을 원하는 수치 등으로 조정하는 것이 가능하기 때문에, 다공질층 (Ⅱ)의 공공률을 양호한 정밀도로 제어하는 것이 용이해진다. 또한, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러는, 예를 들면 상기 예시의 것을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.The filler relating to the porous layer (II) is preferably a filler having a heat-resistant temperature of not less than 150 DEG C, which is stable to a non-aqueous electrolyte contained in the battery and is electrochemically stable, But it is preferably fine particles from the viewpoint of dispersion and the like, and inorganic oxide particles, more specifically, alumina, silica and boehmite are preferable. Since alumina, silica and boehmite have high oxidation resistance and can adjust the particle size and shape to a desired value, it is easy to control the porosity of the porous layer (II) with good precision. As the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher, for example, the above-mentioned fillers may be used singly or two or more thereof may be used in combination.

다공질층 (Ⅱ)에 관련된 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 형상에 대해서는 특별히 제한은 없고, 대략 구(球) 형상(완전한 구 형상을 포함한다), 대략 타원체 형상(타원체 형상을 포함한다), 판 형상 등의 각종 형상의 것을 사용할 수 있다.The shape of the filler having a heat-resistant temperature of not less than 150 DEG C with respect to the porous layer (II) is not particularly limited and includes a substantially spherical shape (including a perfect spherical shape), a substantially ellipsoidal shape (including an ellipsoidal shape) Shape or the like can be used.

또, 다공질층 (Ⅱ)에 관련된 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의 평균 입자 직경은, 지나치게 작으면 이온의 투과성이 저하되기 때문에, 0.3㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러가 지나치게 크면, 전기 특성이 열화되기 쉬워지기 때문에, 그 평균 입자 직경은, 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The average particle diameter of the filler having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or more related to the porous layer (II) is preferably 0.3 mu m or more, more preferably 0.5 mu m or more because the permeability of the ion decreases when too small. If the filler having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher is too large, the electrical characteristics tend to be deteriorated. Therefore, the average particle diameter is preferably 5 mu m or less, more preferably 2 mu m or less.

본 명세서에서 말하는 각종 입자(내열 온도가 150℃ 이상인 필러나, 후술하는 리튬 함유 복합 산화물, 등)의 평균 입자 직경은, 예를 들면, 레이저 산란 입도 분포계(예를 들면, 호리바 제작소 제 「LA-920」)를 이용하여, 입자를 용해하지 않는 매체에, 이들 입자를 분산시켜서 측정한 평균 입자 직경 D50 %이다.The average particle diameter of various particles (fillers having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher and a lithium-containing complex oxide, etc.) referred to in the present specification can be measured by a laser scattering particle size distribution meter (for example, -920 &quot; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), the average particle diameter D 50 % measured by dispersing these particles in a medium which does not dissolve the particles.

다공질층 (Ⅱ)에 있어서, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러는 주체로서 포함되는 것이기 때문에, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의, 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 전체 체적〔공공 부분을 제외한 전체 체적. 다공질층 (Ⅱ) 및 다공질층 (Ⅰ)의 구성 성분의 전체 체적에 대해, 이하 동일.〕 중에 있어서의 체적 함유율은, 50체적% 이상이고, 70체적% 이상인 것이 바람직하고, 80체적% 이상인 것이 더 바람직하고, 90체적% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 다공질층 (Ⅱ) 중의 상기 필러를 상기와 같이 고함유율로 함으로써, 리튬 이차 전지가 고온이 되었을 때에도, 세퍼레이터 전체의 열 수축을 양호하게 억제할 수 있어, 정극과 부극의 직접적인 접촉에 의한 단락의 발생을 더욱 양호하게 억제할 수 있다.Since the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher is included as a main component in the porous layer (II), the total volume of the constituent components of the porous layer (II) . (Hereinafter the same shall apply to the total volume of the constituent components of the porous layer (II) and the porous layer (I)) is preferably 50 vol% or more and preferably 70 vol% or more, more preferably 80 vol% , More preferably 90 vol% or more. By setting the filler in the porous layer (II) to have a high content as described above, the heat shrinkage of the entire separator can be well suppressed even when the lithium secondary battery is heated to a high temperature, and a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode Can be suppressed more favorably.

또한, 후술하는 바와 같이, 다공질층 (Ⅱ)에는 유기 바인더도 함유시키는 것이 바람직하기 때문에, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러의, 다공질층 (Ⅱ)의 구성 성분의 전체 체적 중에 있어서의 체적 함유율은, 99.5체적% 이하인 것이 바람직하다.As described later, since it is preferable to include an organic binder in the porous layer (II), the volume content of the filler having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher in the entire volume of the constituent components of the porous layer (II) Preferably not more than 99.5% by volume.

다공질층 (Ⅱ)에는, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러끼리를 결착하거나, 다공질층 (Ⅱ)와 다공질층 (Ⅰ)의 일체화 등 때문에, 유기 바인더를 함유시키는 것이 바람직하다. 유기 바인더로서는, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체(EVA, 아세트산 비닐 유래의 구조 단위가 20∼35몰%인 것), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 등의 에틸렌-아크릴산 공중합체, 불소계 고무, SBR, CMC, 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 가교 아크릴 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등을 들 수 있지만, 특히, 150℃ 이상의 내열 온도를 가지는 내열성의 바인더가 바람직하게 이용된다. 유기 바인더는, 상기 예시한 것을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.It is preferable that an organic binder is contained in the porous layer (II) because the pellets having a heat resistance temperature of 150 DEG C or higher are bound together or the porous layer (II) and the porous layer (I) are integrated. Examples of the organic binder include ethylene-acrylic acid copolymer such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA, 20 to 35 mol% of structural unit derived from vinyl acetate) and ethylene-ethyl acrylate copolymer, fluoric rubber, SBR, CMC , Hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), crosslinked acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, A heat-resistant binder having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or more is preferably used. As the organic binder, those illustrated above may be used singly or two or more of them may be used in combination.

상기 예시한 유기 바인더 중에서도, EVA, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 불소계 고무, SBR 등의 유연성이 높은 바인더가 바람직하다. 이와 같은 유연성이 높은 유기 바인더의 구체예로서는, 미츠이 듀폰 폴리케미컬사의 「에바플렉스 시리즈(EVA)」, 니폰 유니카사의 EVA, 미츠이 듀폰 폴리케미컬사의 「에바플렉스-EEA 시리즈(에틸렌-아크릴산 공중합체)」, 니폰 유니카사의 EEA, 다이킨 공업사의 「다이엘라텍스 시리즈(불소 고무)」, JSR사의 「TRD-2001(SBR)」, 니폰 제온사의 「BM-400B(SBR)」 등이 있다.Of the organic binders exemplified above, a highly flexible binder such as EVA, an ethylene-acrylic acid copolymer, a fluorine-based rubber, or SBR is preferable. Specific examples of such highly flexible organic binders include "EVA Flex Series (EVA)" of Mitsui DuPont Polychemical, EVA of Nippon Unicar Co., "EVA Flex-EEE series (ethylene-acrylic acid copolymer)" of Mitsui DuPont Polychemical Co., EIDE of Nippon Unicar Co., Ltd., "DaiL latex series (fluorine rubber)" of Daikin Industries, "TRD-2001 (SBR)" of JSR and "BM-400B (SBR)" of Nippon Zeon.

또한, 상기 유기 바인더를 다공질층 (Ⅱ)에 사용하는 경우에는, 후술하는 다공질층 (Ⅱ) 형성용의 조성물의 용매에 용해시키거나, 또는 분산시킨 에멀션의 형태로 이용하면 된다.When the organic binder is used for the porous layer (II), it may be used in the form of an emulsion dissolved or dispersed in a solvent of a composition for forming a porous layer (II) described below.

세퍼레이터는, 예를 들면, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러 등을 함유하는 다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물(슬러리 등의 액상 조성물 등)을, 다공질층 (Ⅰ)을 구성하기 위한 미다공막 등의 시트 형상물의 표면에 도포하고, 소정의 온도로 건조하여 다공질층 (Ⅱ)를 형성함으로써 제조할 수 있다.The separator can be obtained by forming a composition (a liquid composition such as a slurry) for forming a porous layer (II) containing a filler or the like having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher in a sheet such as a microporous membrane for constituting the porous layer And then drying the solution at a predetermined temperature to form the porous layer (II).

다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물은, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러나, 필요에 따라 유기 바인더 등을 함유하고, 이들을 용매(분산매를 포함한다. 이하 동일.)에 분산시킨 것이다. 또한, 유기 바인더에 대해서는 용매에 용해시킬 수도 있다. 다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물에 이용되는 용매는, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 균일하게 분산할 수 있고, 또, 유기 바인더를 균일하게 용해 또는 분산할 수 있는 것이면 되고, 예를 들면 톨루엔 등의 방향족 탄화 수소, 테트라히드로푸란 등의 푸란류, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류 등, 일반적인 유기 용매가 적합하게 이용된다. 또한, 이들 용매에, 계면 장력을 제어할 목적으로, 알코올(에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등), 또는, 모노메틸아세테이트 등의 각종 프로필렌옥사이드계 글리콜에테르 등을 적절히 첨가해도 된다. 또, 유기 바인더가 수용성인 경우, 에멀션으로서 사용하는 경우 등에서는, 물을 용매로 해도 되고, 이 때에도 알코올류(메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 에틸렌글리콜 등)를 적절히 첨가하여 계면 장력을 제어할 수도 있다.The composition for forming the porous layer (II) contains a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher, an organic binder as required, and the like, and these are dispersed in a solvent (including a dispersion medium; The organic binder may be dissolved in a solvent. The solvent used in the composition for forming the porous layer (II) is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher and can uniformly dissolve or disperse the organic binder. For example, Aromatic hydrocarbons, furans such as tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and the like, are suitably used. To these solvents, an alcohol (ethylene glycol, propylene glycol, etc.) or various propylene oxide glycol ethers such as monomethyl acetate may be appropriately added for the purpose of controlling the interfacial tension. In the case where the organic binder is water-soluble and used as an emulsion, water may be used as a solvent, and at this time, alcohols (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol or the like) Control.

다공질층 (Ⅱ) 형성용 조성물은, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러나 유기 바인더 등을 포함하는 고형분 함량을, 예를 들면 10∼80질량%로 하는 것이 바람직하다.The composition for forming the porous layer (II) preferably has a solid content of, for example, 10 to 80 mass% including a filler having a heat-resistant temperature of 150 캜 or higher and an organic binder.

세퍼레이터에 있어서, 다공질층 (Ⅰ)과 다공질층 (Ⅱ)는, 각각 1층씩일 필요는 없고, 복수의 층이 세퍼레이터 중에 있어도 된다. 예를 들면, 다공질층 (Ⅱ)의 양면에 다공질층 (Ⅰ)을 배치한 구성으로 하거나, 다공질층 (Ⅰ)의 양면에 다공질층 (Ⅱ)를 배치한 구성으로 해도 된다. 다만, 층수를 늘림으로써, 세퍼레이터의 두께를 늘려서 전지의 내부 저항의 증가나 에너지 밀도의 저하를 초래할 우려가 있기 때문에, 층수를 지나치게 많게 하는 것은 바람직하지 않고, 세퍼레이터 중의 다공질층 (Ⅰ)과 다공질층 (Ⅱ)의 합계 층수는 5층 이하인 것이 바람직하고, 2층인 것이 특히 바람직하다.In the separator, the porous layer (I) and the porous layer (II) need not be one layer each, and a plurality of layers may be contained in the separator. For example, the porous layer (I) may be disposed on both surfaces of the porous layer (II), or the porous layer (II) may be disposed on both surfaces of the porous layer (I). However, increasing the number of layers may increase the thickness of the separator to increase the internal resistance of the battery or lower the energy density. Therefore, it is not preferable to make the number of layers excessively large. In this case, (II) is preferably 5 layers or less, and particularly preferably 2 layers.

세퍼레이터에 있어서의 다공질층 (Ⅱ)는 두꺼울수록 세퍼레이터의 내열성이 향상되지만, 지나치게 두꺼우면, 세퍼레이터 전체가 두꺼워져서, 예를 들면 리튬 이차 전지의 고용량화를 도모함에 있어서 불리하다. 따라서, 다공질층 (Ⅱ)의 두께〔세퍼레이터가 다공질층 (Ⅱ)를 복수 가지는 경우에는, 그 총 두께. 이하 동일.〕는 8㎛ 이하이고, 6㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 다만, 다공질층 (Ⅱ)가 지나치게 얇으면, 다공질층 (Ⅱ)의 형성에 의한 세퍼레이터의 내열성 향상 효과가 작아질 우려가 있다. 따라서, 다공질층 (Ⅱ)의 두께는, 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.The thicker porous layer (II) in the separator improves the heat resistance of the separator, but if it is excessively thick, the entire separator becomes thick, which is disadvantageous for the purpose of, for example, increasing the capacity of the lithium secondary battery. Therefore, when the thickness of the porous layer (II) (in the case where the separator has a plurality of porous layers (II)), The same shall apply hereinafter) is 8 탆 or less, more preferably 6 탆 or less. However, if the porous layer (II) is too thin, the effect of improving the heat resistance of the separator due to the formation of the porous layer (II) may be reduced. Therefore, the thickness of the porous layer (II) is preferably 0.5 占 퐉 or more, more preferably 2 占 퐉 or more.

또, 세퍼레이터에 있어서의 다공질층 (Ⅰ)의 두께〔세퍼레이터가 다공질층 (Ⅰ)을 복수 가지는 경우에는, 그 총 두께. 이하 동일.〕는, 다공질층 (Ⅰ)의 사용에 의한 상기 작용(특히 셧다운 작용)을 더욱 유효하게 발휘시키는 관점에서, 5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 다만, 다공질층 (Ⅰ)이 지나치게 두꺼우면, 다공질층 (Ⅱ)의 두께를 상기와 같이 제한하여, 세퍼레이터 전체의 두께의 증대를 억제하는 효과가 작아질 우려가 있는 것 외에, 다공질층 (Ⅰ)이 열 수축하려고 하는 힘이 커져서, 세퍼레이터 전체의 열 수축을 억제하는 작용이 작아질 우려가 있다. 그 때문에, 다공질층 (Ⅰ)의 두께는, 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 16㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The thickness of the porous layer (I) in the separator (when the separator has a plurality of porous layers (I), the total thickness thereof). The same shall apply hereinafter) is preferably 5 占 퐉 or more, and more preferably 10 占 퐉 or more from the viewpoint of more effectively exhibiting the action (in particular, the shutdown action) by use of the porous layer (I). However, if the porous layer (I) is too thick, the thickness of the porous layer (II) may be limited as described above, and the effect of suppressing the increase in the thickness of the entire separator may be reduced. The heat shrinking force is increased, and the action of suppressing the heat shrinkage of the whole separator may be reduced. Therefore, the thickness of the porous layer (I) is preferably 20 占 퐉 or less, more preferably 16 占 퐉 or less.

