JP5999433B2 - 非水電解液二次電池及びその製造方法 - Google Patents
非水電解液二次電池及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5999433B2 JP5999433B2 JP2013024824A JP2013024824A JP5999433B2 JP 5999433 B2 JP5999433 B2 JP 5999433B2 JP 2013024824 A JP2013024824 A JP 2013024824A JP 2013024824 A JP2013024824 A JP 2013024824A JP 5999433 B2 JP5999433 B2 JP 5999433B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- positive electrode
- aqueous electrolyte
- heat
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 140
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 95
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 66
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 58
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 34
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 32
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 32
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 222
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 42
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 26
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 21
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 17
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 16
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 16
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 14
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 6
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 6
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 5
- 239000011254 layer-forming composition Substances 0.000 description 5
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 5
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 3
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000623 Cellulose acetate phthalate Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N N'-hexadecylthiophene-2-carbohydrazide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCNNC(=O)c1cccs1 HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229940081734 cellulose acetate phthalate Drugs 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N n-[5-[9-[4-(methanesulfonamido)phenyl]-2-oxobenzo[h][1,6]naphthyridin-1-yl]-2-methylphenyl]prop-2-enamide Chemical compound C1=C(NC(=O)C=C)C(C)=CC=C1N1C(=O)C=CC2=C1C1=CC(C=3C=CC(NS(C)(=O)=O)=CC=3)=CC=C1N=C2 SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 1-(2H-benzotriazol-5-yl)-3-methyl-8-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carbonyl]-1,3,8-triazaspiro[4.5]decane-2,4-dione Chemical compound CN1C(=O)N(c2ccc3n[nH]nc3c2)C2(CCN(CC2)C(=O)c2cnc(NCc3cccc(OC(F)(F)F)c3)nc2)C1=O YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015868 MSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LMYQFCDLMRNPLY-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)alumane Chemical compound O[Al]=O.O[Al]=O LMYQFCDLMRNPLY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N lithium titanium Chemical compound [Li].[Ti] SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)上記耐熱層が上記負極と対向するときは(σs−σh)≧25°、または上記耐熱層が上記正極と対向するときは(σs−σh)≧50°;の各条件を満たす、非水電解液二次電池。
