WO2021117480A1 - 非水電解液二次電池 - Google Patents

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WO2021117480A1
WO2021117480A1 PCT/JP2020/043712 JP2020043712W WO2021117480A1 WO 2021117480 A1 WO2021117480 A1 WO 2021117480A1 JP 2020043712 W JP2020043712 W JP 2020043712W WO 2021117480 A1 WO2021117480 A1 WO 2021117480A1
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graphite particles
active material
electrode active
aqueous electrolyte
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信也 森
俊介 棗田
達哉 明楽
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三洋電機株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • Non-aqueous electrolyte secondary batteries that use a carbon material as the negative electrode active material are widely used as secondary batteries with high energy density.
  • Patent Document 1 discloses a non-aqueous electrolyte secondary battery using densified carbon having an internal porosity of 5% or less as a carbon material.
  • Patent Document 2 describes a non-aqueous electrolytic solution using a carbon material containing a carbon material A having an internal porosity of 1% or more and less than 23% and a carbon material B having an internal porosity of 23% or more and 40% or less. Secondary batteries are disclosed.
  • the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery has a problem that the battery capacity decreases when a quick charge cycle of charging at a high rate is performed in order to shorten the charging time.
  • an object of the present disclosure is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of suppressing a decrease in quick charge cycle characteristics.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte
  • the negative electrode is a negative electrode current collector and a negative electrode provided on the negative electrode current collector. It has an active material layer, and the negative electrode active material layer contains graphite particles A and graphite particles B as negative electrode active materials, and the internal void ratio of the graphite particles A is 5% or less, and the graphite particles B have an internal void ratio of 5% or less.
  • the internal void ratio is 8% to 20%, and the graphite particles A are more in the outer surface side half region than in the negative electrode current collector side half region when the negative electrode active material layer is divided into two equal parts in the thickness direction.
  • the non-aqueous electrolyte solution contains a non-aqueous solvent containing a carboxylic acid ester represented by the following general formula (I), and the carboxylic acid ester is 5% by volume or more based on the total amount of the non-aqueous solvent. It is characterized by containing 50% by volume. (In the formula, R1 and R2 are each independently a hydrocarbon group having 2 or less carbon atoms.)
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a non-aqueous electrolyte secondary battery which is an example of the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a negative electrode which is an example of the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of graphite particles in the negative electrode active material layer.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte
  • the negative electrode is a negative electrode current collector and a negative electrode provided on the negative electrode current collector. It has an active material layer, and the negative electrode active material layer contains graphite particles A and graphite particles B as negative electrode active materials, and the internal void ratio of the graphite particles A is 5% or less, and the graphite particles B have an internal void ratio of 5% or less.
  • the internal void ratio is 8% to 20%, and the graphite particles A are more in the outer surface side half region than in the negative electrode current collector side half region when the negative electrode active material layer is divided into two equal parts in the thickness direction.
  • the non-aqueous electrolyte solution contains a non-aqueous solvent containing a carboxylic acid ester represented by the following general formula (I), and the carboxylic acid ester is 5% by volume or more based on the total amount of the non-aqueous solvent. It is characterized by containing 50% by volume. (In the formula, R1 and R2 are each independently a hydrocarbon group having 2 or less carbon atoms.)
  • Graphite particles A having an internal porosity of 5% or less suppress the decomposition reaction of the non-aqueous electrolytic solution as compared with graphite particles having an internal porosity of more than 5%. Since the decomposition reaction of the non-aqueous electrolytic solution mainly occurs on the surface of the negative electrode, as described in the present disclosure, the graphite particles A having an internal void ratio of 5% or less are half of the negative electrode current collector side of the negative electrode active material layer. It is considered that the decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte solution is suppressed even under harsh conditions such as quick charging because it is contained more in the region on the outer surface side half of the negative electrode active material layer than in the region.
  • the binding property to the negative electrode current collector is lower than that of the graphite particles having an internal porosity of more than 5%.
  • the adhesiveness between the negative electrode current collector and the graphite particles is ensured. It is considered that the graphite particles are not easily peeled off from the negative electrode current collector even under harsh conditions such as quick charging.
  • the non-aqueous electrolyte solution containing a predetermined amount of the carboxylic acid ester has a lower viscosity than the non-aqueous electrolyte solution not containing the carboxylic acid ester, and the permeability to the positive and negative electrode active material layers is improved. Therefore, it is considered that an efficient battery reaction is performed even under harsh conditions such as quick charging. From these facts, it is considered that the non-aqueous electrolyte secondary battery, which is one aspect of the present disclosure, suppresses the deterioration of the quick charge cycle characteristics.
  • non-aqueous electrolyte secondary battery of the present disclosure is not limited to the embodiments described below. Further, the drawings referred to in the description of the embodiment are schematically described.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a non-aqueous electrolyte secondary battery which is an example of the embodiment.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 shown in FIG. 1 includes a wound electrode body 14 in which a positive electrode 11 and a negative electrode 12 are wound via a separator 13, a non-aqueous electrolyte solution, and upper and lower electrodes 14.
  • the insulating plates 18 and 19 arranged in the above and the battery case 15 for accommodating the above-mentioned members are provided.
  • the battery case 15 is composed of a bottomed cylindrical case body 16 and a sealing body 17 that closes an opening of the case body 16.
  • the winding type electrode body 14 instead of the winding type electrode body 14, another form of an electrode body such as a laminated type electrode body in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated via a separator may be applied.
  • the battery case 15 include a metal outer can such as a cylinder, a square, a coin, and a button, and a pouch outer body formed by laminating a resin sheet and a metal sheet.
  • the case body 16 is, for example, a bottomed cylindrical metal outer can.
  • a gasket 28 is provided between the case body 16 and the sealing body 17 to ensure the airtightness inside the battery.
  • the case body 16 has, for example, an overhanging portion 22 that supports the sealing body 17 with a part of the side surface overhanging inward.
  • the overhanging portion 22 is preferably formed in an annular shape along the circumferential direction of the case body 16, and the sealing body 17 is supported on the upper surface thereof.
  • the sealing body 17 has a structure in which a filter 23, a lower valve body 24, an insulating member 25, an upper valve body 26, and a cap 27 are laminated in this order from the electrode body 14 side.
  • Each member constituting the sealing body 17 has, for example, a disk shape or a ring shape, and each member except the insulating member 25 is electrically connected to each other.
  • the lower valve body 24 and the upper valve body 26 are connected to each other at the central portion thereof, and an insulating member 25 is interposed between the peripheral portions thereof.
  • the lower valve body 24 When the internal pressure of the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 rises due to heat generated by an internal short circuit or the like, for example, the lower valve body 24 is deformed and broken so as to push the upper valve body 26 toward the cap 27 side, and the lower valve body 24 and the upper valve body 24 and the upper valve body 24 are broken. The current path between the valve bodies 26 is cut off. When the internal pressure further rises, the upper valve body 26 breaks and gas is discharged from the opening of the cap 27.
  • the positive electrode lead 20 attached to the positive electrode 11 extends to the sealing body 17 side through the through hole of the insulating plate 18, and the negative electrode lead 21 attached to the negative electrode 12 It extends to the bottom side of the case body 16 through the outside of the insulating plate 19.
  • the positive electrode lead 20 is connected to the lower surface of the filter 23, which is the bottom plate of the sealing body 17, by welding or the like, and the cap 27, which is the top plate of the sealing body 17 electrically connected to the filter 23, serves as the positive electrode terminal.
  • the negative electrode lead 21 is connected to the inner surface of the bottom of the case body 16 by welding or the like, and the case body 16 serves as a negative electrode terminal.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a negative electrode which is an example of the embodiment.
  • the negative electrode 12 has a negative electrode current collector 40 and a negative electrode active material layer 42 provided on the negative electrode current collector 40.
  • the negative electrode current collector 40 for example, a metal foil stable in the potential range of the negative electrode such as copper, a film in which the metal is arranged on the surface layer, or the like is used.
  • the negative electrode active material layer 42 contains graphite particles as the negative electrode active material. Further, the negative electrode active material layer 42 preferably contains a binder or the like.