그리고, 세퍼레이터 전체의 두께는, 다공질층 (Ⅱ)의 두께를 상기와 같이 제한하는 것에 의한 효과를 더욱 양호하게 확보하는 관점에서, 28㎛ 이하인 것이 바람직하고, 21㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 다만, 세퍼레이터가 지나치게 얇으면, 강도가 부족할 우려가 있기 때문에, 그 전체의 두께는, 10㎛ 이상인 것이 바람직하다.The total thickness of the separator is preferably 28 占 퐉 or less and more preferably 21 占 퐉 or less from the viewpoint of securing the effect of restricting the thickness of the porous layer (II) as described above. However, if the separator is too thin, the strength may be insufficient. Therefore, the total thickness of the separator is preferably 10 mu m or more.

세퍼레이터 전체의 공공률로서는, 비수 전해액의 보액(保液)량을 확보하여 이온 투과성을 양호하게 하기 위해, 건조한 상태에서, 30% 이상인 것이 바람직하다. 한편, 세퍼레이터 강도의 확보와 내부 단락의 방지의 관점에서, 세퍼레이터의 공공률은, 건조한 상태에서, 70% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 세퍼레이터의 공공률:P(%)는, 세퍼레이터의 두께, 면적당의 질량, 구성 성분의 밀도로부터, 하기 (1)식을 이용하여 각 성분 i에 대한 총계를 구함으로써 계산할 수 있다.The porosity of the whole separator is preferably 30% or more in a dried state in order to ensure a sufficient liquid permeability of the nonaqueous electrolytic solution and good ion permeability. On the other hand, from the viewpoint of ensuring the strength of the separator and prevention of the internal short circuit, the porosity of the separator is preferably 70% or less in a dry state. The porosity P (%) of the separator can be calculated from the thickness of the separator, the mass per unit area, and the density of the constituent components by calculating the total for each component i using the following formula (1).

P={1-(m/t)/(Σai·ρi)}×100 (1)P = {1- (m / t) / (? I i ? I )} 100 (1)

여기서, 상기 식 중, ai:전체의 질량을 1로 했을 때의 성분 i의 비율, ρi:성분 i의 밀도(g/㎤), m:세퍼레이터의 단위 면적당의 질량(g/㎠), t:세퍼레이터의 두께(㎝)이다.Here, In the above formula, a i: ratio of component i when the total mass of a 1, ρ i: density (g / ㎤) of component i, m: mass of per unit area of the separator unit (g / ㎠), t is the thickness (cm) of the separator.

또, 상기 (1)식에 있어서, m을 다공질층 (Ⅰ)의 단위 면적당의 질량(g/㎠)으로 하고, t를 다공질층 (Ⅰ)의 두께(㎝)로 하며, ai를 다공질층 (Ⅰ) 전체의 질량을 1로 했을 때의 성분 i의 비율로 함으로써, 상기 (1)식을 이용하여 다공질층 (Ⅰ)의 공공률:P(%)를 구할 수도 있다. 이 방법에 의해 구해지는 다공질층 (Ⅰ)의 공공률은, 30∼70%인 것이 바람직하다.Further, in the above equation (1), for m a mass (g / ㎠) per unit surface area of the porous layer (Ⅰ) and, and a t a thickness (㎝) of the porous layer (Ⅰ), a i a porous layer (%) Of the porous layer (I) can be obtained by using the ratio of the component i when the total mass of the porous layer (I) is taken as 1. The porosity of the porous layer (I) obtained by this method is preferably 30 to 70%.

또한, 상기 (1)식에 있어서, m을 다공질층 (Ⅱ)의 단위 면적당의 질량(g/㎠)으로 하고, t를 다공질층 (Ⅱ)의 두께(㎝)로 하며, ai를 다공질층 (Ⅱ) 전체의 질량을 1로 했을 때의 성분 i의 비율로 함으로써, 상기 (1)식을 이용하여 다공질층 (Ⅱ)의 공공률:P(%)를 구할 수도 있다. 이 방법에 의해 구해지는 다공질층 (Ⅱ)의 공공률은, 20∼60%인 것이 바람직하다.In the above equation (1), for m a mass (g / ㎠) per unit surface area of the porous layer (Ⅱ) and, and a t a thickness (㎝) of the porous layer (Ⅱ), a i a porous layer (%) Of the porous layer (II) can be obtained by using the ratio of the component i when the total mass of the porous layer (II) is 1, by using the above formula (1). The porosity of the porous layer (II) obtained by this method is preferably 20 to 60%.

세퍼레이터로서는, 기계적인 강도가 높은 것이 바람직하고, 예를 들면 찌름 강도가 3N 이상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 충방전에 수반하는 체적 변화가 큰 SiOx를 부극 활물질에 사용한 경우(상세하게는 후술한다), 충방전을 반복함으로써, 부극 전체의 신축에 의해서, 대면시킨 세퍼레이터에도 기계적인 데미지가 가해지게 된다. 세퍼레이터의 찌름 강도가 3N 이상이면, 양호한 기계적 강도가 확보되어, 세퍼레이터가 받는 기계적 데미지를 완화할 수 있다. 세퍼레이터를 먼저 설명한 구성으로 함으로써, 그 찌름 강도를 상기의 값으로 할 수 있다.As the separator, it is preferable that the mechanical strength is high, and for example, the penetration strength is preferably 3N or more. For example, when SiO x having a large change in volume accompanying charge and discharge is used for the negative electrode active material (to be described later in detail), repeated charging and discharging causes mechanical damage to the separator facing to the negative electrode Respectively. When the penetration strength of the separator is 3N or more, good mechanical strength is secured, and the mechanical damage to the separator can be mitigated. By setting the separator as described above, the striking intensity can be set to the above value.

상기 찌름 강도는 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 직경 2인치의 구멍이 뚫린 판 상에 세퍼레이터를 주름이나 휨이 없도록 고정하고, 선단(先端)의 직경이 1.0㎜인 반원 구 형상의 금속 핀을, 120㎜/min의 속도로 측정 시료에 강하시켜, 세퍼레이터에 구멍이 뚫릴 때의 힘을 5회 측정한다. 그리고, 상기 5회의 측정값 중 최대값과 최소값을 제외한 3회의 측정에 대해 평균값을 구하고, 이것을 세퍼레이터의 찌름 강도로 한다.The sting intensity can be measured by the following method. A separator was fixed on a plate with a hole of 2 inches in diameter so that there was no wrinkle or warpage and a semicircular metal pin having a tip diameter of 1.0 mm was dropped to a measurement sample at a rate of 120 mm / , And the force at the time of puncturing the separator is measured five times. Then, an average value is obtained for three measurements excluding the maximum value and the minimum value among the five measured values, and this is taken as the stamper strength of the separator.

<정극><Positive Electrode>

본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 정극에는, 예를 들면 정극 활물질, 바인더 및 도전 조제 등을 함유하는 정극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 구조의 것을 사용할 수 있다.As the positive electrode relating to the lithium secondary battery of the present invention, for example, a positive electrode material mixture layer containing a positive electrode active material, a binder, a conductive auxiliary agent, and the like may be used in one side or both sides of the current collector.

<정극 활물질>&Lt; Positive electrode active material &

본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 정극 활물질에는, 예를 들면, 리튬(Li)과 천이 금속을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 사용한다.As the positive electrode active material related to the lithium secondary battery of the present invention, for example, a lithium-containing complex oxide containing lithium (Li) and a transition metal is used.

Li와 천이 금속을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물의 구체예로서는, 예를 들면 LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물; LiMnO2, Li2MnO3 등의 리튬 망간 산화물; LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물; LiMn2O4, Li4 /3Ti5 /3O4 등의 스피넬(spinel) 구조의 리튬 함유 복합 산화물; LiFePO4 등의 올리빈 구조의 리튬 함유 복합 산화물; 상기 산화물을 기본 조성으로 하여 각종 원소로 치환한 산화물; 등을 들 수 있다.Specific examples of the lithium-containing complex oxide containing Li and a transition metal include lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 ; Lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and Li 2 MnO 3 ; Lithium nickel oxide such as LiNiO 2 ; LiMn 2 O 4, Li 4/ 3 Ti 5/3 O 4 , such as a spinel (spinel) lithium-containing complex oxide of the structure; A lithium-containing complex oxide having an olivine structure such as LiFePO 4 ; An oxide in which the oxide is substituted with various elements in a basic composition; And the like.

또한, 정극 활물질은, 리튬과 천이 금속을 포함하는 리튬 함유 복합 산화물의 적어도 일부가, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물이고, 또한 전체 정극 활물질 중의 전체 Li량에 대한 전체 Ni량의 몰 비율이 0.05 이상 1.0 이하인 것이 바람직하다.Further, the positive electrode active material is a lithium-containing complex oxide in which at least a part of the lithium-containing complex oxide containing lithium and a transition metal contains Ni as a transition metal, and the total moles of Ni in the entire positive electrode active material The ratio is preferably not less than 0.05 and not more than 1.0.

천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 상기 복합 산화물을 구성하는 천이 금속 원소로서 Ni를 적어도 함유하는 것이고, Co, Mn, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 은(Ag), 탈륨(Ta), 니오브(Nb), 지르코늄(Zr) 등의 다른 천이 금속을 구성 원소로서 함유해도 되며, 또, 예를 들면 붕소(B), 인(P), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 마그네슘(Mg) 등의 천이 금속 원소 이외의 원소를 포함하고 있어도 된다.The lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal contains at least Ni as a transition metal element constituting the composite oxide, and is at least one element selected from the group consisting of Co, Mn, titanium (Ti), chromium (Cr) For example, boron (B), phosphorus (P), boron (B) or the like may be contained as other constituent elements such as copper (Cu), silver (Ag), thallium (Ta), niobium (Nb), zirconium And elements other than transition metal elements such as zinc (Zn), aluminum (Al), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), germanium (Ge), tin (Sn), and magnesium .

천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 3∼4.4V(Li에 대해) 부근에서의 용량이, LiCoO2 등의 다른 리튬 함유 복합 산화물보다 크기 때문에, 리튬 이차 전지의 고용량화에 유리하다. 그래서, 리튬 이차 전지의 고용량화를 도모하는 관점에서, 전체 정극 활물질 중의 전체 Li량에 대한 전체 Ni량의 몰의 비율을, 0.05 이상으로 하는 것이 바람직하다.The lithium-containing complex oxide containing Ni as the transition metal is advantageous for increasing the capacity of the lithium secondary battery because the capacity at about 3 to 4.4 V (relative to Li) is larger than that of other lithium-containing complex oxides such as LiCoO 2 . Therefore, from the viewpoint of increasing the capacity of the lithium secondary battery, it is preferable that the ratio of the total moles of Ni to the total amount of Li in the whole positive electrode active material is 0.05 or more.

그러나, 그 한편으로, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물은, 비수 전해액과의 반응성이 높다. 따라서, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질로 하는 리튬 이차 전지는, 충전된 상태로 과도한 고온 하에 두어지는 등으로 했을 때에, 전지 온도가 더욱 상승되어 버리는 열 폭주 등이 생길 우려가 있다. 특히, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질로 하는 리튬 이차 전지에서는, LiCoO2를 사용한 전지보다, 충전 시의 종지 전압을 높여서 사용함으로써, 전지의 고용량화를 한층 더 도모하는 것이 기대되고 있지만, 더욱 높은 전압으로 충전된 상태에서는, 상기의 열 폭주 등의 위험성이 더욱 증대된다. 본 발명의 리튬 이차 전지에서는, 다공질층 (I)과 다공질층 (Ⅱ)를 가지는 상기 세퍼레이터를 사용하는 데에 더하여, 권회 전극체의 특정 개소를 특정한 테이프로 고정하고 있기 때문에, 상기 방법에 의해서 고용량화를 도모해도, 높은 안전성을 확보할 수 있다.On the other hand, however, the lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal has a high reactivity with the non-aqueous electrolyte. Therefore, when a lithium secondary battery using a lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal as a positive electrode active material is placed under an excessively high temperature in a charged state, etc., there is a possibility that thermal runaway, . Particularly, in a lithium secondary battery using a lithium-containing composite oxide containing Ni as a transition metal as a positive electrode active material, it is desired to further increase the capacity of the battery by using an end-of-charge voltage higher than that of a battery using LiCoO 2 However, in a state where the battery is charged with a higher voltage, the risk of thermal runaway or the like is further increased. In the lithium secondary battery of the present invention, in addition to the use of the separator having the porous layer (I) and the porous layer (II), since a specific portion of the wound electrode body is fixed with a specific tape, It is possible to secure high safety.

본 발명의 리튬 이차 전지는, 예를 들면, LiCoO2를 정극 활물질로 하는 종래의 리튬 이차 전지와 동일하게, 종지 전압을 4.2V 정도로 하는 정전류-정전압 충전을 행하고 나서 사용하는 용도에 적용할 수도 있지만, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 정극 활물질에 사용한 경우에는, 고용량화를 더욱 도모하는 관점에서, 종지 전압을 4.30V를 넘는 정전류-정전압 충전을 행하고 나서 사용하는 용도에 적용하는 것이 더욱 바람직하고, 이와 같은 조건으로 충전된 상태에서 과도한 고온 환경 하에 두어지는 등 해도, 안전성이 양호하다.The lithium secondary battery of the present invention can be applied to a use after being subjected to a constant current-constant voltage charging with the termination voltage of about 4.2 V, for example, as in the case of a conventional lithium secondary battery using LiCoO 2 as a positive electrode active material , And when a lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal is used for the positive electrode active material, it is more preferable to apply it to applications in which the constant-current-constant voltage charging exceeding 4.30 V is carried out after the end voltage is further increased And even when placed in an excessively high temperature environment in a charged state under such conditions, the safety is good.

천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물에는, 열 안정성이나 고전위 상태에서의 안정성이 높고, 리튬 이차 전지의 안전성이나 각종 전지 특성을 더욱 높일 수 있기 때문에, 하기 일반 조성식 (2)로 나타내어지는 리튬 함유 복합 산화물을 사용하는 것이 바람직하다.The lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal has high thermal stability and stability in a high potential state and can further enhance the safety and various battery characteristics of the lithium secondary battery. Therefore, the lithium-containing complex oxide represented by the following general formula (2) It is preferable to use a lithium-containing complex oxide.