また、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な電池一般をいい、リチウムイオン二次電池等のいわゆる化学電池ならびに電気二重層キャパシタ等の物理電池を包含する用語である。
また、本明細書において「ナトリウム(Na)成分」とは、ナトリウム単独(典型的にはイオンの状態)で存在する場合と、構成元素としてNaを含む化合物として存在する場合とを包含する用語である。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)上記耐熱層が上記負極と対向するときは(σs−σh)>10°、または上記耐熱層が上記正極と対向するときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たし、上記非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含む。
かかる構成によると、抵抗の増加がより抑制されたサイクル特性に優れる非水電解液二次電池となり得る。
かかる構成によると、抵抗の増加がより抑制されたサイクル特性に優れる非水電解液二次電池となり得る。
かかる構成の捲回電極体では、捲回電極体の幅方向の両端部から中央部に向けて非水電解液が含浸する。このため捲回電極体の中央部ではナトリウム成分の濃度が高くなり、電極体の中央部にはNa[B(C2O4)2]が多量に存在する部分と[B(C2O4)2]−が少量に存在する部分とが形成される傾向にある。従って、捲回電極体を用いた場合、接触角σhと接触角σsとが、上記(1)〜(3)の各条件を満たすという本発明の構成を採用することによる効果が特に発揮され得る。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)上記耐熱層を上記負極と対向させるときは(σs−σh)>10°、または上記耐熱層を上記正極と対向させるときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たすように、上記接触角σhおよび上記接触角σsを調整する。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)上記耐熱層が上記負極と対向するときは(σs−σh)>10°または上記耐熱層が上記正極と対向するときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たす。上記非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含む。
まず、正負極準備工程(S10)について説明する。本実施形態においては、正負極準備工程として、正極活物質を含む正極及び負極活物質を含む負極を準備する。
また、一般式がLiMPO4或いはLiMVO4或いはLi2MSiO4(式中のMはCo、Ni、Mn、Feのうちの少なくとも一種以上の元素)等で表記されるようなポリアニオン系化合物(例えばLiFePO4、LiMnPO4、LiFeVO4、LiMnVO4、Li2FeSiO4、Li2MnSiO4、Li2CoSiO4)を上記正極活物質として用いてもよい。
次に、セパレータ準備工程(S20)について説明する。本実施形態においては、セパレータ準備工程では、多孔質構造のセパレータ基材の表面に無機フィラーを含む耐熱層が形成されたセパレータを準備する。
また、上記耐熱層には、必要に応じて増粘材を含有することができる。かかる増粘材としては、例えば、水系溶媒を使用する場合、カルボキシメチルセルロース(CMC)やポリエチレンオキサイド(PEO)等が挙げられる。
また、耐熱層を正極と対向させるときには、上記接触角σsとσhとが(σs−σh)>30°(通常は50°≦(σs−σh)≦85°、例えば60°≦(σs−σh)≦85°、好ましくは、75°≦(σs−σh)≦85°。)の条件を満たすように、上記接触角σsとσhとを調整する。このとき、接触角σhは、10°≦σh≦60°であり、接触角σsは、90°≦σh≦120°であることが好ましい。
次に、電極体作製工程(S30)について説明する。電極体作製工程では、上記準備した正極と負極とセパレータとを用いて電極体を作製する。
ここで開示されるリチウムイオン二次電池の電極体(例えば積層型の電極体或いは捲回型の電極体)は、正極と、負極と、正極及び負極の間に介在されたセパレータ基材の表面に耐熱層が形成されたセパレータ(以下、「耐熱層付セパレータ」とする。)とを備えている。ここでは、シート状に形成された上記正極と、シート状に形成された上記負極と、上記耐熱層付セパレータとを備える捲回型の電極体(捲回電極体)を例にして説明するが、かかる形態に限定することを意図したものではない。
上記積層の際には、正極64の正極合材層非形成部分(即ち正極合材層66が形成されずに正極集電体62が露出した部分)63と、負極84の負極合材層非形成部分(即ち負極合材層86が形成されずに負極集電体82が露出した部分)83と、が耐熱層付セパレータ90の幅方向の両側からそれぞれはみ出すように、正極64と負極84とを幅方向にややずらして重ね合わせる。その結果、捲回電極体50の捲回方向に対する横方向において、正極64および負極84の電極合材層非形成部分63,83がそれぞれ捲回コア部分(すなわち正極64の正極合材層66と負極84の負極合材層86と二枚の耐熱層付セパレータ90とが密に捲回された部分)から外方にはみ出ている。かかる正極合材層非形成部分63に正極端子60(例えばアルミニウム製)を接合して、上記扁平形状に形成された捲回電極体50の正極64と正極端子60とを電気的に接続する。同様に負極合材層非形成部分83に負極端子80(例えばニッケル製)を接合して、負極84と負極端子80とを電気的に接続する。なお、正負極端子60,80と正負極集電体62,82とは、例えば、超音波溶接、抵抗溶接等によりそれぞれ接合することができる。このように作製された捲回電極体50は、不可避的な不純物としてナトリウム(Na)成分を含み得る。