  • a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a binder, and the like is prepared, and this negative electrode mixture slurry is applied onto the negative electrode current collector 40 and dried to form a negative electrode active material layer 42. , This can be produced by rolling the negative electrode active material layer 42. The details of the method for producing the negative electrode active material layer 42 will be described later.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of graphite particles in the negative electrode active material layer.
  • the graphite particles 30 are connected to the particle surface from the inside of the particles to the closed voids 34 (hereinafter, internal voids 34) that are not connected to the particle surface from the inside of the particles. It has a void 36 (hereinafter referred to as an external void 36).
  • the graphite particles 30 in the present embodiment include graphite particles A having an internal porosity of 5% or less and graphite particles B having an internal porosity of 8% to 20%.
  • the internal porosity of the graphite particles A may be 5% or less, preferably 1% to 5%, and more preferably 3% to 5%, in terms of suppressing deterioration of the quick charge cycle characteristics. Is.
  • the internal porosity of the graphite particles B may be 8% to 20%, preferably 10% to 18%, and more preferably 12% to 12% in terms of suppressing deterioration of the quick charge cycle characteristics. It is 16%.
  • the internal porosity of the graphite particles is a two-dimensional value obtained from the ratio of the area of the internal voids 34 of the graphite particles to the cross-sectional area of the graphite particles. Then, the internal porosity of the graphite particles is determined by the following procedure.
  • ⁇ Measurement method of internal porosity> The cross section of the negative electrode active material layer is exposed.
  • Examples of the method for exposing the cross section include a method in which a part of the negative electrode is cut out and processed with an ion milling device (for example, IM4000PLUS manufactured by Hitachi High-Tech) to expose the cross section of the negative electrode active material layer.
  • an ion milling device for example, IM4000PLUS manufactured by Hitachi High-Tech
  • the area of the cross section of the graphite particles refers to the area of the region surrounded by the outer periphery of the graphite particles, that is, the area of the entire cross section of the graphite particles.
  • the voids having a width of 3 ⁇ m or less may be difficult to distinguish between the internal voids and the external voids in the image analysis. Therefore, the voids having a width of 3 ⁇ m or less are internal voids. May be.
  • the internal void ratio of the graphite particles (area of the internal voids of the graphite particle cross section ⁇ 100 / area of the graphite particle cross section) is calculated from the calculated area of the graphite particle cross section and the area of the internal voids of the graphite particle cross section.
  • the internal porosity of the graphite particles A and B is an average value of 10 graphite particles A and B, respectively.
  • Graphite particles A and B are produced, for example, as follows. ⁇ Graphite particles A having an internal porosity of 5% or less> For example, coke (precursor), which is the main raw material, is crushed to a predetermined size, and the coke (precursor), which is the main raw material, is agglomerated with a binder, fired at a temperature of 2600 ° C. or higher, graphitized, and then sieved. A graphite particle A having a desired size is obtained.
  • the internal porosity can be adjusted to 5% or less depending on the particle size of the precursor after crushing, the particle size of the precursor in an agglomerated state, and the like.
  • the average particle size of the precursor after pulverization is preferably in the range of 12 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the internal porosity is reduced in the range of 5% or less, it is preferable to increase the particle size of the precursor after pulverization.
  • ⁇ Graphite particles B having an internal porosity of 8% to 20%> For example, coke (precursor), which is the main raw material, is crushed to a predetermined size, aggregated with a binder, and then pressure-molded into blocks and fired at a temperature of 2600 ° C. or higher to graphitize. Let me. The graphitized block-shaped molded product is pulverized and sieved to obtain graphite particles B having a desired size.
  • the internal porosity can be adjusted to 8% to 20% depending on the amount of the volatile component added to the block-shaped molded product.
  • the binder can be used as a volatile component. Pitch is exemplified as such a binder.
  • the graphite particles A and B used in the present embodiment are not particularly limited to natural graphite, artificial graphite and the like, but artificial graphite is preferable in terms of ease of adjusting the internal porosity and the like.
  • the surface spacing (d 002 ) of the (002) planes of the graphite particles A and B used in the present embodiment by the X-ray wide-angle diffraction method is preferably, for example, 0.3354 nm or more, and is 0.3357 nm or more. Is more preferable, and it is preferably less than 0.340 nm, and more preferably 0.338 nm or less.
  • the crystallite size (Lc (002)) of the graphite particles A and B used in the present embodiment determined by the X-ray diffraction method is, for example, preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more. Further, it is preferably 300 nm or less, and more preferably 200 nm or less.
  • the interplanar spacing (d 002 ) and the crystallite size (Lc (002)) satisfy the above ranges, the battery capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery tends to be larger than when the above ranges are not satisfied.
  • the graphite particles A are contained more in the outer surface side half region 42b than in the negative electrode current collector side half region 42a when the negative electrode active material layer 42 shown in FIG. 2 is bisected in the thickness direction. ..
  • the quick charge cycle for example, decomposition of the non-aqueous electrolytic solution is suppressed and graphite particles are suppressed from peeling from the negative electrode current collector 40, so that deterioration of the quick charge cycle characteristics is suppressed.
  • the fact that the negative electrode active material layer 42 is divided into two equal parts in the thickness direction means that the negative electrode active material layer 42 is defined when the stacking direction of the negative electrode current collector 40 and the negative electrode active material layer 42 is the thickness direction of the negative electrode active material layer 42.
  • the negative electrode active material layer 42 located closer to the negative electrode current collector 40 is set as the region 42a of the negative electrode current collector side half, and the negative electrode current collector 40.
  • the negative electrode active material layer 42 located far away from the outside is the region 42b on the outer surface side half.
  • the graphite particles A are contained in the outer surface side half region 42b more than the negative electrode current collector side half region 42a, but in that the deterioration of the quick charge cycle characteristics is further suppressed.
  • the ratio of the graphite particles A and the graphite particles B in the region 42b of the outer surface half is preferably 20:80 to 100: 0, and more preferably 50:50 to 100: 0 in terms of mass ratio. Further, the ratio of the graphite particles A and the graphite particles B in the region 42a of the negative electrode current collector side half is 10:90 to 0: 100 in terms of mass ratio in terms of further suppressing the deterioration of the rapid charge / discharge cycle characteristics. It is preferably 0: 100, and more preferably 0: 100.
  • a negative electrode active material containing graphite particles B (graphite particles A if necessary), a binder, and a solvent such as water are mixed to prepare a negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side.
  • a negative electrode active material containing a larger amount of graphite particles A (graphite particles B if necessary) than the negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side, a binder, and a solvent such as water are used.
  • the negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side is applied to both sides of the negative electrode current collector, dried, and then the negative electrode for the outer surface side is applied on the coating film of the negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side.
  • the negative electrode active material layer 42 can be formed by applying and drying the mixture slurry on both surfaces. In the above method, the negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side is applied and dried, and then the negative electrode mixture slurry for the outer surface side is applied.
  • the negative electrode mixture slurry for the outer surface side may be applied before drying, or the negative electrode mixture slurry for the negative electrode current collector side and the negative electrode mixture slurry for the outer surface side may be applied at the same time.
  • the negative electrode active material may contain other materials capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, and may contain, for example, a Si-based material. ..
  • the Si-based material include Si, an alloy containing Si, and a silicon oxide such as SiO x (x is 0.8 to 1.6).
  • the Si-based material is a negative electrode material capable of improving the battery capacity as compared with the graphite particles, but on the other hand, it is disadvantageous in terms of quick charge cycle characteristics because the volume expansion due to charging and discharging is large.
  • the negative electrode active material layer having the negative electrode active material containing graphite particles A, B and Si-based materials it is better to increase the amount of graphite particles A in the outer surface side half region than in the negative electrode current collecting side half region. Compared with the case where the graphite particles A are uniformly dispersed in the negative electrode active material layer, it is possible to suppress a decrease in the quick charge cycle characteristics.
  • the content of the Si-based material is preferably 1% by mass to 10% by mass, preferably 3% by mass, with respect to the mass of the negative electrode active material, in terms of improving the battery capacity, suppressing the deterioration of the quick charge cycle characteristics, and the like. More preferably, it is% to 7% by mass.