Li1 + yMO2 (2)Li 1 + y MO 2 (2)

〔상기 일반 조성식 (2) 중, -0.15≤y≤0.15이고, 또한 M은, 적어도 Ni, Co 및 Mn을 포함하는 3종 이상의 원소군을 나타내며, M을 구성하는 각 원소 중에서, Ni, Co 및 Mn의 비율(㏖%)을, 각각 a, b 및 c로 했을 때에, 25≤a≤90, 5≤b≤35, 5≤c≤35 및 10≤b+c≤70이다.〕[In the general formula (2), -0.15? Y? 0.15, and M represents at least three or more element groups including Ni, Co and Mn, and among the elements constituting M, Ni, Co, B? 35, 5? C? 35 and 10? B + c? 70, respectively, when the ratio (mol%) of Mn is a, b and c, respectively.

또한, 상기 리튬 함유 복합 산화물을 나타내는 상기 일반 조성식 (2)에 있어서의 원소군 M은, Ni, Co 및 Mn만을 함유하고 있어도 되고, Ni, Co 및 Mn 이외의 원소, 예를 들면 Ti, Cr, Fe, Cu, Zn, Al, Ge, Sn, Mg, Ag, Ta, Nb, B, P, Zr, Ca, Sr, Ba 등의 원소를 포함하고 있어도 상관없다. 다만, 상기 리튬 함유 복합 산화물에 있어서, Ni, Co 및 Mn을 함유시키는 것에 의한 상기의 효과를 충분하게 얻기 위해서는, 원소군 M의 전체 원소수를 100㏖%로 했을 때의, Ni, Co 및 Mn 이외의 원소의 합계 비율(㏖%)은, 15㏖% 이하인 것이 바람직하고, 3㏖% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The element group M in the general formula (2) representing the lithium-containing complex oxide may contain only Ni, Co, and Mn, and may contain elements other than Ni, Co, and Mn such as Ti, Cr, But may contain elements such as Fe, Cu, Zn, Al, Ge, Sn, Mg, Ag, Ta, Nb, B, P, Zr, Ca, However, in order to sufficiently obtain the above effect by containing Ni, Co, and Mn in the lithium-containing complex oxide, Ni, Co, and Mn The total proportion (mol%) of the other elements is preferably 15 mol% or less, more preferably 3 mol% or less.

상기의 조성을 가지는 리튬 함유 복합 산화물은, 그 진밀도(眞密度)가 4.55∼4.95g/㎤로 큰 값이 되어, 높은 체적 에너지 밀도를 가지는 재료가 된다. 또한, Mn을 일정 범위로 포함하는 리튬 함유 복합 산화물의 진밀도는, 그 조성에 의해 크게 변화되지만, 상기와 같은 좁은 조성 범위에서는 구조가 안정화되어, 균일성을 높일 수 있기 때문에, 예를 들면 LiCoO2의 진밀도에 가까운 큰 값이 되는 것으로 생각된다. 또, 리튬 함유 복합 산화물의 질량당의 용량을 크게 할 수 있어, 가역성이 우수한 재료로 할 수 있다.The lithium-containing complex oxide having the above composition has a true density of 4.55 to 4.95 g / cm 3 and becomes a material having a high volume energy density. Incidentally, although the true density of the lithium-containing complex oxide containing Mn in a certain range largely varies depending on its composition, since the structure can be stabilized and the uniformity can be improved in the above narrow composition range, for example, LiCoO 2 &lt; / RTI &gt; Further, the capacity per mass of the lithium-containing complex oxide can be increased, and a material excellent in reversibility can be obtained.

또한, 정극 활물질에 있어서의 전체 정극 활물질 중의 전체 Li량에 대한 전체 Ni량의 몰 비율을 0.05 이상 1.0 이하로 조정하는 데에 있어서는, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물만을 사용해도 되고, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물과 함께, 다른 리튬 함유 복합 산화물(상술한 LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물; LiMnO2, Li2MnO3 등의 리튬 망간 산화물; LiMn2O4, Li4/3Ti5/3O4 등의 스피넬 구조의 리튬 함유 복합 산화물; LiFePO4 등의 올리빈 구조의 리튬 함유 복합 산화물; 상기의 산화물을 기본 조성으로 하여 각종 원소로 치환한 산화물 등)을 사용해도 된다. 이 경우, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물의 1종 또는 2종 이상과, 다른 리튬 함유 산화물의 1종 또는 2종 이상을 병용해도 상관없다.Further, in adjusting the molar ratio of the total amount of Ni to the total amount of Li in the positive electrode active material in the positive electrode active material to 0.05 or more and 1.0 or less, only the lithium-containing complex oxide containing Ni may be used as the transition metal, (Lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 described above; lithium manganese oxide such as LiMnO 2 and Li 2 MnO 3 ; LiMn 2 O 4 , Li 4 (Li 2 O 4) , etc.) as a transition metal together with a lithium- / 3 Ti 5/3 O 4 , a lithium-containing complex oxide having an olivine structure such as LiFePO 4, and an oxide in which the above-described oxide is used as a basic composition and substituted with various elements) do. In this case, one or two or more lithium-containing complex oxides containing Ni as a transition metal may be used in combination with one or more of other lithium-containing oxides.

본 발명에서 사용하는 리튬 함유 복합 산화물의 평균 입자 직경은, 5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 더 바람직하고, 또, 25㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이들 리튬 함유 복합 산화물의 입자는 1차 입자가 응집된 2차 응집체이더라도 되고, 그 경우의 평균 입자 직경은 2차 응집체의 평균 입자 직경을 의미한다.The average particle diameter of the lithium-containing complex oxide used in the present invention is preferably 5 占 퐉 or more, more preferably 10 占 퐉 or more, further preferably 25 占 퐉 or less and further preferably 20 占 퐉 or less. These lithium-containing complex oxide particles may be secondary aggregates in which primary particles are aggregated, and the average particle diameter in this case means the average particle diameter of the secondary aggregate.

또한, 본 발명에서 사용하는 리튬 함유 복합 산화물은, 리튬 이온과의 반응성을 확보하는 것이나, 비수 전해액과의 부반응(副反應)을 억제하는 것 등의 이유 때문에, BET법에 의한 비(比)표면적이 0.1∼0.4㎡/g인 것이 바람직하다. 리튬 함유 복합 산화물의 BET법에 의한 비표면적은, 질소 흡착법에 의한 비표면적 측정 장치(Mountech사 제 「Macsorb HM modele-1201」)를 이용하여, 측정할 수 있다.In addition, the lithium-containing complex oxide used in the present invention has a specific surface area by the BET method, for example, for securing the reactivity with lithium ions and suppressing a side reaction with the non-aqueous electrolyte. Is preferably 0.1 to 0.4 m &lt; 2 &gt; / g. The specific surface area of the lithium-containing complex oxide measured by the BET method can be measured using a specific surface area measurement apparatus ("Macsorb HM modele-1201" manufactured by Mountech Co.) by a nitrogen adsorption method.

정극 합제층 중에 있어서의 정극 활물질의 함유율(전체 정극 활물질의 합계 함유율)은, 60∼95질량%인 것이 바람직하다.The content ratio of the positive electrode active material in the positive electrode material mixture layer (the total content of all the positive electrode active materials) is preferably 60 to 95 mass%.

<정극 합제층의 도전 조제>&Lt; Conductive auxiliary agent for positive electrode mixture layer >

본 발명의 리튬 이차 전지의 정극에 관련된 정극 합제층의 도전 조제는, 리튬 이차 전지 내에서 화학적으로 안정된 것이면 된다. 예를 들면 천연 흑연(인편 형상 흑연 등), 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(상품명), 채널 블랙, 퍼니스(furnace) 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본 블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 알루미늄 분말 등의 금속 분말; 불화 탄소; 산화 아연; 티탄산 칼륨 등으로 이루어지는 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 유기 도전성 재료; 등을 들 수 있고, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 도전성이 높은 흑연이나, 흡액성이 우수한 카본 블랙이 바람직하다. 또, 도전 조제의 형태로서는, 1차 입자에 한정되지 않고, 2차 응집체나, 체인 스트럭처(structure) 등의 집합체의 형태의 것도 이용할 수 있다. 이와 같은 집합체 쪽이, 취급이 용이하여, 생산성이 양호해진다.The conductive auxiliary for the positive electrode material mixture layer related to the positive electrode of the lithium secondary battery of the present invention may be any one that is chemically stable in the lithium secondary battery. For example, graphite such as natural graphite (flake graphite and the like) and artificial graphite; Carbon black such as acetylene black, Ketjen black (trade name), channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as aluminum powder; Carbon fluoride; zinc oxide; Conductive whiskers composed of potassium titanate and the like; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Organic conductive materials such as polyphenylene derivatives; These may be used singly or in combination of two or more kinds. Of these, graphite having high conductivity and carbon black having excellent liquid-absorbing properties are preferable. As the form of the conductive auxiliary agent, not only primary particles but also aggregates such as secondary aggregates and chain structures can be used. Such aggregates are easier to handle and improve productivity.

정극 합제층 중에 있어서의 도전 조제의 함유율은, 3∼20질량%인 것이 바람직하다.The content of the conductive auxiliary agent in the positive electrode material mixture layer is preferably 3 to 20% by mass.

<정극 합제층의 바인더>&Lt; Binder of Positive Mixant Layer >

본 발명의 리튬 이차 전지의 정극에 관련된 정극 합제층의 바인더에는, 리튬 이차 전지 내에서 화학적으로 안정된 것이면, 열가소성 수지, 열경화성 수지의 어느 쪽에도 사용할 수 있다. 더 구체적으로는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루올라이드(PVDF) 등의, 주성분 모노머를 비닐리덴플루오라이드(VDF)로 하는 비닐리덴플루오라이드계 폴리머(VDF계 폴리머), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리헥사플루오로프로필렌(PHFP), 스티렌부타디엔 고무, 테트라플루오로에틸렌-비닐리덴플루오라이드 공중합체〔P(TFE-VDF)〕, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 메틸 공중합체 및 그들 공중합체의 Na 이온 가교체 등을 들 수 있고, 이들 중의 1종만을 이용해도 되며, 2종 이상을 병용해도 된다.The binder of the positive electrode material mixture layer related to the positive electrode of the lithium secondary battery of the present invention can be used either as a thermoplastic resin or a thermosetting resin as long as it is chemically stable in the lithium secondary battery. More specifically, a vinylidene fluoride-based polymer (VDF-based polymer) in which a main component monomer is vinylidene fluoride (VDF) such as polyethylene, polypropylene, and polyvinylidene fluoride (PVDF) (TFE-VDF), tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene (PTFE), polyhexafluoropropylene (PHFP), styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene- Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotri Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), or ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) -Methacrylic acid copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, an ethylene-methyl methacrylate copolymer, and a Na ion crosslinked product of these copolymers. Of these, only one type may be used, Or may be used in combination.

이들 바인더 중에서도 P(TFE-VDF)와, P(TFE-VDF) 이외의 VDF계 폴리머를 병용하는 것이 바람직하다.Among these binders, P (TFE-VDF) and VDF-based polymers other than P (TFE-VDF) are preferably used in combination.

PVDF를 비롯한 VDF계 폴리머는, 리튬 이차 전지의 정극 합제층용의 바인더로서 비교적 많이 사용되고 있지만, 정극 활물질에, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물을 이용한 정극에서는, VDF계 폴리머를 바인더에 사용하면, VDF계 폴리머의 가교 반응이 생기기 쉬워, 정극 합제층과 집전체의 밀착성이 과도하게 커진다. 이와 같은 정극을 이용하여, 부극이나 세퍼레이터와 함께 권회 전극체를 형성하면, 특히 내주 측의 정극 합제층에 균열 등의 결함이 생기기 쉽다. 그러나, VDF계 폴리머와 함께 P(TFE-VDF)를 정극 합제층의 바인더로서 사용하면, P(TFE-VDF)의 작용에 의해서 정극 합제층과 집전체의 밀착성을 적절하게 억제할 수 있어, 상기 정극 합제층의 결함의 발생을 양호하게 억제할 수 있게 된다.VDF polymer including PVDF is relatively widely used as a binder for a positive electrode mixture layer of a lithium secondary battery. However, in a positive electrode using a lithium-containing complex oxide containing Ni as a transition metal in a positive electrode active material, a VDF polymer is used for a binder A crosslinking reaction of the VDF polymer tends to occur, and the adhesion between the positive electrode material mixture layer and the current collector becomes excessively large. When such a positive electrode is used to form a wound electrode body together with a negative electrode or a separator, defects such as cracks are liable to occur particularly in the positive electrode material mixture layer on the inner peripheral side. However, when P (TFE-VDF) is used as a binder of the positive electrode material mixture layer together with the VDF-based polymer, adhesion between the positive electrode material mixture layer and the current collector can be appropriately suppressed by the action of P (TFE-VDF) The occurrence of defects in the positive electrode material mixture layer can be satisfactorily suppressed.

정극 합제층 중에 있어서의 바인더의 함유율(복수 종의 바인더를 사용하는 경우에는, 전체 바인더의 합계 함유율. 정극 합제층 중에 있어서의 바인더의 함유율에 대해, 이하 동일.)은, 지나치게 많으면 정극 합제층과 집전체의 밀착성이 지나치게 높아져서, 상술과 같은 문제가 생기기 쉬워질 우려가 있기 때문에, 4질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The content ratio of the binder in the positive electrode material mixture layer (the total content of all the binders when a plurality of kinds of binders are used, the same shall apply hereinafter with respect to the content of the binder in the positive electrode material mixture layer) The adhesion of the current collector becomes excessively high, and the above-described problems may easily occur. Therefore, the content is preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.

한편, 정극의 용량 향상의 관점에서는, 정극 합제층 중의 바인더량을 줄여서, 정극 활물질의 함유량을 높이는 것이 바람직하지만, 정극 합제층 중의 바인더량이 지나치게 적으면, 정극 합제층의 유연성이 저하되고, 예를 들면, 이 정극을 이용한 권회 전극체의 형상(특히 외주 측의 형상)이 악화되어, 리튬 이차 전지의 생산성이 손상될 우려가 있다. 따라서, 정극 합제층에 있어서의 바인더의 함유율은, 1질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.4질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, from the viewpoint of improving the capacity of the positive electrode, it is preferable to reduce the amount of the binder in the positive electrode material mixture layer to increase the content of the positive electrode active material. However, if the amount of the binder in the positive electrode material mixture layer is too small, , The shape (especially the shape on the outer peripheral side) of the wound electrode body using the positive electrode is deteriorated, and the productivity of the lithium secondary battery may be deteriorated. Therefore, the content of the binder in the positive electrode material mixture layer is preferably 1% by mass or more, and more preferably 1.4% by mass or more.

또, 정극 합제층의 바인더로서 P(TFE-VDF)와 VDF계 폴리머를 병용하는 경우, 이들의 합계를 100질량%로 했을 때, P(TFE-VDF)의 비율을, 10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20질량% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 천이 금속으로서 Ni를 포함하는 리튬 함유 복합 산화물과 VDF계 폴리머를 함유하는 정극 합제층으로 해도, 집전체와의 밀착성을 적절하게 억제하는 것이 가능해진다.When P (TFE-VDF) and VDF-based polymer are used in combination as a binder of the positive-electrode mixture layer, the ratio of P (TFE-VDF) is set to 10% by mass or more when the total amount is 100% , More preferably not less than 20% by mass. Accordingly, even when the positive electrode material mixture layer containing the lithium-containing complex oxide containing Ni as the transition metal and the VDF-based polymer is used, the adhesion with the current collector can be appropriately suppressed.

다만, P(TFE-VDF)와 VDF계 폴리머의 합계 중에 있어서의 P(TFE-VDF)의 양이 지나치게 많으면, 정극 합제층과 집전체의 밀착 강도가 저하되어, 전지 저항을 증대시켜서, 전지의 부하 특성을 저하시키는 원인이 되는 경우가 있다. 따라서, 정극 합제층에 있어서의 P(TFE-VDF)와 VDF계 폴리머의 합계를 100질량%로 했을 때, P(TFE-VDF)의 비율은, 30질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.However, if the amount of P (TFE-VDF) in the total of P (TFE-VDF) and VDF polymer is excessively large, the adhesion strength between the positive electrode material mixture layer and the current collector is decreased to increase battery resistance, Which may cause a decrease in load characteristics. Therefore, when the total amount of P (TFE-VDF) and VDF-based polymer in the positive electrode material mixture layer is 100 mass%, the ratio of P (TFE-VDF) is preferably 30 mass% or less.

<정극 합제층, 집전체 등>&Lt; Positive Mixed Compound Layer, Current Collector, etc. &

정극은, 예를 들면 상술한 정극 활물질, 바인더 및 도전 조제를, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 용제에 분산시킨 페이스트 상태나 슬러리 상태의 정극 합제 함유 조성물을 조제하여(다만, 바인더는 용제에 용해하고 있어도 된다), 이것을 집전체의 편면 또는 양면에 도포하고, 건조한 후에, 필요에 따라 캘린더 처리를 실시하는 공정을 거쳐 제조된다. 다만, 정극의 제조 방법은, 상기 방법에 제한되는 것이 아니고, 다른 제조 방법으로 제조해도 된다.The positive electrode is prepared by preparing a composition containing a positive electrode mixture in paste or slurry state in which the above-mentioned positive electrode active material, binder and conductive auxiliary agent are dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) , And the binder may be dissolved in a solvent), and the resulting product is applied to one side or both sides of the current collector, followed by drying and then calendering if necessary. However, the method for producing the positive electrode is not limited to the above method, and may be produced by another manufacturing method.

또, 캘린더 처리 후에 있어서, 정극 합제층의 두께는, 집전체의 편면당, 15∼200㎛인 것이 바람직하다. 또한, 캘린더 처리 후에 있어서, 정극 합제층의 밀도는, 3.2g/㎤ 이상인 것이 바람직하고, 3.6g/㎤ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 고밀도의 정극 합제층을 가지는 정극으로 함으로써, 리튬 이차 전지의 용량을 더욱 향상시킬 수 있다. 다만, 정극 합제층의 밀도가 지나치게 크면, 공공률이 작아져서, 비수 전해액의 침투성이 저하될 우려가 있기 때문에, 캘린더 처리 후에 있어서의 정극 합제층의 밀도는, 4.2g/㎤ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 캘린더 처리로서는, 예를 들면, 1∼30kN/㎝ 정도의 선압(線壓)으로 롤 프레스 할 수 있고, 이와 같은 처리에 의해서, 상기 밀도를 가지는 정극 합제층으로 할 수 있다.Further, it is preferable that the thickness of the positive electrode material mixture layer after calendering is 15 to 200 占 퐉 per one surface of the current collector. Further, after the calendering treatment, the density of the positive electrode material mixture layer is preferably 3.2 g / cm 3 or more, more preferably 3.6 g / cm 3 or more. By forming the positive electrode having such a high-density positive electrode material mixture layer, the capacity of the lithium secondary battery can be further improved. However, if the density of the positive electrode material mixture layer is excessively large, the porosity of the positive electrode material mixture layer after the calendering treatment is preferably 4.2 g / cm 3 or less since the porosity becomes small and the permeability of the nonaqueous electrolyte solution may be lowered. The calendering can be performed by, for example, line pressure of about 1 to 30 kN / cm, and by such a treatment, the positive electrode material mixture layer having the above density can be obtained.

또, 본 명세서에서 말하는 정극 합제층의 밀도는, 이하의 방법에 의해 측정되는 값이다. 전극을 소정 면적으로 잘라내어, 그 질량을 최소 눈금 0.1㎎의 전자 천칭을 이용하여 측정하고, 집전체의 질량을 빼서 정극 합제층의 질량을 산출한다. 한편, 전극의 전체 두께를 최소 눈금 1㎛의 마이크로미터에서 10점 측정하고, 이들의 측정값으로부터 집전체의 두께를 뺀 값의 평균값과, 면적으로부터, 정극 합제층의 체적을 산출한다. 그리고, 상기 정극 합제층의 질량을 상기 체적으로 나눔으로써 정극 합제층의 밀도를 산출한다.In this specification, the density of the positive electrode material mixture layer is a value measured by the following method. The electrode is cut to a predetermined area, the mass is measured using an electronic balance of a minimum scale of 0.1 mg, and the mass of the current collector is subtracted to calculate the mass of the positive mixture layer. On the other hand, the total thickness of the electrode is measured at 10 points in a micrometer having a minimum scale of 1 占 퐉, and the volume of the positive electrode mixture layer is calculated from the average value and the area obtained by subtracting the thickness of the collector from these measured values. Then, the density of the positive electrode material mixture layer is calculated by dividing the mass of the positive electrode material mixture layer by the volume.

정극의 집전체에는, 종래부터 알려져 있는 리튬 이차 전지의 정극에 사용되고 있는 것과 동일한 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 두께가 10∼30㎛의 알루미늄박이 바람직하다.As the collector of the positive electrode, the same materials as those conventionally used for the positive electrode of a lithium secondary battery can be used. For example, an aluminum foil having a thickness of 10 to 30 m is preferable.

또한, 본 발명에 관련된 정극에는, 리튬 이차 전지의 다른 부재와 정극을 전기적으로 접속하기 위한 리드체(정극 리드체)를 부착한다. 정극 리드체는, 예를 들면, 니켈 등의 금속제의 박(箔)(판)으로 구성할 수 있고, 통상은, 정극 집전체의 일부에 정극 합제층을 형성하지 않는 노출부를 설치하여, 이 노출부에 상기의 박을 용접하는 등으로 해서 접합함으로써 부착한다.In the positive electrode according to the present invention, a lead body (positive electrode lead body) for electrically connecting the other member of the lithium secondary battery and the positive electrode is attached. The positive electrode lead body can be made of, for example, a metal foil (plate) made of nickel or the like, and is usually provided with an exposed portion in which a positive electrode mixture layer is not formed on a part of the positive electrode current collector, The above-mentioned foil is welded by welding or the like.

정극 리드체의 두께는 40∼200㎛인 것이 바람직하다. 또, 정극 리드체의 폭은 4∼8㎜인 것이 바람직하다.The thickness of the positive electrode lead body is preferably 40 to 200 mu m. It is preferable that the width of the positive electrode lead body is 4 to 8 mm.

<부극><Negative electrode>

본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 부극에는, 예를 들면 부극 활물질이나 바인더, 나아가서는 필요에 따라 도전 조제 등을 함유하는 부극 합제층을, 집전체의 편면 또는 양면에 가지는 구조의 것을 사용할 수 있다.As the negative electrode relating to the lithium secondary battery of the present invention, for example, a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a binder and further, if necessary, a conductive auxiliary agent, may be used on one surface or both surfaces of the current collector.

부극 활물질로서는, 예를 들면 흑연질 탄소 재료〔인편 형상 흑연 등의 천연 흑연; 열 분해 탄소류, 메소페이즈카본마이크로비즈(MCMB), 탄소 섬유 등의 이(易)흑연화 탄소를 2800℃ 이상에서 흑연화 처리한 인조 흑연; 등〕, 열 분해 탄소류, 코크스류, 유리 형상 탄소류, 유기 고분자 화합물의 소성체, 메소카본마이크로비즈, 탄소 섬유, 활성탄, 리튬과 합금화 가능한 금속(Si, Sn 등) 또는 그 합금, 산화물 등을 들 수 있고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include graphite carbon materials (natural graphite such as flake graphite; Artificial graphite obtained by graphitizing graphitized carbon such as pyrolytic carbon, mesophase carbon microbeads (MCMB) and carbon fiber at 2800 占 폚 or higher; Etc.), pyrolytic carbon materials, cokes, glass carbon materials, fired bodies of organic high molecular compounds, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon, metal alloys (Si, Sn, etc.) , And one or more of these can be used.

상기의 부극 활물질 중에서도, 특히 리튬 이차 전지의 고용량화를 도모하기 위해서는, Si와 O를 구성 원소에 포함하는 재료(다만, Si에 대한 O의 원자비 x는, 0.5≤x≤1.5이다. 이하에, 당해 재료를 「SiOx」라고 한다)를 이용하는 것이 바람직하다.Among the above-mentioned negative electrode active materials, in particular, in order to increase the capacity of the lithium secondary battery, a material containing Si and O as constituent elements (however, the atomic ratio x of O to Si is 0.5? X? 1.5, It is preferable to use this material as &quot; SiO x &quot;).

SiOx는, Si의 미결정 또는 비정질상(相)을 포함하고 있어도 되고, 이 경우, Si와 O의 원자비는, Si의 미결정 또는 비정질상의 Si를 포함시킨 비율이 된다. 즉, SiOx에는, 비정질의 SiO2 매트릭스 중에, Si(예를 들면, 미결정 Si)가 분산된 구조의 것이 포함되고, 이 비정질의 SiO2와, 그 중에 분산되어 있는 Si를 합쳐서, 상기의 원자비 x가 0.5≤x≤1.5를 만족하고 있으면 된다. 예를 들면, 비정질의 SiO2 매트릭스 중에, Si가 분산된 구조에서, SiO2와 Si의 몰비가 1:1인 재료의 경우, x=1이므로, 구조식으로서는 SiO로 표기된다. 이와 같은 구조의 재료의 경우, 예를 들면 X선 회절 분석에서는, Si(미결정 Si)의 존재에 기인하는 피크가 관찰되지 않는 경우도 있지만, 투과형 전자 현미경으로 관찰하면, 미세한 Si의 존재를 확인할 수 있다.SiO x may contain a microcrystalline or amorphous phase of Si. In this case, the atomic ratio of Si and O is a ratio of Si to microcrystalline or amorphous Si. That is, SiO x includes a structure in which Si (for example, microcrystalline Si) is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix, and the amorphous SiO 2 and Si dispersed therein are combined to form the above circle It suffices that the self-flux x satisfies 0.5? X? 1.5. For example, in the case of a material in which Si is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix and a molar ratio of SiO 2 to Si is 1: 1, x = 1, and hence the structural formula is expressed by SiO 2. In the case of the material having such a structure, for example, in the X-ray diffraction analysis, a peak due to the presence of Si (microcrystalline Si) may not be observed in some cases, but when the observation is made with a transmission electron microscope, have.

그리고, SiOx는, 탄소 재료와 복합화한 복합체인 것이 바람직하고, 예를 들면, SiOx의 표면이 탄소 재료로 피복되어 있는 것이 바람직하다. SiOx는 도전성이 적기 때문에, 이것을 부극 활물질로서 이용할 때에는, 양호한 전지 특성 확보의 관점에서, 도전성 재료(도전 조제)를 사용하여, 부극 내에 있어서의 SiOx와 도전성 재료의 혼합·분산을 양호하게 하여, 우수한 도전 네트워크를 형성할 필요가 있다. SiOx를 탄소 재료와 복합화한 복합체이면, 예를 들면, 단지 SiOx와 탄소 재료 등의 도전성 재료를 혼합하여 얻어진 재료를 이용한 경우보다, 부극에 있어서의 도전 네트워크가 양호하게 형성된다.The SiO x is preferably a complex compounded with a carbon material. For example, it is preferable that the surface of SiO x is coated with a carbon material. Since SiO x has low conductivity, when it is used as a negative electrode active material, mixing and dispersion of SiO x and a conductive material in the negative electrode are improved by using a conductive material (conductive auxiliary agent) from the viewpoint of ensuring good battery characteristics , It is necessary to form an excellent challenge network. A composite in which SiO x is complexed with a carbon material can form a conductive network in the negative electrode better than, for example, a material obtained by mixing only a conductive material such as SiO x with a carbon material.

부극에 SiOx와 탄소 재료의 복합체를 사용하는 경우, SiOx와 탄소 재료의 비율은, 탄소 재료와의 복합화에 의한 작용을 양호하게 발휘시키는 관점에서, SiOx:100질량부에 대해, 탄소 재료가, 5질량부 이상인 것이 바람직하고, 10질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 상기 복합체에 있어서, SiOx와 복합화하는 탄소 재료의 비율이 지나치게 많으면, 부극 합제층 중의 SiOx량의 저하로 이어져서, 고용량화의 효과가 작아질 우려가 있기 때문에, SiOx:100질량부에 대해, 탄소 재료는, 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 40질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.When the negative electrode using a composite of the SiO x and the carbon material, the ratio of the SiO x and the carbon material, from the viewpoint of satisfactorily exert the effect of the composite with the carbon material, SiO x: relative to 100 parts by mass of carbon material Is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. Further, in the composite, the SiO x and the ratio of the carbon material composite is too large, in a consecutive to the degradation of the SiO x content in the negative electrode material mixture layer, since it is concerned be small, the effect of high capacity, SiO x: 100 parts by weight , The carbon material is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less.