  • the negative electrode active material may contain the above-mentioned other material, and the content of the above-mentioned other material is preferably, for example, 10% by mass or less with respect to the mass of the negative electrode active material.
  • binder examples include fluororesin, PAN, polyimide resin, acrylic resin, polyolefin resin, styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), carboxymethyl cellulose (CMC) or a salt thereof.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • NBR nitrile-butadiene rubber
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PAA Polyacrylic acid
  • PAA-Na, PAA-K, etc., or a partially neutralized salt polyvinyl alcohol (PVA), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the positive electrode 11 is composed of a positive electrode current collector such as a metal foil and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector.
  • a positive electrode current collector such as a metal foil and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector.
  • a metal foil such as aluminum that is stable in the potential range of the positive electrode, a film in which the metal is arranged on the surface layer, or the like can be used.
  • the positive electrode active material layer includes, for example, a positive electrode active material, a binder, a conductive material, and the like.
  • a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a binder, a conductive material, etc. is applied onto a positive electrode current collector and dried to form a positive electrode active material layer, and then the positive electrode active material layer is applied. It can be produced by rolling.
  • the positive electrode active material examples include lithium transition metal oxides containing transition metal elements such as Co, Mn, and Ni.
  • Lithium transition metal oxides for example, Li x CoO 2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co y Ni 1-y O 2, Li x Co y M 1-y O z, Li x Ni 1- y M y O z, Li x Mn 2 O 4, Li x Mn 2-y M y O 4, LiMPO 4, Li 2 MPO 4 F (M; Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, B, 0 ⁇ x ⁇ 1.2, 0 ⁇ y ⁇ 0.9, 2.0 ⁇ z ⁇ 2.3).
  • the positive electrode active material Li x NiO 2, Li x Co y Ni 1-y O 2, Li x Ni 1-y M y O z (M; at least one of Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, B, 0 ⁇ x ⁇ 1.2, 0 ⁇ y ⁇ It is preferable to contain a lithium nickel composite oxide such as 0.9, 2.0 ⁇ z ⁇ 2.3).
  • Examples of the conductive material include carbon particles such as carbon black (CB), acetylene black (AB), Ketjen black, and graphite. These may be used alone or in combination of two or more.
  • binder examples include fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide resins, acrylic resins, and polyolefin resins. These may be used alone or in combination of two or more.
  • fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide resins, acrylic resins, and polyolefin resins. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the non-aqueous electrolyte solution has a non-aqueous solvent containing a carboxylic acid ester represented by the following general formula (I).
  • the carboxylic acid ester represented by the following general formula (I) is contained in an amount of 5% by volume to 50% by volume based on the total amount of the non-aqueous solvent.
  • R1 and R2 are each independently a hydrocarbon group having 2 or less carbon atoms.
  • the permeability to the positive and negative electrode active material layers is improved by lowering the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution. Therefore, even under harsh conditions such as quick charging, efficient battery reaction is performed and deterioration of quick charging cycle characteristics is suppressed.
  • the content of the carboxylic acid ester represented by the general formula (I) exceeds 50% by volume based on the total amount of the non-aqueous solvent, for example, the decomposition reaction of the non-aqueous electrolytic solution is likely to occur, and the rapid charge cycle characteristic is exhibited. The decrease cannot be sufficiently suppressed.
  • the content of the carboxylic acid ester represented by the general formula (I) suppresses the deterioration of the quick charge cycle characteristics and exhibits excellent battery resistance in a low temperature environment, etc., with respect to the entire non-aqueous solvent. It is preferably in the range of 30% by volume to 50% by volume, and more preferably in the range of 35% by volume to 45% by volume.
  • Examples of the hydrocarbon group having 2 or less carbon atoms include an alkyl group having 2 or less carbon atoms, an alkynyl group having 2 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group having 2 or less carbon atoms include a methyl group and an ethyl group.
  • Examples of the alkynyl group having 2 carbon atoms include an ethynyl group and the like.
  • Examples of the alkenyl group having 2 carbon atoms include an ethenyl group and the like.
  • the hydrogen atoms of the alkyl, alkenyl and alkynyl groups may be optionally substituted with different elements.
  • the dissimilar element is not particularly limited, and examples thereof include fluorine, chlorine, and bromine.
  • Examples of the carboxylic acid ester represented by the above general formula (I) include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and the like. Among these, methyl acetate is preferable in terms of further suppressing deterioration of the quick charge cycle characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the non-aqueous solvent may contain, for example, a non-aqueous solvent other than the carboxylic acid ester represented by the above general formula (I).
  • a non-aqueous solvent for example, esters, ethers, nitriles such as acetonitrile, amides such as dimethylformamide, and a mixed solvent of two or more of these can be used.
  • the non-aqueous solvent may contain a halogen substituent in which at least a part of hydrogen atoms of these solvents is replaced with a halogen atom such as fluorine.
  • esters examples include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and butylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC) and methylpropyl carbonate.
  • cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and butylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC) and methylpropyl carbonate.
  • Ethylpropyl carbonate chain carboxylic acid ester such as methyl isopropyl carbonate
  • cyclic carboxylic acid ester such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone
  • chain carboxylic acid ester such as propyl acetate and propyl propionate.
  • the chain carboxylic acid ester is other than the carboxylic acid ester represented by the above general formula
  • ethers examples include 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahexyl, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,3-dioxane, 1,4.
  • -Cyclic ethers such as dioxane, 1,3,5-trioxane, furan, 2-methylfuran, 1,8-cineole, crown ether, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether , Dihexyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, methyl phenyl ether, ethyl phenyl ether, butyl phenyl ether, pentyl phenyl ether, methoxy toluene, benzyl ethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, o-dimethoxybenzene, 1,2-diethoxy Chain ethers such as ethane, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl
  • halogen substituent it is preferable to use a fluorinated cyclic carbonate, a fluorinated chain carbonate, or the like such as fluoroethylene carbonate (FEC).
  • FEC fluoroethylene carbonate
  • the non-aqueous electrolyte solution contains an electrolyte salt.
  • the electrolyte salt is preferably a lithium salt.
  • Examples of the lithium salt LiBF 4, LiClO 4, LiPF 6, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiSCN, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li (P (C 2 O 4) F 4), LiPF 6-x (C n F 2n + 1 ) x (1 ⁇ x ⁇ 6, n is 1 or 2), LiB 10 Cl 10 , LiCl, LiBr, LiI, lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carboxylate, Li 2 B 4 O 7 , borates such as Li (B (C 2 O 4 ) F 2 ), LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (C 1 F 2l + 1 SO 2 ) (C m F 2m + 1 SO 2 ) ⁇ l , M is an integer of 0 or more ⁇ and other imide salts.
  • lithium salt these may be used individually by 1 type, or a plurality of types may be mixed and used. Of these, LiPF 6 is preferably used from the viewpoint of ionic conductivity, electrochemical stability, and the like.
  • concentration of the lithium salt is preferably 0.8 to 1.8 mol per 1 L of the non-aqueous solvent.
  • the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is preferably 3.1 cP or less, more preferably 2.8 cP or less, and 2.5 cP or less, for example, in terms of further suppressing deterioration of the quick charge cycle characteristics. Is even more preferable.
  • the separator 13 for example, a porous sheet having ion permeability and insulating property is used. Specific examples of the porous sheet include a microporous thin film, a woven fabric, and a non-woven fabric.
  • olefin resins such as polyethylene and polypropylene, cellulose and the like are suitable.
  • the separator 13 may be a laminate having a cellulose fiber layer and a thermoplastic resin fiber layer such as an olefin resin. Further, it may be a multilayer separator containing a polyethylene layer and a polypropylene layer, and a separator coated with a material such as an aramid resin or ceramic may be used.
  • Example 1 Aluminum-containing lithium nickel cobalt oxide (LiNi 0.88 Co 0.09 Al 0.03 O 2 ) was used as the positive electrode active material. 100 parts by mass of the positive electrode active material, 1 part by mass of acetylene black, and 0.9 parts by mass of polyvinylidene fluoride are mixed in a solvent of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode mixture. A slurry was prepared. This slurry is applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m, the coating film is dried, and then the coating film is rolled by a rolling roller to obtain a positive electrode having positive electrode active material layers formed on both sides of the positive electrode current collector. Made. The prepared positive electrode was cut into a width of 57.6 mm and a length of 679 mm and used.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the graphite particles A were mixed so as to be 40 parts by mass, the graphite particles B were 55 parts by mass, and the SiO was 5 parts by mass, and this was used as the negative electrode active material A contained in the outer surface side half region of the negative electrode active material layer.