부극 활물질에 SiOx(바람직하게는 SiOx와 탄소 재료의 복합체)를 사용하는 경우에는, 흑연질 탄소 재료도 병용하는 것이 바람직하다. SiOx는, 리튬 이차 전지의 부극 활물질로서 범용되어 있는 탄소 재료에 비해 고용량인 한편으로, 전지의 충방전에 수반하는 체적 변화량이 크기 때문에, SiOx의 함유율이 높은 부극 합제층을 가지는 부극을 이용한 리튬 이차 전지에서는, 충방전의 반복에 의해서 부극(부극 합제층)이 크게 체적 변화되어 열화되어, 용량이 저하될(즉 충방전 사이클 특성이 저하될) 우려가 있다. 흑연질 탄소 재료는, 리튬 이차 전지의 부극 활물질로서 범용되어 있고, 비교적 용량이 큰 한편으로, 전지의 충방전에 수반하는 체적 변화량이 SiOx에 비해 작다. 따라서, 부극 활물질에 SiOx와 흑연질 탄소 재료를 병용함으로써, SiOx의 사용량의 저감에 수반하여 전지의 용량 향상 효과가 작아지는 것을 가급적으로 억제하면서, 전지의 충방전 사이클 특성의 저하를 양호하게 억제할 수 있기 때문에, 더욱 고용량이고, 또한 충방전 사이클 특성이 우수한 리튬 이차 전지로 하는 것이 가능해진다.When SiO x (preferably a composite of SiO x and a carbon material) is used for the negative electrode active material, a graphitic carbon material is also preferably used in combination. SiO x has a higher capacity than a carbon material commonly used as a negative electrode active material of a lithium secondary battery and has a large amount of change in volume accompanied by charging and discharging of the battery. Therefore, a negative electrode having a negative electrode mixture layer having a high content of SiO x is used In the lithium secondary battery, there is a risk that the negative electrode (negative electrode mixture layer) is largely changed in volume and deteriorated by repetition of charging and discharging, and the capacity is lowered (that is, the charge-discharge cycle characteristic is lowered). The graphitizable carbon material is generally used as a negative electrode active material of a lithium secondary battery and has a relatively large capacity, while the amount of volume change accompanying charging and discharging of the battery is smaller than that of SiO x . Therefore, by using SiO x and the graphite carbon material together with the negative electrode active material, it is possible to suppress the decrease in the charge-discharge cycle characteristics of the battery as much as possible while suppressing the decrease in the capacity improvement effect of the battery with reduction in the amount of SiO x used It is possible to obtain a lithium secondary battery having a higher capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics.

상기의 SiOx와 함께 부극 활물질로서 사용하는 흑연질 탄소 재료로서는, 예를 들면 인편 형상 흑연 등의 천연 흑연; 열 분해 탄소류, 메소페이즈카본마이크로비즈(MCMB), 탄소 섬유 등의 이흑연화 탄소를 2800℃ 이상에서 흑연화 처리한 인조 흑연; 등을 들 수 있다.Examples of the graphite carbon material used as the negative electrode active material together with the above SiO x include natural graphite such as flake graphite; Artificial graphite having graphitized carbon such as pyrolytic carbon, mesophase carbon microbeads (MCMB), and carbon fiber at 2800 ° C or higher; And the like.

부극 활물질에 SiOx와 탄소 재료의 복합체와, 흑연질 탄소 재료를 병용하는 경우, SiOx를 사용하는 것에 의한 고용량화의 효과를 양호하게 확보하는 관점에서, 전체 부극 활물질 중에 있어서의 SiOx와 탄소 재료의 복합체의 함유율이, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 1질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 3질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 충방전에 수반하는 SiOx의 체적 변화에 의한 문제를 더욱 양호하게 회피하는 관점에서, 전체 부극 활물질 중에 있어서의 SiOx와 탄소 재료의 복합체의 함유율이, 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 15질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.In the case of using the composite of SiO x and the carbon material and the graphite carbon material together with the negative electrode active material, from the viewpoint of satisfactorily securing the effect of increasing the capacity by using SiO x , the total amount of SiO x and the carbon material Is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 1 mass% or more, and further preferably 3 mass% or more. From the viewpoint of better avoiding the problem caused by the volume change of SiO x accompanying charge and discharge, the content ratio of the composite of SiO x and the carbon material in the total negative electrode active material is preferably 20 mass% or less, more preferably 15 By mass or less.

부극 합제층 중에 있어서의 부극 활물질의 함유율(전체 부극 활물질의 합계 함유율)은, 80∼99질량%인 것이 바람직하다.The content of the negative electrode active material in the negative electrode material mixture layer (the total content of the total negative electrode active material) is preferably 80 to 99% by mass.

<부극 합제층의 바인더>&Lt; Binder of negative electrode mixture layer >

부극 합제층에 사용하는 바인더로서는, 예를 들면 전분, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 다당류나 그들의 변성체; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리아미드 등의 열가소성 수지나 그들의 변성체; 폴리이미드; 에틸렌-프로필렌-디엔터폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 불소 고무, 폴리에틸렌옥사이드 등의 고무 형상 탄성을 가지는 폴리머나 그들의 변성체; 등을 들 수 있고, 이들의 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.Examples of the binder used in the negative electrode mixture layer include polysaccharides such as starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose and diacetylcellulose and their modified products; Thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, polyamideimide and polyamide, and their modified products; Polyimide; Rubber-like elastic polymers such as ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber, polybutadiene, fluorine rubber and polyethylene oxide; And the like, and one or more of these may be used.

부극 합제층 중에 있어서의 바인더의 함유율은, 1∼20질량%인 것이 바람직하다.The content of the binder in the negative electrode material mixture layer is preferably 1 to 20% by mass.

<부극 합제층의 도전 조제><Conducting preparation of negative electrode mixture layer>

부극 합제층에는, 도전 조제로서 도전성 재료를 더 첨가해도 된다. 이와 같은 도전성 재료로서는, 리튬 이차 전지 내에서 있어서 화학 변화를 일으키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 카본 블랙(서멀 블랙, 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙 등), 탄소 섬유, 금속 분말(구리, 니켈, 알루미늄, 은 등), 금속 섬유, 폴리페닐렌 유도체(일본 공개특허 특개소59-20971호 공보에 기재된 것) 등의 재료를, 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 카본 블랙을 이용하는 것이 바람직하고, 케첸 블랙이나 아세틸렌 블랙이 더욱 바람직하다.A conductive material may be further added to the negative electrode material mixture layer as a conductive auxiliary agent. Such a conductive material is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the lithium secondary battery, and examples thereof include carbon black (thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, acetylene black and the like) One or more materials such as a powder (copper, nickel, aluminum, silver, etc.), a metal fiber, and a polyphenylene derivative (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-20971) Of these, carbon black is preferably used, and ketjen black or acetylene black is more preferable.

<부극 합제층, 집전체 등><Negative electrode mixture layer, current collector, etc.>

부극은, 예를 들면, 상술한 부극 활물질 및 바인더, 나아가서는 필요에 따라 사용하는 도전 조제를, NMP나 물 등의 용제에 분산시킨 페이스트 상태나 슬러리 상태의 부극 합제 함유 조성물을 조제하여(다만, 바인더는 용제에 용해하고 있어도 된다), 이것을 집전체의 편면 또는 양면에 도포하고, 건조한 후에, 필요에 따라 캘린더 처리를 실시하는 공정을 거쳐 제조된다. 다만, 부극의 제조 방법은, 상기의 방법으로 제한되는 것이 아니고, 다른 제조 방법으로 제조해도 된다. 부극 합제층의 두께는, 예를 들면 집전체의 편면당, 10∼100㎛인 것이 바람직하다.The negative electrode is prepared by preparing a composition containing a negative electrode active material mixture in a paste state or a slurry state in which the above-described negative electrode active material and binder, and further, a conductive auxiliary agent to be used, if necessary, are dispersed in a solvent such as NMP or water The binder may be dissolved in a solvent), which is then coated on one side or both sides of the current collector, dried, and then subjected to calendering if necessary. However, the manufacturing method of the negative electrode is not limited to the above method, and may be manufactured by another manufacturing method. The thickness of the negative electrode material mixture layer is preferably 10 to 100 占 퐉, for example, per one surface of the current collector.

부극의 집전체로서는, 구리제나 니켈제의 박, 펀칭 메탈, 망, 익스팬드 메탈 등을 이용할 수 있지만, 통상, 구리박이 이용된다. 이 부극 집전체는, 고(高)에너지 밀도의 전지를 얻기 위해 부극 전체의 두께를 얇게 하는 경우, 두께의 상한은 30㎛인 것이 바람직하고, 기계적 강도를 확보하기 위해 하한은 5㎛인 것이 바람직하다.As the collector of the negative electrode, a copper foil, a nickel foil, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, but a copper foil is usually used. In order to obtain a battery having a high energy density, the negative electrode current collector preferably has an upper limit of 30 mu m in thickness when the entire negative electrode is thinned, and a lower limit of 5 mu m in order to secure mechanical strength Do.

또한, 본 발명에 관련된 부극에는, 리튬 이차 전지의 다른 부재와 정극을 전기적으로 접속하기 위한 리드체(부극 리드체)를 부착한다. 부극 리드체는, 예를 들면, 니켈 등의 금속제의 박(판)으로 구성할 수 있고, 통상은, 부극 집전체의 일부에 부극 합제층을 형성하지 않는 노출부를 설치하여, 이 노출부에 상기의 박을 용접하는 등으로 해서 접합함으로써 부착한다.Further, a lead body (negative electrode lead body) for electrically connecting the other member of the lithium secondary battery and the positive electrode is attached to the negative electrode according to the present invention. The negative electrode lead body can be made of, for example, a metallic foil (plate) made of nickel or the like. Normally, an exposed portion in which a negative electrode mixture layer is not formed is provided on a part of the negative electrode current collector, For example, by welding or the like.

부극 리드체의 두께는 40∼200㎛인 것이 바람직하다. 또, 부극 리드체의 폭은 4∼8㎛인 것이 바람직하다.The thickness of the negative electrode lead body is preferably 40 to 200 mu m. It is preferable that the width of the negative electrode lead body is 4 to 8 占 퐉.

<편평 형상 권회 전극체>&Lt; Flat-shaped wound electrode body &

본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체는, 상기의 정극과 상기의 부극을, 상기의 세퍼레이터를 개재하여 겹쳐서, 소용돌이 형상으로 권회하면서 횡단면이 편평 형상이 되도록 하여 형성된 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 편평 형상 권회 전극체는, 도 1에 나타내고 있는 바와 같이, 정극 리드체(51)와 부극 리드체(52)가, 동일 방향, 즉 동일한 단면 측으로부터 돌출하도록 구성되어 있다.The flat wound electrode body related to the lithium secondary battery of the present invention is formed by overlapping the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween so as to have a flat cross-section while being wound in a spiral shape. 1, the flat wound electrode body according to the present invention is configured such that the positive electrode lead body 51 and the negative electrode lead body 52 protrude from the same direction, that is, from the same cross-sectional side, as shown in Fig.

그리고, 편평 형상 권회 전극체(30)에 있어서의 정극 리드체(51) 및 부극 리드체(52)가 돌출되어 있는 단면(302)과, 서로 대향하고 다른 면보다 폭이 넓은 2장의 측면(301, 301)이, 테이프(60)로 고정되어 있다.The end face 302 of the flat-shaped wound electrode body 30 on which the positive electrode lead body 51 and the negative electrode lead body 52 are protruded and the two side faces 301, 301 are fixed by a tape 60.

테이프(60)에는, 리튬 이차 전지의 셧다운 온도 이하의 온도에서 용융하지 않는 수지, 즉, 융점이 셧다운 온도보다 높거나, 또는 융점을 가지지 않는(융해되지 않는) 수지를 함유하는 기재를 가지고, 그 편면에 점착제층이 형성되어 있다. 이와 같은 테이프이면, 리튬 이차 전지 내(內)가 셧다운 온도 이상이 된 경우에도, 적어도 테이프에 관련된 기재의 구성 수지의 융점(구성 수지가 융점을 가지는 경우)까지는, 테이프가 그 형상을 양호하게 유지할 수 있기 때문에, 정극 리드체 및 부극 리드체가 돌출되어 있는 단면 근방에서의 세퍼레이터의 열 수축을 양호하게 억제할 수 있어, 안정성이 높은 리튬 이차 전지를 구성할 수 있다.The tape 60 is provided with a resin which does not melt at a temperature lower than the shutdown temperature of the lithium secondary battery, that is, a resin containing a resin having a melting point higher than the shutdown temperature or not having a melting point (not melting) And a pressure-sensitive adhesive layer is formed on one surface. With such a tape, even if the internal temperature of the lithium secondary battery exceeds the shutdown temperature, at least until the melting point of the constituent resin of the substrate related to the tape (when the constituent resin has a melting point) The heat shrinkage of the separator in the vicinity of the end face where the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude can be satisfactorily suppressed and a highly reliable lithium secondary battery can be constructed.

본 발명에 관련된 테이프의 기재로서는, 예를 들면 PP, 폴리페닐렌술파이드(PPS), 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등), 폴리아미드(나일론 66 등), 폴리이미드(열경화성 폴리이미드, 열가소성 폴리이미드) 등을 구성 수지로 하는 시트(필름), 직포, 부직포 등을 들 수 있다.As the base material of the tape according to the present invention, it is possible to use a base material such as PP, polyphenylene sulfide (PPS), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate), polyamide (nylon 66, etc.) (Film), woven fabric, non-woven fabric and the like made of a constituent resin.

또, 테이프의 점착제층을 구성하는 점착제는, 종래부터, 리튬 이차 전지의 내부에 사용되어 있는 점착 테이프에 채용되어 있는 점착제와 동일한 것(아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등)이면 된다.The pressure sensitive adhesive constituting the pressure sensitive adhesive layer of the tape may be the same as the pressure sensitive adhesive (acrylic pressure sensitive adhesive, rubber pressure sensitive adhesive, silicone pressure sensitive adhesive, etc.) conventionally used for the pressure sensitive adhesive tape used in the lithium secondary battery.

도 2 및 도 3에는, 본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 편평 형상 권회 전극체의 다른 예를 모식적으로 나타내는 사시도를 나타내고 있다. 본 발명에 관련된 편평 형상 권회 전극체에 있어서는, 테이프에서의 고정 개소의 수나 고정 위치는, 정극 리드체 및 부극 리드체의 배치에 따라 적절히 결정하면 된다. 테이프에서의 고정 개소에 관해서는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이 1개소이더라도 되고, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 2개소이더라도 되고, 또한, 3개소 이상으로 해도 된다. 다만, 테이프에서의 고정 개소의 수를 지나치게 늘리면, 편평 형상 권회 전극체의 생산성, 나아가서는 리튬 이차 전지의 생산성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 테이프에서의 고정 개소는 1∼2개소인 것이 더욱 바람직하다.2 and 3 are perspective views schematically showing another example of a flat-shaped wound electrode body related to the lithium secondary battery of the present invention. In the flat-rolled electrode body related to the present invention, the number of the fixing points on the tape and the fixing position may be appropriately determined depending on the arrangement of the positive electrode lead body and the negative electrode lead body. As shown in Fig. 1, for example, there may be one fixing position in the tape, and two positions or three or more positions as shown in Fig. 2 and Fig. 3 may be used. However, if the number of fixing points on the tape is excessively increased, the productivity of the flat-rolled electrode body, and furthermore, the productivity of the lithium secondary battery may be impaired, so that it is more preferable that the number of fixing points in the tape is 1 to 2 Do.

또한, 테이프에서의 고정 개소를 1개소로 하는 경우에는, 세퍼레이터의 열 수축을 더욱 양호하게 억제하는 관점에서, 그 고정 위치를, 편평 형상 권회 전극체의 측면시(視)(더욱 폭이 넓은 측면에서 본 경우)에서, 편평 형상 권회 전극체의 폭 방향의 길이를 100%로 했을 때에, 편평 형상 권회 전극체의 중앙부로부터, 폭 방향으로 40%가 되는 위치까지로 하는 것이 바람직하다.In the case where the number of fixing points on the tape is one, it is preferable that the fixing position is set to be a side view (more wide side) of the flat-rolled electrode body from the viewpoint of suppressing the heat shrinkage of the separator more preferably, , It is preferable that the distance from the central portion of the flat-rolled electrode body to the position where it is 40% in the width direction is set to 100% when the length in the width direction of the flat-rolled electrode body is 100%.

테이프의 폭(A)(㎜)(도 1 중, A의 길이. 복수 개소가 테이프로 고정되어 있는 경우에는, 개개의 테이프의 폭. 이하, 동일.)은, 전지 케이스의 폭(W)(㎜)과의 비(A/W)가, 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.10 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전지 케이스의 폭(W)과의 관계가 이것을 만족시키는 폭의 테이프를 사용함으로써, 세퍼레이터의 열 수축을 더욱 양호하게 억제할 수 있다.The width A (mm) of the tape (the length of A in Fig. 1, the width of each tape when the tape is fixed at a plurality of points, the same shall apply hereinafter) Mm) is preferably 0.05 or more, and more preferably 0.10 or more. By using a tape having a width that satisfies the relationship with the width W of the battery case, the heat shrinkage of the separator can be suppressed more favorably.

또, 테이프의 폭(A)과 전지 케이스의 폭(W)의 비(A/W)의 상한값에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 생산성 등을 고려하면, 0.5 정도가 된다. 또한, 테이프에서의 고정 개소가 복수인 경우에는, A/W의 값이 상기의 하한값을 만족시키는 범위에서, 실현 가능한 폭(A)을 적절히 선택하면 된다.The upper limit of the ratio (A / W) of the width A of the tape to the width W of the battery case is not particularly limited, but is about 0.5 in consideration of productivity and the like. Further, when there are a plurality of fixing points on the tape, the achievable width A can be appropriately selected within a range in which the value of A / W satisfies the above lower limit value.

편평 형상 권회 전극체에 있어서는, 세퍼레이터의 다공질층 (Ⅱ)가 적어도 정극과 면하도록 배치하는 것이 바람직하다. 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하고, 내산화성이 더욱 우수한 다공질층 (Ⅱ)가 정극과 면함으로써, 정극에 의한 세퍼레이터의 산화를 더욱 양호하게 억제할 수 있기 때문에, 전지의 고온 시의 보존 특성이나 충방전 사이클 특성을 높일 수도 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 리튬 이차 전지에 관련된 비수 전해액에는, 비닐렌카보네이트나 시클로헥실벤젠 등의 첨가제를 첨가할 수도 있지만, 이들 첨가제는 정극 측에서 피막 형성하여 세퍼레이터의 세공(細孔)을 막히게 하여, 전지 특성의 저하를 일으킬 우려도 있다. 그래서 비교적 포러스(porous)한 다공질층 (Ⅱ)를 정극에 대면시킴으로써, 세공의 막힘을 억제하는 효과도 기대할 수 있다.In the flat-rolled electrode body, it is preferable that the porous layer (II) of the separator is disposed so as to face at least the positive electrode. Since oxidation of the separator by the positive electrode can be suppressed more favorably by forming the porous layer (II) containing a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or more as a main component and having a more excellent oxidation resistance with the positive electrode, The storage characteristics and the charge / discharge cycle characteristics may be enhanced. As described later, an additive such as vinylene carbonate or cyclohexylbenzene may be added to the non-aqueous electrolyte relating to the lithium secondary battery. However, these additives may be formed by forming a film on the positive electrode side and clogging the pores of the separator Which may cause deterioration of battery characteristics. Therefore, by confronting the relatively porous porous layer (II) on the positive electrode, the effect of suppressing clogging of pores can be expected.

다른 한편, 세퍼레이터의 한 쪽의 표면이 다공질층 (Ⅰ)인 경우에는, 다공질층 (Ⅰ)이 부극에 면하도록 하는 것이 바람직하고, 이에 따라, 예를 들면, 셧다운 시에 다공질층 (Ⅰ)으로부터 용융된 열가소성 수지가 전극의 합제층에 흡수되는 것을 억제하여, 효율적으로 세퍼레이터의 공공의 폐색에 이용할 수 있게 된다.On the other hand, when one surface of the separator is the porous layer (I), it is preferable that the porous layer (I) faces the negative electrode. Thus, for example, when the porous layer The molten thermoplastic resin can be prevented from being absorbed into the compounded layer of the electrode and can be effectively used for the occlusion of the separator.

<비수 전해액><Non-aqueous electrolyte>

본 발명의 리튬 이차 전지에 관련된 비수 전해액에는, 예를 들면, 리튬염을 유기 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다.As the non-aqueous electrolyte relating to the lithium secondary battery of the present invention, for example, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent can be used.

비수 전해액에 이용하는 리튬염으로서는, 용매 중에서 해리되어 리튬 이온을 형성하고, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키기 어려운 것이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면 LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6 등의 무기 리튬염, LiCF3SO3, LiCF3CO2, Li2C2F4(SO3)2, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiCnF2n+1SO3(n≥2), LiN(RfOSO2)2〔여기서 Rf는 플루오로알킬기〕 등의 유기 리튬염 등을 이용할 수 있다.The lithium salt used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissociates in the solvent to form lithium ions and it is difficult to cause side reactions such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4 , LiAsF 6, inorganic lithium salts such as LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiC (CF 3 SO 2) 3, LiC n F 2n + 1 SO 3 (n≥2), LiN (RfOSO 2) 2 [wherein Rf is a fluoroalkyl group] can be used, and organic lithium salts such as have.

이 리튬염의 비수 전해액 중의 농도로서는, 0.5∼1.5㏖/l로 하는 것이 바람직하고, 0.9∼1.25㏖/l로 하는 것이 더욱 바람직하다.The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 to 1.5 mol / l, and more preferably 0.9 to 1.25 mol / l.

비수 전해액에 이용하는 유기 용매로서는, 상기의 리튬염을 용해하여, 전지로서 사용되는 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트 등의 고리 형상 카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트 등의 사슬 형상 카보네이트; 프로피온산 메틸 등의 사슬 형상 에스테르; γ-부티로락톤 등의 고리 형상 에스테르; 디메톡시에탄, 디에틸에테르, 1,3-디옥소란, 디글라임, 트리글라임, 테트라글라임 등의 사슬 형상 에테르; 디옥산, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 고리 형상 에테르; 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 메톡시프로피오니트릴 등의 니트릴류; 에틸렌글리콜설파이트 등의 아황산 에스테르류; 등을 들 수 있고, 이들은 2종 이상 혼합하여 이용할 수도 있다. 또한, 더욱 양호한 특성의 전지로 하기 위해서는, 에틸렌카보네이트와 사슬 형상 카보네이트의 혼합 용매 등, 높은 도전율을 얻을 수 있는 조합으로 이용하는 것이 바람직하다.The organic solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt described above and does not cause side reactions such as decomposition in the voltage range used as the battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate; Chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as? -butyrolactone; Chain ethers such as dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme and tetraglyme; Cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile and methoxypropionitrile; Sulfurous acid esters such as ethylene glycol sulfite; These may be used in combination of two or more. In addition, in order to obtain a battery having better characteristics, it is preferable to use a combination such as a mixed solvent of ethylene carbonate and a chain carbonate, in which a high conductivity can be obtained.

또, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액은, 비닐렌카보네이트(VC)를 함유하고 있는 것이 바람직하다. VC를 함유하는 비수 전해액을 이용한 리튬 이차 전지에서는, 부극 표면에 VC 유래의 피막이 형성되고, 이 피막에 의해서 전지의 충방전에 수반하는 부극과 비수 전해액의 반응에 의한 비수 전해액의 열화 등이 억제되기 때문에, 충방전 사이클 특성을 향상시킬 수 있다.It is preferable that the non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery contains vinylene carbonate (VC). In the lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte containing VC, a film derived from VC is formed on the surface of the negative electrode, and deterioration of the non-aqueous electrolyte due to the reaction of the negative electrode with the non- Therefore, the charge / discharge cycle characteristics can be improved.

리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액에 있어서의 VC의 함유율은, 1질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 다만, 비수 전해액 중의 VC의 양이 지나치게 많으면, 피막 형성 시에 과잉된 가스가 발생하여 전지 케이스의 팽창의 원인이 될 우려가 있다. 따라서, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액에 있어서의 VC의 함유율은, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The content of VC in the non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery is preferably 1% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more. However, if the amount of VC in the non-aqueous electrolyte is excessively large, excessive gas may be generated at the time of film formation, which may cause expansion of the battery case. Therefore, the content of VC in the non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery is preferably 10 mass% or less, more preferably 5 mass% or less.

또한, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액은, 할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 특히 SiOx를 부극 활물질에 사용한 리튬 이차 전지의 경우에는, 충방전에 수반하여 SiOx 입자가 분열되는 등으로 해서 신생면(新生面)이 형성되어도, 할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트 유래의 피막이, 그 신생면을 덮기 때문에, 이러한 신생면의 형성에 의한 전지의 충방전 사이클 특성 저하를 억제할 수 있다.Further, it is preferable that the non-aqueous electrolyte used in the lithium secondary battery contains a halogen-substituted cyclic carbonate. Particularly, in the case of a lithium secondary battery using SiO x as a negative electrode active material, even if a new surface is formed due to the breakage of SiO x particles or the like due to charging and discharging, a coating derived from a halogen- It is possible to suppress deterioration of charge-discharge cycle characteristics of the battery due to the formation of such a new surface.

할로겐 원소로 치환된 고리 형상 카보네이트로서는, 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온(FEC)이 특히 바람직하다.As the cyclic carbonate substituted with a halogen element, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) is particularly preferable.

할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트의, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액에 있어서의 함유율은, 그 사용에 의한 상기의 효과를 더욱 양호하게 확보하는 관점에서, 1질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 다만, 비수 전해액 중의 할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트의 양이 지나치게 많으면, 특히 부극 활물질에 SiOx를 사용하고 있는 경우에는, SiOx의 활성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 할로겐 치환된 고리 형상 카보네이트의, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액에 있어서의 함유율은, 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The content of the halogen-substituted cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte used in the lithium secondary battery is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, Is more preferable. However, if the amount of the halogen-substituted cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte is excessively large, the activity of SiO x may be deteriorated particularly when SiO x is used as the negative electrode active material. Therefore, the content of the halogen-substituted cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.

또, 리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해액은, 하기 일반식 (3)으로 나타내어지는 포스포노아세테이트류 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery contains a phosphonoacetate type compound represented by the following general formula (3).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 일반식 (3) 중, R1∼R3는 각각 독립되어, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소수 1∼12의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기를 나타내고, n은 0∼6의 정수를 나타낸다.In the general formula (3), R 1 to R 3 each independently represent an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 6.

하기 일반식 (3)으로 나타내어지는 포스포노아세테이트류 화합물로서는, 2-프로피닐2-(디에톡시포스포릴)아세테이트, 에틸디에틸포스포노아세테이트가 바람직하다.As the phosphonoacetate type compound represented by the following general formula (3), 2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate and ethyldiethylphosphonoacetate are preferable.

리튬 이차 전지에 사용하는 비수 전해질에 있어서의 상기 일반식 (1)로 나타내어지는 포스포노아세테이트류 화합물의 함유량은, 0.5질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.0질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 또, 30질량% 이하인 것이 바람직하고, 5.0질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The content of the phosphonoacetate compound represented by the general formula (1) in the nonaqueous electrolyte used in the lithium secondary battery is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, further preferably 30% Or less, more preferably 5.0 mass% or less.

또한, 리튬 전지에 사용하는 비수 전해액에는, 예를 들면, 전지의 충방전 사이클 특성의 향상이나, 고온 팽창 억제, 과충전 방지 등의 안전성의 향상 등을 목적으로서, 무수산, 술폰산 에스테르, 디니트릴, 1,3-프로판술톤, 디페닐디설파이드, 시클로헥실벤젠, 비페닐, 플루오로벤젠, t-부틸벤젠, 숙시노니트릴 등의 첨가제(이들의 유도체도 포함한다) 중으로부터, 적절한 것을 적절히 선택하여 첨가해도 된다.The non-aqueous electrolyte used in the lithium battery includes, for example, anhydrous acid, sulfonic acid ester, dinitrile, and the like for the purpose of improving the charge-discharge cycle characteristics of a battery, improving safety such as suppression of high temperature expansion, (Including derivatives thereof) such as 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, t-butylbenzene and succinonitrile You can.

<전지 케이스><Battery Case>

도 4에, 본 발명의 리튬 이차 전지의 일례의 외관을 모식적으로 나타내는 사시도를, 도 5에는, 도 4에 나타내는 리튬 이차 전지의 부분 종단면도를, 각각 나타내고 있다. 도 4 및 도 5에 나타내는 리튬 이차 전지(1)는, 기둥 형상의 전지 케이스(10)를 가지고 있고, 전지 케이스(10)는 중공(中空)에서, 내부에 편평 형상 권회 전극체(30) 및 비수 전해액(도시 생략) 등을 수용하고 있다.Fig. 4 is a perspective view schematically showing the appearance of an example of the lithium secondary battery of the present invention, and Fig. 5 is a partial longitudinal sectional view of the lithium secondary battery shown in Fig. The lithium secondary battery 1 shown in Figs. 4 and 5 has a columnar battery case 10. The battery case 10 is hollow and has a flattened spiral wound electrode body 30, And a nonaqueous electrolytic solution (not shown).