  • Negative electrode active material A Carboxymethyl cellulose (CMC): Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) is mixed so that the mass ratio is 100: 1: 1 to obtain a negative electrode mixture slurry on the outer surface side. Prepared.
  • CMC Carboxymethyl cellulose
  • SBR Styrene-butadiene copolymer rubber
  • the graphite particles B were mixed so as to be 95 parts by mass and the SiO was 5 parts by mass, and this was used as the negative electrode active material B contained in the region of the negative electrode current collector side half of the negative electrode active material layer.
  • Negative electrode active material B Carboxymethyl cellulose (CMC): Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) is mixed so that the mass ratio is 100: 1: 1 and the negative electrode mixture slurry on the negative electrode current collector side. was prepared.
  • CMC Carboxymethyl cellulose
  • SBR Styrene-butadiene copolymer rubber
  • the negative electrode mixture slurry on the negative electrode current collector side is applied to both sides of a copper foil having a thickness of 8 ⁇ m, the coating film is dried, and then the negative electrode mixture slurry on the outer surface side is applied on the coating film, dried, and rolled.
  • a negative electrode having negative electrode active material layers formed on both sides of the negative electrode current collector was produced. That is, the graphite particles A: graphite particles B in the outer surface side half region of the negative electrode active material layer have a mass ratio of 40:55, and the graphite particles A: graphite in the negative electrode current collector side half region of the negative electrode active material layer.
  • Particle B has a mass ratio of 0: 100. Further, when the internal porosities of the graphite particles A and B were measured in the prepared negative electrode, they were 3% and 15%, respectively.
  • the prepared negative electrode was cut into a width of 58.6 mm and a length of 662 mm before use.
  • LiPF 6 is added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), methyl ethyl carbonate (MEC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (MA) are mixed so as to have a volume ratio of 16: 4: 70: 10. Dissolved at a concentration of .3 mol / L. This was used as a non-aqueous electrolyte solution.
  • the viscosity of the non-aqueous electrolytic solution of Example 1 was 2.8 cP.
  • the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution was measured with a rotational viscometer. The same applies to the following examples and comparative examples.
  • Example 2 LiPF 6 was added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), methyl ethyl carbonate (MEC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (MA) were mixed so as to have a volume ratio of 14: 3: 53: 30. Dissolved at a concentration of .3 mol / L. This was used as a non-aqueous electrolyte solution. The viscosity of this non-aqueous electrolytic solution was 2.4 cP.
  • a non-aqueous electrolytic solution secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolytic solution prepared above was used.
  • LiPF 6 is added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC), methyl ethyl carbonate (MEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl propionate (PE) are mixed in a volume ratio of 16: 4: 70: 10. It was dissolved at a concentration of 1.3 mol / L. This was used as a non-aqueous electrolyte solution. The viscosity of this non-aqueous electrolytic solution was 3.1 cP.
  • Example 3 a non-aqueous electrolytic solution secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolytic solution prepared above was used.
  • a non-aqueous electrolytic solution secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolytic solution prepared above was used.
  • Negative electrode active material C Carboxymethyl cellulose (CMC): Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) was mixed so as to have a mass ratio of 100: 1: 1 to prepare a negative electrode mixture slurry.
  • the negative electrode mixture slurry is applied to both sides of a copper foil having a thickness of 8 ⁇ m, the coating film is dried, and then the coating film is rolled by a rolling roller to form negative electrode active material layers on both sides of the negative electrode current collector. Negative electrode was prepared.
  • the graphite particles A: graphite particles B in the region on the outer surface side half of the negative electrode active material layer have a mass ratio of 0: 100
  • Particle B also has a mass ratio of 0: 100.
  • the prepared negative electrode was cut into a width of 58.6 mm and a length of 662 mm before use.
  • Comparative Example 2 a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode prepared above and the non-aqueous electrolyte solution prepared in Comparative Example 1 were used.
  • Table 1 summarizes the capacity retention rate in the quick charge cycle of the non-aqueous electrolyte secondary battery of each example and each comparative example, and the results of DCR in a low temperature environment. It should be noted that the higher the value of the capacity retention rate in the quick charge cycle, the more the deterioration of the quick charge cycle characteristic was suppressed.
  • Comparing Comparative Examples 1 and 2 having the same electrolyte composition the region of the outer surface side half of the graphite particle A is larger than the region of the negative electrode current collector side half when the negative electrode active material layer is divided into two equal parts in the thickness direction.
  • Comparative Example 1 in which the negative electrode contained in a large amount was used, the capacity retention rate in the quick charge cycle was higher than that in Comparative Example 2, and the deterioration of the quick charge cycle characteristics was suppressed.
  • Examples 1 to 3 using the same negative electrode and Comparative Example 1 Examples 1 to 3 using a non-aqueous electrolytic solution containing 10% by volume or more of methyl acetate or ethyl propionate are Comparative Examples. From No.
  • Example 1 the capacity retention rate in the quick charge cycle was high, and the deterioration of the quick charge cycle characteristics was suppressed.
  • Examples 1 to 3 Examples 1 and 2 using methyl acetate had a higher capacity retention rate in the quick charge cycle than Example 3, and the deterioration of the quick charge cycle characteristics was suppressed.
  • Example 2 using a non-aqueous electrolytic solution containing 30% by volume or more of methyl acetate, the value of the capacity retention rate in the quick charge cycle was the highest.
  • Example 2 the DCR value in a low temperature environment was the lowest among the Examples and Comparative Examples.

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Abstract

本開示は、急速充電サイクル特性の低下を抑制することが可能な非水電解液二次電池を提供することを目的とする。本開示の一態様である非水電解液二次電池は、正極、負極、及び非水電解液を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有し、負極活物質層は、負極活物質として黒鉛粒子Ａ及び黒鉛粒子Ｂを含み、前記黒鉛粒子Ａの内部空隙率は５％以下であり、前記黒鉛粒子Ｂの内部空隙率は８％～２０％であり、前記黒鉛粒子Ａは、負極活物質層を厚み方向において２等分した場合の負極集電体側半分の領域より、外表面側半分の領域に多く含まれ、前記非水電解液は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを含む非水溶媒を有し、前記カルボン酸エステルは、前記非水溶媒全体に対して５体積％～５０体積％含まれる。 （式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数２以下の炭化水素基である。）

Description

非水電解液二次電池
　本開示は、非水電解液二次電池に関する。
　炭素材料を負極活物質として用いる非水電解液二次電池は、高エネルギー密度の二次電池として広く利用されている。
　例えば、特許文献１には、炭素材料に内部空隙率が５％以下の緻密化炭素を用いた非水電解液二次電池が開示されている。
　例えば、特許文献２には、内部空隙率が１％以上２３％未満の炭素材Ａと、内部空隙率が２３％以上４０％以下である炭素材Ｂを含む炭素材料を用いた非水電解液二次電池が開示されている。
特開平９－３２０６００号公報 特開２０１４－６７６３８号公報
　しかし、従来の非水電解液二次電池では、充電時間を短縮するためにハイレートで充電を行う急速充電サイクルを行うと、電池容量が低下するという問題がある。
　そこで、本開示の目的は、急速充電サイクル特性の低下を抑制することが可能な非水電解液二次電池を提供することにある。
　本開示の一態様である非水電解液二次電池は、正極、負極、及び非水電解液を有し、前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有し、前記負極活物質層は、負極活物質として黒鉛粒子Ａ及び黒鉛粒子Ｂを含み、前記黒鉛粒子Ａの内部空隙率は５％以下であり、前記黒鉛粒子Ｂの内部空隙率は８％～２０％であり、前記黒鉛粒子Ａは、前記負極活物質層を厚み方向において２等分した場合の負極集電体側半分の領域より、外表面側半分の領域に多く含まれ、前記非水電解液は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを含む非水溶媒を有し、前記カルボン酸エステルは、前記非水溶媒全体に対して５体積％～５０体積％含まれることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数２以下の炭化水素基である。）
　本開示の一態様によれば、急速充電サイクル特性の低下を抑制することが可能である。
図１は、実施形態の一例である非水電解液二次電池の断面図である。 図２は、実施形態の一例である負極の断面図である。 図３は、負極活物質層内の黒鉛粒子の断面図である。
　本開示の一態様である非水電解液二次電池は、正極、負極、及び非水電解液を有し、前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有し、前記負極活物質層は、負極活物質として黒鉛粒子Ａ及び黒鉛粒子Ｂを含み、前記黒鉛粒子Ａの内部空隙率は５％以下であり、前記黒鉛粒子Ｂの内部空隙率は８％～２０％であり、前記黒鉛粒子Ａは、前記負極活物質層を厚み方向において２等分した場合の負極集電体側半分の領域より、外表面側半分の領域に多く含まれ、前記非水電解液は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを含む非水溶媒を有し、前記カルボン酸エステルは、前記非水溶媒全体に対して５体積％～５０体積％含まれることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 （式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数２以下の炭化水素基である。）
　内部空隙率が５％以下の黒鉛粒子Ａは、内部空隙率が５％を超える黒鉛粒子と比べて、非水電解液の分解反応が抑えられる。そして、非水電解液の分解反応は、主に負極表面で起こるため、本開示のように、内部空隙率が５％以下である黒鉛粒子Ａが、負極活物質層の負極集電体側半分の領域より、負極活物質層の外表面側半分の領域に多く含まれることで、急速充電のような過酷な条件下でも、非水電解液の分解反応が抑制されると考えられる。一方、内部空隙率が５％以下の黒鉛粒子Ａは電極を形成する際に潰れ難いため、内部空隙率が５％を超える黒鉛粒子と比べて、負極集電体との結着性は低い。しかし、本開示では、負極活物質層の負極集電体側半分の領域には、内部空隙率が５％以下である黒鉛粒子Ａが少ないため、負極集電体と黒鉛粒子との接着性が確保され易く、急速充電のような過酷な条件下でも、負極集電体から黒鉛粒子が剥がれ難くいと考えられる。更には、上記カルボン酸エステルを所定量含む非水電解液は、上記カルボン酸エステルを含まない非水電解液と比べて、低粘度であり、正・負極活物質層への浸透性が向上するため、急速充電のような過酷な条件下でも、効率的な電池反応が行われると考えられる。これらのこと等から、本開示の一態様である非水電解液二次電池によれば、急速充電サイクル特性の低下が抑制されると考えられる。
　以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。なお、本開示の非水電解液二次電池は、以下で説明する実施形態に限定されない。また、実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものである。
　図１は、実施形態の一例である非水電解液二次電池の断面図である。図１に示す非水電解液二次電池１０は、正極１１及び負極１２がセパレータ１３を介して巻回されてなる巻回型の電極体１４と、非水電解液と、電極体１４の上下にそれぞれ配置された絶縁板１８，１９と、上記部材を収容する電池ケース１５と、を備える。電池ケース１５は、有底円筒形状のケース本体１６と、ケース本体１６の開口部を塞ぐ封口体１７とにより構成される。なお、巻回型の電極体１４の代わりに、正極及び負極がセパレータを介して交互に積層されてなる積層型の電極体など、他の形態の電極体が適用されてもよい。また、電池ケース１５としては、円筒形、角形、コイン形、ボタン形等の金属製外装缶、樹脂シートと金属シートをラミネートして形成されたパウチ外装体などが例示できる。
　ケース本体１６は、例えば有底円筒形状の金属製外装缶である。ケース本体１６と封口体１７との間にはガスケット２８が設けられ、電池内部の密閉性が確保される。ケース本体１６は、例えば側面部の一部が内側に張出した、封口体１７を支持する張り出し部２２を有する。張り出し部２２は、ケース本体１６の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１７を支持する。
　封口体１７は、電極体１４側から順に、フィルタ２３、下弁体２４、絶縁部材２５、上弁体２６、及びキャップ２７が積層された構造を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２５を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体２４と上弁体２６は各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２５が介在している。内部短絡等による発熱で非水電解液二次電池１０の内圧が上昇すると、例えば下弁体２４が上弁体２６をキャップ２７側に押し上げるように変形して破断し、下弁体２４と上弁体２６の間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２６が破断し、キャップ２７の開口部からガスが排出される。
　図１に示す非水電解液二次電池１０では、正極１１に取り付けられた正極リード２０が絶縁板１８の貫通孔を通って封口体１７側に延び、負極１２に取り付けられた負極リード２１が絶縁板１９の外側を通ってケース本体１６の底部側に延びている。正極リード２０は封口体１７の底板であるフィルタ２３の下面に溶接等で接続され、フィルタ２３と電気的に接続された封口体１７の天板であるキャップ２７が正極端子となる。負極リード２１はケース本体１６の底部内面に溶接等で接続され、ケース本体１６が負極端子となる。
　以下、非水電解液二次電池１０の各構成要素について詳説する。
　［負極］
　図２は、実施形態の一例である負極の断面図である。負極１２は、負極集電体４０と、負極集電体４０上に設けられた負極活物質層４２と、を有する。
　負極集電体４０は、例えば、銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。
　負極活物質層４２は、負極活物質として黒鉛粒子を含む。また、負極活物質層４２は、結着材等を含むことが好ましい。負極１２は、例えば、負極活物質、結着材等を含む負極合材スラリーを調製し、この負極合材スラリーを負極集電体４０上に塗布、乾燥して負極活物質層４２を形成し、この負極活物質層４２を圧延することにより作製できる。なお、負極活物質層４２の作製方法の詳細は後述する。
　図３は、負極活物質層内の黒鉛粒子の断面図である。図３に示すように、黒鉛粒子３０は、黒鉛粒子３０の断面視において、粒子内部から粒子表面につながっていない閉じられた空隙３４（以下、内部空隙３４）と、粒子内部から粒子表面につながっている空隙３６（以下、外部空隙３６）とを有する。
　本実施形態における黒鉛粒子３０は、内部空隙率が５％以下である黒鉛粒子Ａと、内部空隙率が８％～２０％である黒鉛粒子Ｂとを含む。黒鉛粒子Ａの内部空隙率は、急速充電サイクル特性の低下を抑制する等の点で、５％以下であればよいが、好ましくは１％～５％であり、より好ましくは３％～５％である。黒鉛粒子Ｂの内部空隙率は、急速充電サイクル特性の低下を抑制する等の点で、８％～２０％であればよいが、好ましくは１０％～１８％であり、より好ましくは１２％～１６％である。ここで、黒鉛粒子の内部空隙率とは、黒鉛粒子の断面積に対する黒鉛粒子の内部空隙３４の面積の割合から求めた２次元値である。そして、黒鉛粒子の内部空隙率は、以下の手順で求められる。