전지 케이스(10)는, 외장 캔(11)과 덮개체(20)로 구성되고, 외장 캔(11)은 바닥이 있는 통형(각(角)통형)의 형태를 가지고 있고, 그 개구 단부에 덮개체(20)가 씌워져서, 용접에 의해서 덮개체(20)와 일체화되어 있다. 외장 캔(11) 및 덮개체(20)는, 예를 들면 알루미늄 합금 등에 의해 구성된다.The battery case 10 is composed of an outer can 11 and a lid 20. The outer can 11 has a shape of a cylindrical shape with a bottom, The body 20 is covered and integrated with the lid body 20 by welding. The outer can 11 and the cover 20 are made of, for example, an aluminum alloy.

덮개체(20)로부터는, 스테인리스강 등으로 구성된 단자(21)가 돌출되어 있고, 단자(21)와 덮개체(20)의 사이에는, PP 등으로 구성된 절연 패킹(22)이 개재되어 있다. 또 단자(21)에는, 절연체(24)를 개재하여 스테인리스강 등으로 구성된 리드판(25)이 부착되어 있다. 단자(21)는 전지 케이스(10) 내에서, 예를 들면 부극과 접속되어 있고, 그 경우, 단자(21)가 부극 단자로서 기능하며, 외장 캔(11) 및 덮개체(20)가 정극 단자로서 기능한다. 다만, 전지 케이스(10)의 재질 등에 따라서는, 단자(21)가 전지 케이스(10) 내에서 정극과 접속하여 정극 단자로서 기능하고, 외장 캔(11) 및 덮개체(20)가 부극 단자로서 기능하는 경우도 있다. 또 덮개체(20)에는, 비수 전해액 주입구가 설치되어 있고, 전지 케이스(10) 내에 비수 전해액을 주입한 후에, 봉지 부재(23)를 이용하여 봉지되어 있다.A terminal 21 made of stainless steel or the like protrudes from the lid body 20 and an insulating packing 22 made of PP or the like is interposed between the terminal 21 and the lid body 20. A lead plate 25 made of stainless steel or the like is attached to the terminal 21 via an insulator 24. The terminal 21 is connected to the negative electrode in the battery case 10. In this case the terminal 21 functions as a negative terminal and the external can 11 and the cover 20 are connected to the positive terminal . However, depending on the material of the battery case 10, the terminal 21 is connected to the positive electrode in the battery case 10 to function as a positive electrode terminal, and the external can 11 and the lid body 20 function as negative terminal Sometimes it works. In addition, a non-aqueous electrolyte injection port is provided in the lid body 20, and after the non-aqueous electrolyte is injected into the battery case 10, the lid body 20 is sealed with the sealing member 23.

전지 케이스(10) 내에 수용된 편평 형상 권회 전극체(30)는, 정극(31), 부극(32) 및 세퍼레이터(33)에 의해 구성되어 있고, 전지 케이스(10)에 관련된 외장 캔(11)의 바닥부에는 PE 시트 등으로 이루어지는 절연체(40)가 배치되어 있다. 그리고 리튬 이차 전지(1)는, 정극(31)이 가지는 정극 리드체(51)를 덮개체(20)에 직접 용접함으로써 외장 캔(11)과 덮개체(20)가 정극 단자로서 기능하고, 부극(32)이 가지는 부극 리드체(52)를 리드판(25)에 용접하여, 그 리드판(25)을 개재하여 부극 리드체(52)와 단자(21)를 도통시킴으로써 단자(21)가 부극 단자로서 기능하도록 되어 있다.The flattened wound electrode body 30 accommodated in the battery case 10 is constituted by a positive electrode 31, a negative electrode 32 and a separator 33. The outer case 11 And an insulator 40 made of a PE sheet or the like is disposed at the bottom. In the lithium secondary battery 1, the external can 11 and the lid body 20 function as positive electrode terminals by directly welding the positive electrode lead body 51 of the positive electrode 31 to the lid body 20, The negative electrode lead body 52 of the negative electrode lead 32 is welded to the lead plate 25 and the negative electrode lead body 52 and the terminal 21 are made conductive through the lead plate 25, Terminal.

또, 전지 케이스(10)의 측면부, 즉 외장 캔(11)의 측면부는, 서로 대향하고, 측면시에서 다른 면(도 4 중의 면(112, 112))보다 폭이 넓은 2장의 폭광(幅廣)면(111, 111)을 가지고 있다. 그리고, 폭광면(111, 111)의 적어도 한 쪽(도 4에서는, 도면 중 전면(前面)의 폭광면(111))에, 전지 케이스(10) 내의 압력이 문턱값보다 커진 경우에 개열(開裂)하기 위한 개열 홈(12)이 설치되어 있다.The side surface portion of the battery case 10, that is, the side surface portion of the external can 11, faces two mutually opposed surfaces, and two wider light beams (widths wider than the other surfaces ) Surfaces 111 and 111, respectively. When the pressure in the battery case 10 is larger than the threshold value on at least one of the light-absorbing surfaces 111 and 111 (the light-absorbing surface 111 on the front surface in Fig. 4) (Not shown).

다만 도 5에서는, 번잡화를 피하기 위해, 정극(31)이나 부극(32)의 제작에 있어서 사용한 집전체는 도시하고 있지 않고, 또, 세퍼레이터의 각 층도 구별해서 나타내고 있지 않다. 또한 편평 형상 권회 전극체의 내주 측의 부분은 단면으로 하고 있지 않다.However, in Fig. 5, the collectors used in the production of the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are not shown, and the respective layers of the separator are not separately shown in order to avoid the redundancy. In addition, the portion on the inner circumferential side of the flat-shaped wound electrode body is not a section.

또한, 본 발명에 관련된 전지 케이스는, 폭(도 5 중, 가로 방향의 길이)이 40㎜ 이상이지만, 그 상한값은, 통상은 70㎜ 정도이다.Further, the battery case according to the present invention has a width (length in the transverse direction in Fig. 5) of 40 mm or more, but its upper limit value is usually about 70 mm.

본 발명의 리튬 이차 전지는, 종래부터 알려져 있는 리튬 이차 전지가 적용되어 있는 각종 용도와 동일한 용도로 이용할 수 있다.The lithium secondary battery of the present invention can be used for the same purpose as various applications to which a conventionally known lithium secondary battery is applied.

[실시예][Example]

이하에, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 기술한다. 다만, 하기 실시예는, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention.

실시예 1Example 1

<정극의 제작>&Lt; Preparation of positive electrode &

리튬 함유 복합 산화물로서 Li1 .02Ni0 .6Co0 .2Mn0 .2O2와, LiCoO2를, 20:80의 질량비로 계량하여, 헨셀 믹서(Henschel mixer)를 이용하여 30분 혼합하여 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물(정극 활물질) 100질량부와, 바인더인 PVDF 및 P(TFE-VDF)를 NMP에 용해시킨 용액 20질량부와, 도전 조제인 평균 섬유 길이가 100㎚에서 평균 섬유 직경이 10㎚인 탄소 섬유 1.04질량부와, 흑연 1.04질량부를, 이축 혼련기를 이용하여 혼련하고, NMP를 더 첨가하여 점도를 조절하여, 정극 합제 함유 페이스트를 조제했다. 또한, PVDF 및 P(TFE-VDF)의 NMP 용액의 사용량은, 용해하고 있는 PVDF 및 P(TFE-VDF)의 양이, 상기 리튬 함유 복합 산화물 A와 LiCoO2의 혼합물과, PVDF와 P(TFE-VDF)와 상기 도전 조제의 합계(즉, 정극 합제층의 총량) 100질량% 중, 각각, 2.34질량% 및 0.26질량%가 되는 양으로 했다. 즉, 상기 정극에 있어서는, 정극 합제층에 있어서의 바인더 총량이 2.6질량%이고, P(TFE-VDF)와 PVDF의 합계 100질량% 중의 P(TFE-VDF)의 비율이 10질량%이다.And a lithium-containing composite oxide as Li 1 .02 Ni 0 .6 Co and 0 .2 Mn 0 .2 O 2, LiCoO 2, weighing a mass ratio of 20: 80, 30 min mixing using a Henschel mixer (Henschel mixer) To obtain a mixture. 20 parts by mass of a solution obtained by dissolving 100 parts by mass of the obtained mixture (positive electrode active material) and PVDF and P (TFE-VDF) as binders in NMP and 20 parts by mass of carbon having an average fiber length of 100 nm and an average fiber diameter of 10 nm 1.04 parts by weight of the fibers and 1.04 parts by weight of graphite were kneaded by using a biaxial kneader and NMP was further added to adjust the viscosity to prepare a positive electrode material mixture containing paste. The amount of the NMP solution of PVDF and P (TFE-VDF) is preferably such that the amount of dissolved PVDF and P (TFE-VDF) is such that the mixture of the lithium-containing complex oxide A and LiCoO 2 and the mixture of PVDF and P -VDF) and the conductive additive (that is, the total amount of the positive electrode material mixture layer) of 2.34% by mass and 0.26% by mass, respectively. That is, in the positive electrode, the total amount of the binder in the positive electrode material mixture layer is 2.6% by mass, and the ratio of P (TFE-VDF) in 100% by mass of P (TFE-VDF) and PVDF is 10% by mass.

상기의 정극 합제 함유 페이스트를, 두께가 15㎛의 알루미늄박(정극 집전체)의 양면에 두께를 조절하여 간헐 도포하고, 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여 전체 두께가 130㎛가 되도록 정극 합제층의 두께를 조절하여, 폭이 54.5㎜가 되도록 절단하여 정극을 제작했다. 또한 이 정극의 알루미늄박의 노출부에, 두께가 80㎛이고, 폭이 6㎜인 니켈박제의 리드체를 용접했다.The positive electrode material mixture-containing paste was intermittently applied to both sides of an aluminum foil (positive electrode collector) having a thickness of 15 탆 while adjusting its thickness, dried and calendered to form a positive electrode material mixture layer thickness So as to have a width of 54.5 mm, thereby preparing a positive electrode. A nickel foil lead body having a thickness of 80 mu m and a width of 6 mm was welded to the exposed portion of the aluminum foil of this positive electrode.

<부극의 제작><Fabrication of negative electrode>

평균 입자 직경이 8㎛인 SiO의 표면을 탄소 재료로 피복한 복합체(복합체에 있어서의 탄소 재료의 양이 10질량%. 이하, 「SiO/탄소 재료 복합체」라고 한다.)와, 평균 입자 직경이 16㎛인 흑연을, SiO/탄소 재료 복합체의 양이 5질량%가 되는 양으로 혼합한 부극 활물질:98질량부, 점도가 1500∼5000mPa·s의 범위로 조정된 1질량% 농도의 CMC 수용액:100질량부 및 SBR:1.0질량부를, 비(比)저항이 2.0×105Ω㎝ 이상인 이온 교환수를 용제로서 혼합하여, 수계(水系)의 부극 합제 함유 페이스트를 조제했다.(The amount of the carbon material in the composite is 10 mass% or less, hereinafter referred to as &quot; SiO / carbon material composite &quot;) having an average particle diameter of 8 占 퐉 and a surface of SiO having an average particle diameter of 8 占 퐉 is coated with a carbon material 98 parts by mass of an anode active material obtained by mixing graphite having a particle size of 16 占 퐉 in an amount such that the amount of the SiO / carbon material composite is 5% by mass, a CMC aqueous solution having a concentration of 1% by mass adjusted to have a viscosity of 1,500 to 5,000 mPa 占 퐏, 100 parts by mass of SBR and 1.0 part by mass of SBR were mixed with ion-exchanged water having a specific resistance of 2.0 x 10 &lt; 5 &gt; OMEGA cm or more as a solvent to prepare a paste containing a negative electrode material mixture in an aqueous system.

상기의 부극 합제 함유 페이스트를, 두께가 8㎛인 구리박(부극 집전체)의 양면에 두께를 조절하여 간헐 도포하고, 건조한 후, 캘린더 처리를 행하여 전체 두께가 110㎛가 되도록 부극 합제층의 두께를 조정하고, 폭이 55.5㎜가 되도록 절단하여 부극을 제작했다. 또한 이 부극의 구리박의 노출부에, 두께가 80㎛이고, 폭이 6㎜인 니켈박제의 리드체를 용접했다.The negative electrode material mixture-containing paste was intermittently applied to both surfaces of a copper foil (negative electrode collector) having a thickness of 8 占 퐉 while adjusting the thickness, dried and calendered to obtain a thickness of the negative electrode material mixture layer And cut to a width of 55.5 mm to prepare a negative electrode. A nickel foil lead body having a thickness of 80 mu m and a width of 6 mm was welded to the exposed portion of the copper foil of this negative electrode.

<세퍼레이터의 제작><Fabrication of Separator>

평균 입자 직경이 3㎛인 베마이트 2차 응집체 5㎏에, 이온 교환수 5㎏과, 분산제(수계 폴리카르본산 암모늄염, 고형분 농도 40질량%) 0.5㎏을 첨가하여, 내용적 20L, 회전수 40회/분의 볼밀로 10시간 해쇄(解碎) 처리를 하여 분산액을 조제했다. 처리 후의 분산액의 일부를 120℃에서 진공 건조하여, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 바, 베마이트의 형상은 대략 판 형상이었다. 또, 처리 후의 베마이트의 평균 입자 직경은 1㎛였다.5 kg of ion-exchanged water and 0.5 kg of a dispersant (aqueous polycarboxylic acid ammonium salt, solid concentration 40% by mass) were added to 5 kg of boehmite secondary aggregate having an average particle diameter of 3 m, The mixture was subjected to a decolorization treatment with a ball mill for 10 hours to prepare a dispersion liquid. A portion of the dispersion after the treatment was vacuum-dried at 120 캜 and observed by a scanning electron microscope (SEM). As a result, the boehmite had a substantially plate shape. The average particle diameter of the treated boehmite was 1 mu m.

상기 분산액 500g에, 증점제로서 잔탄검을 0.5g, 바인더로서 수지 바인더 디스퍼전(dispersion)(변성 폴리부틸아크릴레이트, 고형분 함량 45질량%)을 17g 첨가하고, 스리 원 모터(three-one motor)에서 3시간 교반하여 균일한 슬러리〔다공질층 (Ⅱ) 형성용 슬러리, 고형분 비율 50질량%〕를 조제했다.To 500 g of the above dispersion was added 0.5 g of xanthan gum as a thickening agent and 17 g of resin binder dispersion (modified polybutyl acrylate, solid content 45% by mass) as a binder, and 3 g of 3 And the mixture was stirred for a time to prepare a homogeneous slurry (slurry for forming the porous layer (II), solid content ratio of 50 mass%).