　＜内部空隙率の測定方法＞
　（１）負極活物質層の断面を露出させる。断面を露出させる方法としては、例えば、負極の一部を切り取り、イオンミリング装置（例えば、日立ハイテク社製、ＩＭ４０００ＰＬＵＳ）で加工し、負極活物質層の断面を露出させる方法が挙げられる。
　（２）走査型電子顕微鏡を用いて、上記露出させた負極活物質層の断面の反射電子像を撮影する。反射電子像を撮影する際の倍率は、３千倍から５千倍である。
　（３）上記により得られた断面像をコンピュータに取り込み、画像解析ソフト（例えば、アメリカ国立衛生研究所製、ＩｍａｇｅＪ）を用いて二値化処理を行い、断面像内の粒子断面を黒色とし、粒子断面に存在する空隙を白色として変換した二値化処理画像を得る。
　（４）二値化処理画像から、粒径５μｍ～５０μｍの黒鉛粒子Ａ，Ｂを選択し、当該黒鉛粒子断面の面積、及び当該黒鉛粒子断面に存在する内部空隙の面積を算出する。ここで、黒鉛粒子断面の面積とは、黒鉛粒子の外周で囲まれた領域の面積、すなわち、黒鉛粒子の断面部分全ての面積を指している。また、黒鉛粒子断面に存在する空隙のうち幅が３μｍ以下の空隙については、画像解析上、内部空隙か外部空隙かの判別が困難となる場合があるため、幅が３μｍ以下の空隙は内部空隙としてもよい。そして、算出した黒鉛粒子断面の面積及び黒鉛粒子断面の内部空隙の面積から、黒鉛粒子の内部空隙率（黒鉛粒子断面の内部空隙の面積×１００／黒鉛粒子断面の面積）を算出する。黒鉛粒子Ａ，Ｂの内部空隙率は、黒鉛粒子Ａ，Ｂそれぞれ１０個の平均値とする。
　黒鉛粒子Ａ，Ｂは、例えば、以下のようにして製造される。
＜内部空隙率が５％以下である黒鉛粒子Ａ＞
　例えば、主原料となるコークス（前駆体）を所定サイズに粉砕し、それらを結着材で凝集させた状態で、２６００℃以上の温度で焼成し、黒鉛化させた後、篩い分けることで、所望のサイズの黒鉛粒子Ａを得る。ここで、粉砕後の前駆体の粒径や凝集させた状態の前駆体の粒径等によって、内部空隙率を５％以下に調整することができる。例えば、粉砕後の前駆体の平均粒径（体積基準のメジアン径Ｄ５０）は、１２μｍ～２０μｍの範囲であることが好ましい。また、内部空隙率を５％以下の範囲で小さくする場合は、粉砕後の前駆体の粒径を大きくすることが好ましい。
＜内部空隙率が８％～２０％である黒鉛粒子Ｂ＞
　例えば、主原料となるコークス（前駆体）を所定サイズに粉砕し、それらを結着材で凝集した後、さらにブロック状に加圧成形した状態で、２６００℃以上の温度で焼成し、黒鉛化させる。黒鉛化後のブロック状の成形体を粉砕し、篩い分けることで、所望のサイズの黒鉛粒子Ｂを得る。ここで、ブロック状の成形体に添加される揮発成分の量によって、内部空隙率を８％～２０％に調整することができる。コークス（前駆体）に添加される結着材の一部が焼成時に揮発する場合、結着材を揮発成分として用いることができる。そのような結着材としてピッチが例示される。
　本実施形態に用いられる黒鉛粒子Ａ，Ｂは、天然黒鉛、人造黒鉛等、特に制限されるものではないが、内部空隙率の調整のし易さ等の点では、人造黒鉛が好ましい。本実施形態に用いられる黒鉛粒子Ａ，ＢのＸ線広角回折法による（００２）面の面間隔（ｄ００２）は、例えば、０．３３５４ｎｍ以上であることが好ましく、０．３３５７ｎｍ以上であることがより好ましく、また、０．３４０ｎｍ未満であることが好ましく、０．３３８ｎｍ以下であることがより好ましい。また、本実施形態に用いられる黒鉛粒子Ａ，ＢのＸ線回折法で求めた結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））は、例えば、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、また、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。面間隔（ｄ００２）及び結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））が上記範囲を満たす場合、上記範囲を満たさない場合と比べて、非水電解液二次電池の電池容量が大きくなる傾向がある。
　本実施形態では、黒鉛粒子Ａが、図２に示す負極活物質層４２を厚み方向において２等分した場合の負極集電体側半分の領域４２ａより、外表面側半分の領域４２ｂに多く含まれる。これにより、急速充電サイクルにおいて、例えば、非水電解液の分解が抑制されたり、負極集電体４０から黒鉛粒子が剥がれたりすることが抑えられるため、急速充電サイクル特性の低下が抑制される。なお、負極活物質層４２を厚み方向において２等分したとは、負極集電体４０と負極活物質層４２の積層方向を負極活物質層４２の厚み方向としたとき、負極活物質層４２の厚みの中間Ｚで半分に分割することを意味する。そして、負極活物質層４２を厚み方向において２等分したうち、負極集電体４０から見て近くに位置する負極活物質層４２を負極集電体側半分の領域４２ａとし、負極集電体４０から見て遠くに位置する負極活物質層４２を外表面側半分の領域４２ｂとするものである。
　本実施形態では、黒鉛粒子Ａが、負極集電体側半分の領域４２ａより、外表面側半分の領域４２ｂに多く含まれていればよいが、急速充電サイクル特性の低下をより抑制する点で、外表面半分の領域４２ｂにおける黒鉛粒子Ａと黒鉛粒子Ｂの割合が、質量比で２０：８０～１００：０であることが好ましく、５０：５０～１００：０であることがより好ましい。また、急速充放電サイクル特性の低下をより抑制する点で、負極集電体側半分の領域４２ａにおける黒鉛粒子Ａと黒鉛粒子Ｂの割合は、質量比で１０：９０～０：１００であることが好ましく、０：１００であることがより好ましい。
　負極活物質層４２の作製方法の一例を説明する。例えば、黒鉛粒子Ｂ（必要に応じて黒鉛粒子Ａ）を含む負極活物質と、結着材と、水等の溶媒とを混合して、負極集電体側用の負極合材スラリーを調製する。これとは別に、負極集電体側用の負極合材スラリーよりも多い量の黒鉛粒子Ａ（必要に応じて黒鉛粒子Ｂ）を含む負極活物質と、結着材と、水等の溶媒とを混合して、外表面側用の負極合材スラリーを調製する。そして、負極集電体の両面に、負極集電体側用の負極合材スラリーを塗布、乾燥した後、負極集電体側用の負極合剤スラリーによる塗膜の上に、外表面側用の負極合材スラリーを両面に塗布、乾燥することにより、負極活物質層４２を形成することができる。上記方法では、負極集電体側用の負極合材スラリーを塗布、乾燥させてから、外表面側用の負極合材スラリーを塗布したが、負極集電体側用の負極合材スラリーを塗布後、乾燥前に、外表面側用の負極合材スラリーを塗布する方法でもよいし、負極集電体側用の負極合材スラリーと外表面側用の負極合材スラリーを同時に塗布してもよい。
　負極活物質は、本実施形態に用いられる黒鉛粒子Ａ，Ｂ以外に、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できる他の材料を含んでいてもよく、例えば、Ｓｉ系材料を含んでいてもよい。Ｓｉ系材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｓｉを含む合金、ＳｉＯｘ（ｘは０．８～１．６）等のケイ素酸化物等が挙げられる。Ｓｉ系材料は、黒鉛粒子より電池容量を向上させることが可能な負極材料であるが、その反面、充放電に伴う体積膨張が大きいため、急速充電サイクル特性の点では不利である。しかし、黒鉛粒子Ａ、Ｂ及びＳｉ系材料を含む負極活物質を有する負極活物質層において、負極集電側半分の領域よりも外表面側半分の領域に黒鉛粒子Ａの量を多くした方が、黒鉛粒子Ａが負極活物質層に均一に分散している場合と比較して、急速充電サイクル特性の低下を抑制することができる。Ｓｉ系材料の含有量は、電池容量の向上、急速充電サイクル特性の低下抑制等の点で、例えば、負極活物質の質量に対して１質量％～１０質量％であることが好ましく、３質量％～７質量％であることがより好ましい。
　リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できる他の材料としては、その他に、錫（Ｓｎ）等のリチウムと合金化する金属、及びＳｎ等の金属元素を含む合金や酸化物等が挙げられる。負極活物質は、上記他の材料を含んでいてもよく、上記他の材料の含有量は、例えば、負極活物質の質量に対して１０質量％以下であることが望ましい。
　結着材としては、例えば、フッ素系樹脂、ＰＡＮ、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）又はその塩（ＰＡＡ－Ｎａ、ＰＡＡ－Ｋ等、また部分中和型の塩であってもよい）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　［正極］
　正極１１は、例えば金属箔等の正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とで構成される。正極集電体には、アルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極活物質層は、例えば、正極活物質、結着材、導電材等を含む。
　正極１１は、例えば、正極活物質、結着材、導電材等を含む正極合材スラリーを正極集電体上に塗布、乾燥して正極活物質層を形成した後、この正極活物質層を圧延することにより作製できる。
　正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム遷移金属酸化物が例示できる。リチウム遷移金属酸化物は、例えばＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏｙＮｉ１－ｙＯ２、ＬｉｘＣｏｙＭ１－ｙＯｚ、ＬｉｘＮｉ１－ｙＭｙＯｚ、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎ２－ｙＭｙＯ４、ＬｉＭＰＯ４、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ（Ｍ；Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂのうち少なくとも１種、０＜ｘ≦１．２、０＜ｙ≦０．９、２．０≦ｚ≦２．３）である。これらは、１種単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。非水電解液二次電池の高容量化を図ることができる点で、正極活物質は、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＣｏｙＮｉ１－ｙＯ２、ＬｉｘＮｉ１－ｙＭｙＯｚ（Ｍ；Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂのうち少なくとも１種、０＜ｘ≦１．２、０＜ｙ≦０．９、２．０≦ｚ≦２．３）等のリチウムニッケル複合酸化物を含むことが好ましい。
　導電材は、例えば、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等のカーボン系粒子などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　結着材は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　［非水電解液］
　非水電解液は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを含む非水溶媒を有する。そして、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルは、非水溶媒全体に対して５体積％～５０体積％含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 （式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数２以下の炭化水素基である。）
　上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを所定量含む非水電解液を使用することにより、例えば、非水電解液の低粘度化による正・負極活物質層への浸透性が向上するため、急速充電のような過酷な条件下でも、効率的な電池反応行われ、急速充電サイクル特性の低下が抑制される。上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルの含有量が非水溶媒全体に対して５０体積％を超えると、例えば、非水電解液の分解反応が起こり易くなり、急速充電サイクル特性の低下を十分に抑制できない。上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルの含有量は、急速充電サイクル特性の低下を抑制し、且つ低温環境下で優れた電池抵抗を示す等の点で、非水溶媒全体に対して３０体積％～５０体積％の範囲であることが好ましく、３５体積％～４５体積％の範囲であることがより好ましい。
　炭素数２以下の炭化水素基は、例えば、炭素数２以下のアルキル基、炭素数２のアルキニル基、炭素数２のアルケニル基が挙げられる。炭素数２以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基等が挙げられる。炭素数２のアルキニル基としては、エチニル基等が挙げられる。炭素数２のアルケニル基としては、エテニル基等が挙げられる。アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基の水素原子は、必要に応じて、異種元素によって置換されていてもよい。異種元素としては、特に限定されないが、例えば、フッ素、塩素、臭素等が挙げられる。
　上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルは、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等が挙げられる。これらの中では、急速充電サイクル特性の低下をより抑制する等の点で、酢酸メチルが好ましい。これらは単独でもよいし、２種以上を併用してもよい。
　非水溶媒は、例えば、上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステル以外の他の非水溶媒を含んでいてもよい。他の非水溶媒には、例えば、エステル類、エーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等を用いることができる。非水溶媒は、これら溶媒の水素原子の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。
　上記エステル類の例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート等の環状炭酸エステル、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル等、酢酸プロピル、プロピオン酸プロピル等の鎖状カルボン酸エステルなどが挙げられる。なお、鎖状カルボン酸エステルは、上記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステル以外である。
　上記エーテル類の例としては、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、プロピレンオキシド、１，２－ブチレンオキシド、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、１，３，５－トリオキサン、フラン、２－メチルフラン、１，８－シネオール、クラウンエーテル等の環状エーテル、１，２－ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ｏ－ジメトキシベンゼン、１，２－ジエトキシエタン、１，２－ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、１，１－ジメトキシメタン、１，１－ジエトキシエタン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の鎖状エーテル類などが挙げられる。
　上記ハロゲン置換体としては、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）等のフッ素化環状炭酸エステル、フッ素化鎖状炭酸エステル等を用いることが好ましい。
　非水電解液は、電解質塩を含む。電解質塩は、リチウム塩であることが好ましい。リチウム塩の例としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、Ｌｉ（Ｐ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ４）、ＬｉＰＦ６－ｘ（ＣｎＦ２ｎ＋１）ｘ（１＜ｘ＜６，ｎは１又は２）、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ（Ｂ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ２）等のホウ酸塩類、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（Ｃ１Ｆ２ｌ＋１ＳＯ２）（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）｛ｌ，ｍは０以上の整数｝等のイミド塩類などが挙げられる。リチウム塩は、これらを１種単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。これらのうち、イオン伝導性、電気化学的安定性等の観点から、ＬｉＰＦ６を用いることが好ましい。リチウム塩の濃度は、非水溶媒１Ｌ当り０．８～１．８ｍｏｌとすることが好ましい。
　非水電解液の粘度は、例えば、急速充電サイクル特性の低下をより抑制する点で、３．１ｃＰ以下であることが好ましく、２．８ｃＰ以下であることがより好ましく、２．５ｃＰ以下であることがさらに好ましい。
　［セパレータ］
　セパレータ１３には、例えば、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シート等が用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、セルロースなどが好適である。セパレータ１３は、セルロース繊維層及びオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂繊維層を有する積層体であってもよい。また、ポリエチレン層及びポリプロピレン層を含む多層セパレータであってもよく、セパレータの表面にアラミド系樹脂、セラミック等の材料が塗布されたものを用いてもよい。
　以下、実施例により本開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
　＜実施例１＞
　［正極の作製］
　正極活物質として、アルミニウム含有ニッケルコバルト酸リチウム（ＬｉＮｉ０．８８Ｃｏ０．０９Ａｌ０．０３Ｏ２）を用いた。１００質量部の上記正極活物質と、１質量部のアセチレンブラックと、０．９質量部のポリフッ化ビニリデンを、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）の溶剤中で混合して、正極合材スラリーを調製した。このスラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、塗膜を乾燥した後、圧延ローラにより塗膜を圧延することにより、正極集電体の両面に正極活物質層が形成された正極を作製した。作製した正極は、幅５７．６ｍｍ、長さ６７９ｍｍに裁断して使用した。
　［黒鉛粒子Ａの作製］
　コークスを平均粒径（メジアン径Ｄ５０）が１２μｍとなるまで粉砕した。粉砕したコークスに結着材としてのピッチを添加し、コークスを平均粒径（メジアン径Ｄ５０）が１７μｍとなるまで凝集させた。この凝集物を２８００℃の温度で焼成して黒鉛化した後、２５０メッシュの篩いを用いて、篩い分けを行い、平均粒径（メジアン径Ｄ５０）が２３μｍの黒鉛粒子Ａを得た。
　［黒鉛粒子Ｂの作製］
　コークスを平均粒径（メジアン径Ｄ５０）が１５μｍとなるまで粉砕し、粉砕したコークスに結着材としてのピッチを添加して凝集させた後、さらに等方的な圧力で１．６ｇ／ｃｍ３～１．９ｇ／ｃｍ３の密度を有するブロック状の成形体を作製した。このブロック状の成形体を２８００℃の温度で焼成して黒鉛化した。次いで、黒鉛化したブロック状の成形体を粉砕し、２５０メッシュの篩いを用いて、篩い分けを行い、平均粒径（メジアン径Ｄ５０）が２３μｍの黒鉛粒子Ｂを得た。
　［負極の作製］
　黒鉛粒子Ａが４０質量部、黒鉛粒子Ｂが５５質量部、ＳｉＯが５質量部となるように混合し、これを負極活物質層の外表面側半分の領域に含まれる負極活物質Ａとした。負極活物質Ａ：カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）：スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）の質量比が、１００：１：１となるようにこれらを混合して、外表面側の負極合材スラリーを調製した。また、黒鉛粒子Ｂが９５質量部、ＳｉＯが５質量部となるように混合し、これを負極活物質層の負極集電体側半分の領域に含まれる負極活物質Ｂとした。負極活物質Ｂ：カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）：スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）の質量比が、１００：１：１となるようにこれらを混合して、負極集電体側の負極合材スラリーを調製した。