리튬 이차 전지용 PE제 미다공질 세퍼레이터〔다공질층 (Ⅰ):두께 12㎛, 공공률 40%, 평균 공경(孔徑)(0.08㎛, PE의 융점 135℃〕의 편면에 코로나 방전 처리(방전량 40W·min/㎡)를 실시하고, 이 처리면에 다공질층 (Ⅱ) 형성용 슬러리를 마이크로 그라비아 코터에 의해서 도포하고, 건조하여 두께가 2㎛인 다공질층 (Ⅱ)를 형성하여, 적층형의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터에 있어서의 다공질층 (Ⅱ)의 단위 면적당의 질량은 5.5g/㎡이고, 베마이트의 체적 함유율은 95체적%이며, 공공률은 45%였다.Porous microporous separator made of PE for lithium secondary battery [Porous layer (I): corona discharge treatment (discharging amount: 40 W · cm) was formed on one side of a thickness of 12 탆, porosity of 40%, average pore diameter (0.08 탆, melting point of PE: 135 캜) The slurry for forming the porous layer (II) was coated on the treated surface by a micro gravure coater and dried to form a porous layer (II) having a thickness of 2 m to obtain a laminate type separator . The mass per unit area of the porous layer (II) in this separator was 5.5 g / m 2, the volume content of boehmite was 95 vol%, and the porosity was 45%.

<전지의 조립><Assembly of Battery>

상기와 같이 하여 얻은 정극과 부극을, 세퍼레이터의 다공질층 (Ⅱ)가 정극에 면하도록 개재시키면서 겹쳐서, 소용돌이 형상으로 권회하여 권회 전극체를 제작했다. 얻어진 권회 전극체를 눌러 찌그러트려서 편평 형상으로 하고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 정극 리드체와 부극 리드체의 중앙 위치, 및 부극 리드체로부터 10㎜의 위치를, 폭 6㎜, 길이 30㎜의 테이프로 고정했다. 테이프에는, PP(융점 165℃)제의 필름을 기재로 하는 것(두께 30㎛)을 사용했다.The positive electrode and negative electrode thus obtained were rolled up in a spiral shape while interposing the porous layer (II) of the separator so as to face the positive electrode, thereby producing a wound electrode body. As shown in Fig. 2, the central position of the positive electrode lead body and the negative electrode lead body, and the position of 10 mm from the negative electrode lead body were set to 6 mm in width and 30 mm in length Of tape. A tape (30 占 퐉 thick) made of a film made of PP (melting point 165 占 폚) was used for the tape.

상기의 편평 형상 권회 전극체를, 두께 5.1㎜, 폭 51㎜, 높이 61㎜의 알루미늄 합금제 외장 캔에 넣었다. 비수 전해액으로서, 에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트와 디에틸카보네이트를 체적비=1:1:1로 혼합한 용매에, LiPF6을 1.1㏖/l의 농도가 되도록 용해시킨 것에, FEC를 1.0질량%가 되는 양으로, VC를 1.0질량%가 되는 양으로, 또한, 2-프로피닐2-(디에톡시포스포릴)아세테이트를 1.0질량%가 되는 양으로 첨가한 용액을 조제하여, 이것을 상기 알루미늄 합금제 외장 캔에 주입했다. 비수 전해액의 주입 후에 외장 캔의 봉지를 행하여, 도 4에 나타내는 외관으로, 도 5에 나타내는 구조의 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 리튬 이차 전지에 있어서의 편평형 전극 권회체의 고정에 사용한 테이프의 폭(A)과 전지 케이스의 폭(W)의 비(A/W)는, 0.117이다.The above-mentioned flat-wound wound electrode body was placed in an aluminum alloy outer can having a thickness of 5.1 mm, a width of 51 mm, and a height of 61 mm. As a non-aqueous electrolyte, LiPF 6 was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1: 1 so as to have a concentration of 1.1 mol / l. A solution obtained by adding VC to an amount of 1.0% by mass and further adding 1.0% by mass of 2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate was prepared, and this was added to the aluminum alloy outer can . After the injection of the nonaqueous electrolyte solution, the outer can was sealed, and a lithium secondary battery having the structure shown in Fig. 5 was produced from the appearance shown in Fig. The ratio (A / W) of the width A of the tape used for fixing the flat electrode winding body to the width W of the battery case in this lithium secondary battery is 0.117.

실시예 2Example 2

편평 형상 권회 전극체에 있어서의 테이프의 고정 위치를, 도 1에 나타내는 바와 같이, 정극 리드체와 부극 리드체의 사이만으로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the tape was fixed at the position where the tape was wound between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body as shown in Fig.

실시예 3Example 3

전지캔의 사이즈를 두께 5.6㎜, 폭 56㎜, 높이 64㎜로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 리튬 이차 전지에 있어서의 편평형 전극 권회체의 고정에 사용한 테이프의 폭(A)과 전지 케이스의 폭(W)의 비(A/W)는, 0.107이다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the size of the battery can was 5.6 mm in thickness, 56 mm in width, and 64 mm in height. The ratio (A / W) of the width A of the tape used for fixing the flat electrode winding body to the width W of the battery case in this lithium secondary battery is 0.107.

실시예 4Example 4

편평 형상 권회 전극체의 고정에 이용한 테이프의 폭(A)을 8㎜로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 리튬 이차 전지에 있어서의 편평형 전극 권회체의 고정에 사용한 테이프의 폭(A)과 전지 케이스의 폭(W)의 비(A/W)는, 0.156이다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that the tape width A used for fixing the flat wound electrode body was changed to 8 mm. The ratio (A / W) of the width A of the tape used for fixing the flat electrode winding body to the width W of the battery case in this lithium secondary battery is 0.156.

비교예 1Comparative Example 1

편평 형상 권회 전극체를 테이프로 고정하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the flat wound electrode body was not fixed with tape.

비교예 2Comparative Example 2

세퍼레이터에 다공질층 (Ⅱ)를 설치하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous layer (II) was not provided in the separator.

참고예Reference example

다공질층 (Ⅱ)의 두께를 10㎛로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 세퍼레이터를 제작하고, 이 세퍼레이터를 이용한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A separator was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the porous layer (II) was changed to 10 탆. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the separator was used.

실시예 1∼4 및 비교예 2의 각 리튬 이차 전지에 대해, 전지를 오븐 중에 두어, 5℃/분의 속도로 150℃까지 가열했을 때에 전지의 내부 저항이 실온 시의 5배 이상으로 상승했을 때의 온도를 측정하고, 이 온도를 셧다운 온도로 했다. 그 결과, 이들 전지의 셧다운 온도는, 모두 140℃였다.With respect to each of the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2, when the battery was placed in an oven and heated to 150 占 폚 at a rate of 5 占 폚 / min, the internal resistance of the battery rose to 5 times or more as compared with room temperature The temperature was measured, and this temperature was set as the shutdown temperature. As a result, the shutdown temperature of these batteries was all 140 ° C.

또 실시예 1∼4, 비교예 1, 2 및 참고예의 각 리튬 이차 전지(셧다운 온도 측정을 행한 것과는 다른 전지)에 대해, 하기 방법으로 150℃ 가열 시험을 행하였다. 각 전지에 대해, 먼저, 초회 충방전 후에, 상온(25℃)에서, 1C의 정전류로 4.4V에 도달할 때까지 충전하고, 그 후 4.4V의 정전압으로 충전하는 정전류-정전압 충전(총 충전 시간:2.5시간)을 행하였다. 그리고, 충전 후의 각 전지를 항온조에 넣어, 30℃에서 150℃까지 매분 1℃의 비율로 온도 상승시켜 가열하고, 그 후 150℃에서 30분 유지했다. 그 후, 각 전지를 항온조로부터 꺼내고 나서 분해하여, 편평 형상 권회 전극체에 있어서의 세퍼레이터의 열 수축의 정도를 육안으로 확인하고, 하기 기준에 따라 평가했다. 하기 기준에 의한 평가가 「◎」 및 「○」였던 리튬 이차 전지는, 안전성이 양호하다고 할 수 있다.Further, each of the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Example (batteries different from those in which the shutdown temperature was measured) was subjected to a heating test at 150 캜 by the following method. Constant current-constant voltage charging (total charging time (constant current charging time)) in which each battery is first charged after initial charging and discharging until it reaches 4.4 V at a constant current of 1 C at room temperature (25 캜) and then charged at a constant voltage of 4.4 V : 2.5 hours). Each battery after being charged was placed in a thermostatic chamber, heated from 30 ° C to 150 ° C at a rate of 1 ° C per minute and heated, and then held at 150 ° C for 30 minutes. Then, each battery was taken out from the thermostatic chamber and then decomposed to confirm visually the degree of heat shrinkage of the separator in the flat-rolled electrode body, and evaluated according to the following criteria. The lithium secondary battery in which the evaluation based on the following criteria is "⊚" and "◯" can be said that the safety is good.

세퍼레이터의 열 수축이 거의 인정되지 않는다 : ◎,Heat shrinkage of the separator is hardly recognized:?,

세퍼레이터가 약간 열 수축되어 있지만, 정극과 부극의 접촉이 생길 정도는 아니다 : ○,The separator is slightly thermally shrunk, but the contact between the positive electrode and the negative electrode is not enough:

정극과 부극의 접촉이 생길 우려가 있을 정도로 세퍼레이터가 열 수축되어 있다 : △,The separator is thermally shrunk enough to cause contact between the positive electrode and the negative electrode:?,

정극과 부극의 접촉이 생길 정도로 세퍼레이터가 열 수축되어 있다 : ×.The separator is thermally shrunk enough to cause contact between the positive electrode and the negative electrode.

상기의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.Table 1 shows the above evaluation results.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 1에 나타내는 바와 같이, 다공질층 (Ⅱ)가 비교적 두꺼운 세퍼레이터를 이용한 참고예의 리튬 이차 전지에서는, 편평 형상 권회 전극체를 테이프로 고정하지 않아도, 150℃ 가열 시험에 있어서, 정극과 부극이 접촉할 정도로는 세퍼레이터의 열 수축이 생기고 있지 않지만, 다공질층 (Ⅱ)를 얇게 한 세퍼레이터를 이용한 비교예 1의 전지에서는, 다공질층 (Ⅱ)를 형성하고 있지 않는 세퍼레이터를 이용한 비교예 2의 전지만큼은 아니지만, 세퍼레이터가 열 수축되어 있어, 정극과 부극이 접촉할 우려가 있다.As shown in Table 1, in the lithium secondary battery of Reference Example using the separator having a comparatively thick porous layer (II), the positive electrode and the negative electrode were in contact with each other in the heating test at 150 ° C without fixing the flat- , The heat shrinkage of the separator does not occur. However, the battery of Comparative Example 1 using the separator in which the porous layer (II) is made thin is not as good as the battery of Comparative Example 2 using the separator not forming the porous layer (II) The separator is thermally shrunk, and there is a fear that the positive electrode and the negative electrode are in contact with each other.

이에 대해, 적정 개소를 적정한 특성의 테이프로 고정한 편평 형상 권회 전극체를 가지는 실시예 1∼4의 리튬 이차 전지에서는, 비교예 1의 전지와 동일한 세퍼레이터를 사용하고 있음에도 불구하고, 150℃ 가열 시험에 있어서 세퍼레이터의 열 수축이 양호하게 억제되어 있어, 높은 안전성을 가지고 있다. 특히, 테이프의 폭(A)과 전지 케이스의 폭(W)의 비(A/W)를 더욱 적합한 값으로 한 실시예 1∼3의 리튬 이차 전지는, 실시예 4의 리튬 이차 전지보다 세퍼레이터의 열 수축이 고도로 억제되어 있어, 매우 우수한 안전성을 확보할 수 있다.On the other hand, in the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4 having a flat-shaped wound electrode body in which a suitable portion was fixed with an appropriate tape, although the same separator as the battery of Comparative Example 1 was used, So that the heat shrinkage of the separator is suppressed well, thereby providing high safety. Particularly, the lithium secondary batteries of Examples 1 to 3, in which the ratio (A / W) of the width A of the tape to the width W of the battery case was set to a more appropriate value than the lithium secondary battery of Example 4, The heat shrinkage is highly suppressed, and thus excellent safety can be secured.

1: 리튬 이차 전지 10: 전지 케이스
11: 외장 캔
111: 전지 케이스(외장 캔) 측면부의 폭광면
12: 개열 홈 20: 덮개체
30: 편평 형상 권회 전극체 51: 정극 리드체
52: 부극 리드체 60: 테이프
1: lithium secondary battery 10: battery case
11: External can
111: Battery case (exterior can)
12: flushing groove 20: cover body
30: Flat-shaped wound electrode body 51: Positive electrode lead body
52: negative electrode lead body 60: tape

Claims (3)

정극 리드체를 가지는 정극과 부극 리드체를 가지는 부극이, 세퍼레이터를 개재하고, 또한 상기 정극 리드체와 상기 부극 리드체가 동일 방향으로 돌출하도록 겹쳐져서, 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체, 및 비수 전해액이, 중공 기둥 형상의 전지 케이스에 봉입되어 이루어지는 리튬 이차 전지에 있어서,
상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 다공질층 (Ⅰ)과, 내열 온도가 150℃ 이상인 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (Ⅱ)를 가지고 있고, 또한 상기 다공질층 (Ⅱ)의 두께가 8㎛ 이하이며,
상기 편평 형상 권회 전극체는, 상기 정극 리드체 및 상기 부극 리드체가 돌출되어 있는 단면과, 서로 대향하고 다른 면보다 폭이 넓은 2장의 측면이, 셧다운 온도 이하의 온도에서 용융하지 않는 수지를 함유하는 기재를 가지는 테이프에 의해서 고정되어 있고,
상기 전지 케이스의 폭이 40㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
A flat wound electrode body comprising a positive electrode having a positive electrode lead body and a negative electrode having a negative electrode lead body interposed between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body so as to protrude in the same direction, And a nonaqueous electrolytic solution enclosed in a hollow cylindrical battery case,
Wherein the separator has a porous layer (I) composed mainly of a thermoplastic resin and a porous layer (II) containing a filler having a heat-resistant temperature of 150 ° C or higher as a main component and the porous layer (II) Or less,
Wherein the flat wound electrode body has a cross section in which the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude and two side faces opposite to each other and wider than the other face, Which is fixed by a tape,
Wherein the battery case has a width of 40 mm or more.
제 1 항에 있어서,
테이프의 폭(A)(㎜)과 전지 케이스의 폭(W)(㎜)의 비(A/W)가 0.05 이상인 리튬 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio (A / W) of the width (A) (mm) of the tape to the width (W) (mm) of the battery case is 0.05 or more.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
세퍼레이터의 두께가 28㎛ 이하인 리튬 이차 전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the thickness of the separator is 28 占 퐉 or less.
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