　負極集電体側の負極合材スラリーを厚さ８μｍの銅箔の両面に塗布し、塗膜を乾燥した後、塗膜上に外表面側の負極合材スラリーを塗布、乾燥して、圧延ローラにより塗膜を圧延することにより、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極を作製した。すなわち、負極活物質層の外表面側半分の領域における黒鉛粒子Ａ：黒鉛粒子Ｂは、質量比で４０：５５であり、負極活物質層の負極集電体側半分の領域における黒鉛粒子Ａ：黒鉛粒子Ｂは、質量比で０：１００である。また、作製した負極において、黒鉛粒子Ａ及びＢの内部空隙率を測定したところ、それぞれ３％と１５％であった。作製した負極は、幅５８．６ｍｍ、長さ６６２ｍｍに裁断して使用した。
　［非水電解液の作製］
　エチレンカーボネート（ＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、酢酸メチル（ＭＡ）を体積比で１６：４：７０：１０となるように混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．３ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した。これを非水電解液とした。実施例１の非水電解液の粘度は、２．８ｃＰであった。非水電解液の粘度は回転粘度計により測定した。以下の実施例や比較例も同様である。
　［非水電解液二次電池の作製］
（１）正極集電体に正極リードを取り付け、負極集電体に負極リードを取り付けた後、正極と負極との間に、ポリエチレン製のセパレータを介して巻回し、巻回型の電極体を作製した。
（２）電極体の上下に絶縁板をそれぞれ配置し、負極リードをケース本体に溶接し、正極リードを封口体に溶接して、電極体をケース本体内に収容した。
（３）ケース本体内に非水電解液を減圧方式により注入した後、ケース本体の開口端部を、ガスケットを介して封口体で封止した。これを非水電解液二次電池とした。
　＜実施例２＞
　エチレンカーボネート（ＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、酢酸メチル（ＭＡ）を体積比で１４：３：５３：３０となるように混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．３ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した。これを非水電解液とした。この非水電解液の粘度は、２．４ｃＰであった。実施例２では、上記調製した非水電解液を用いたこと以外は、実施例１と同様に非水電解液二次電池を作製した。
　＜実施例３＞
　エチレンカーボネート（ＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピオン酸エチル（ＰＥ）を体積比で１６：４：７０：１０となるように混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．３ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した。これを非水電解液とした。この非水電解液の粘度は、３．１ｃＰであった。実施例３では、上記調製した非水電解液を用いたこと以外は、実施例１と同様に非水電解液二次電池を作製した。
　＜比較例１＞
　エチレンカーボネート（ＥＣ）と、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを体積比で２０：５：７５となるように混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．３ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した。これを非水電解液とした。この非水電解液の粘度は、３．２ｃＰであった。比較例１では、上記調製した非水電解液を用いたこと以外は、実施例１と同様に非水電解液二次電池を作製した。
　＜比較例２＞
　黒鉛粒子Ｂが９５質量部、ＳｉＯが５質量部となるように混合し、これを負極活物質層の全体の領域に含まれる負極活物質Ｃとした。負極活物質Ｃ：カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）：スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）の質量比が、１００：１：１となるようにこれらを混合して、負極合材スラリーを調製した。この負極合材スラリーを厚さ８μｍの銅箔の両面に塗布し、塗膜を乾燥した後、圧延ローラにより塗膜を圧延することにより、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極を作製した。すなわち、負極活物質層の外表面側半分の領域における黒鉛粒子Ａ：黒鉛粒子Ｂは、質量比で０：１００であり、負極活物質層の負極集電体側半分の領域における黒鉛粒子Ａ：黒鉛粒子Ｂも、質量比で０：１００である。作製した負極は、幅５８．６ｍｍ、長さ６６２ｍｍに裁断して使用した。
　比較例２では、上記作製した負極及び比較例１で調製した非水電解液を使用したこと以外は、実施例１と同様に非水電解液二次電池を作製した。
　＜比較例３＞
　比較例１で作製した負極を用いたこと以外は、実施例１と同様に非水電解液二次電池を作製した。
［急速充電サイクルにおける容量維持率の測定］
　環境温度２５℃の下、各実施例及び各比較例の非水電解液二次電池を、１Ｃ（４６００ｍＡ）で、４．２Ｖまで定電流充電した後、４．２Ｖで、１／５０Ｃまで定電圧充電した。その後、０．５Ｃで、２．５Ｖまで定電流放電した。この充放電を１サイクルとして、１００サイクル行った。そして、以下の式により、各実施例及び各比較例の非水電解液二次電池の急速充電サイクルにおける容量維持率を求めた。
　容量維持率＝（１００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００
［低温環境下での直流抵抗の測定］
　環境温度２５℃の下、各実施例及び各比較例の非水電解液二次電池を、０．３Ｃ（１Ｃ＝４７００ｍＡ）で、３．５４Ｖまで定電流充電し、その後、１／５０Ｃまで定電圧充電した。その後、環境温度－２０℃で、２時間休止後、０．３Ｃで、３．５４Ｖまで定電流充電した。そして、０．３Ｃで放電し、放電前の電圧と放電開始から１０秒後の電圧を測定した。測定した電圧を下記の式に適用し、低温環境下での各電池の直流抵抗（ＤＣＲ）を求めた。
　ＤＣＲ（Ω）＝（１０秒後電圧－放電前の電圧）／電流値
　表１に、各実施例及び各比較例の非水電解液二次電池の急速充電サイクルにおける容量維持率及び低温環境下でのＤＣＲの結果をまとめた。なお、急速充電サイクルにおける容量維持率の値が高いほど、急速充電サイクル特性の低下が抑制されたことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　同じ電解液組成である比較例１と２を比べると、黒鉛粒子Ａが、負極活物質層を厚み方向において２等分した場合の前記負極集電体側半分の領域より、外表面側半分の領域に多く含まれる負極を使用した比較例１の方が、比較例２より、急速充電サイクルにおける容量維持率が高く、急速充電サイクル特性の低下が抑制された。更に、同じ負極を使用した実施例１～３と比較例１を比べると、酢酸メチルやプロピオン酸エチルを１０体積％以上含む非水電解液を使用した実施例１～３の方が、比較例１より、急速充電サイクルにおける容量維持率が高く、急速充電サイクル特性の低下が抑制された。実施例１～３の中では、酢酸メチルを使用した実施例１，２の方が、実施例３より、急速充電サイクルにおける容量維持率が高く、急速充電サイクル特性の低下が抑制された。特に、酢酸メチルを３０体積％以上含む非水電解液を使用した実施例２は、急速充電サイクルにおける容量維持率の値が最も高かった。さらに、実施例２は、実施例及び比較例の中では、低温環境下でのＤＣＲの値が最も低かった。
　１０　非水電解液二次電池、１１　正極、１２　負極、１３　セパレータ、１４　電極体、１５　電池ケース、１６　ケース本体、１７　封口体、１８，１９　絶縁板、２０　正極リード、２１　負極リード、２２　張り出し部、２３　フィルタ、２４　下弁体、２５　絶縁部材、２６　上弁体、２７　キャップ、２８　ガスケット、３０　黒鉛粒子、３４　内部空隙、３６　外部空隙、４０　負極集電体、４２　負極活物質層、４２ａ　負極集電体側半分の領域、４２ｂ　外表面側半分の領域。

Claims (4)

  1. 　正極、負極、及び非水電解液を有する非水電解液二次電池であって、
    　前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有し、
    　前記負極活物質層は、負極活物質として黒鉛粒子Ａ及び黒鉛粒子Ｂを含み、
    　前記黒鉛粒子Ａの内部空隙率は５％以下であり、前記黒鉛粒子Ｂの内部空隙率は８％～２０％であり、
    　前記黒鉛粒子Ａは、前記負極活物質層を厚み方向において２等分した場合の前記負極集電体側半分の領域より、外表面側半分の領域に多く含まれ、
    　前記非水電解液は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸エステルを含む非水溶媒を有し、
    　前記カルボン酸エステルは、前記非水溶媒全体に対して５体積％～５０体積％含まれる、非水電解液二次電池。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数２以下の炭化水素基である。）
  2. 　前記カルボン酸エステルは、酢酸メチルを含む、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
  3. 　前記非水電解液の粘度は、３．１ｃＰ以下である、請求項１又は２に記載の非水電解液二次電池。
  4. 　前記負極活物質は、Ｓｉ系材料を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の非水電解液二次電池。
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