次に、組立体作製工程(S40)について説明する。本実施形態においては、上記作製された電極体50を電池ケース15内に収容し、所定の非水電解液を電池ケース15内に注入して組立体(非水電解液二次電池組立体)70を作製する。
また、上記支持塩(リチウム化合物)としては、例えば、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、Li(CF3SO2)2N、LiBF4、LiCF3SO3等のリチウム塩が例示される。かかる支持塩は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。特にLiPF6が好ましい。支持塩の濃度は特に制限されないが、極端に低すぎると非水電解液に含まれる電荷担体(典型的にはリチウムイオン)の量が不足し、イオン伝導性が低下する傾向がある。またかかる濃度が極端に高すぎると、室温以下の温度域(例えば0℃〜30℃)において非水電解液の粘度が高くなり、イオン伝導性が低下する傾向がある。このため、該支持塩の濃度は例えば、0.1mol/L以上(例えば0.8mol/L以上)であって、2mol/L以下(例えば1.5mol/L以下)とすることが好ましい。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)(σs−σh)>10°(通常は25°≦(σs−σh)≦85°、例えば40°≦(σs−σh)≦85°、好ましくは、75°≦(σs−σh)≦85°。);の各条件を満たしている。非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含んでいる。
次に、初期充電工程(S50)について説明する。本実施形態においては、組立体70に対して所定の充電電圧まで充電を行うことによって、LiBOB由来の被膜を負極合材層86中の負極活物質の表面に形成する。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)(σs−σh)>10°(通常は25°≦(σs−σh)≦85°、例えば40°≦(σs−σh)≦85°、好ましくは、75°≦(σs−σh)≦85°。);の各条件を満たしている。また、非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含み得る。
図6に示すように、この組電池200は、複数個(典型的には10個以上、好ましくは40〜80個程度、例えば50個)のリチウムイオン二次電池(単電池)10を、それぞれの正極端子60および負極端子80が交互に配置されるように一つずつ反転させつつ、電池ケース15の幅広な面が対向する方向(積層方向)に配列されている。当該配列された単電池10間には、所定形状の冷却板110が挟み込まれている。この冷却板110は、使用時に各単電池10内で発生する熱を効率よく放散させるための放熱部材として機能するものであって、好ましくは単電池10間に冷却用流体(典型的には空気)を導入可能な形状(例えば、長方形状の冷却板の一辺から垂直に延びて対向する辺に至る複数の平行な溝が表面に設けられた形状)を有する。熱伝導性の良い金属製もしくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製の冷却板が好適である。
そして、隣接する単電池10間において、一方の正極端子60と他方の負極端子80とが、接続部材(バスバー)140によって電気的に接続されている。このように各単電池10を直列に接続することにより、所望する電圧の組電池200が構築されている。
上述した第1実施形態では、負極84とセパレータ基材94との間に耐熱層96が配置されており、耐熱層96は負極84の負極合材層86と対向しているものであったが、耐熱層96の配置はこれに限定されない。図5は、第2実施形態に係る捲回電極体250の構造を模式的に示す断面図である。図5に示すように、本実施形態の捲回電極体250では、正極64とセパレータ基材294との間に耐熱層296が配置されている。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)(σs−σh)>30°(通常は50°≦(σs−σh)≦85°、例えば60°≦(σs−σh)≦85°、好ましくは、75°≦(σs−σh)≦85°。);の各条件を満たしている。非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含んでいる。
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)(σs−σh)>30°(通常は50°≦(σs−σh)≦85°、例えば60°≦(σs−σh)≦85°、好ましくは、75°≦(σs−σh)≦85°。);の各条件を満たしている。また、非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含み得る。
<例1−1>
[正極の準備]
正極活物質としてのLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2と、導電材としてのアセチレンブラック(AB)と、結着材としてのPVDFとの質量比が90:8:2となるように秤量し、これら材料をNMPに分散させてペースト状の正極合材層形成用組成物を調製した。該組成物を厚さ15μmの正極集電体(アルミニウム箔)上に片面当たり塗布量11mg/cm2で塗布して乾燥させた後、プレス処理を行って正極集電体上に合材密度が2.2g/cm3の正極合材層が形成されたシート状の正極Aを作製した。正極Aの長手方向の長さを300cm、幅方向の長さを10cmとした。
表面を非晶質炭素膜で被覆した天然黒鉛と、結着材としてのSBRと、増粘材としてのCMCとの質量比が98:1:1となるように秤量し、これら材料をイオン交換水に分散させてペースト状の負極合材層形成用組成物を調製した。該組成物を厚さ10μmの負極集電体(銅箔)上に片面当たり塗布量7.2mg/cm2塗布して乾燥させた後、プレス処理を行って負極集電体上に合材密度が1.1g/cm3負極合材層が形成されたシート状の負極Aを作製した。負極Aの長手方向の長さを310cm、幅方向の長さを10.5cmとした。
厚み20μm、ポリエチレン層の両面にポリプロピレン層が形成された三層構造(PP/PE/PPの三層構造)のセパレータシートをセパレータ基材として準備した。セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsは120°であり、セパレータ基材の空孔率は47%であった。そして、無機フィラーとしてのアルミナ粉末(平均粒径(D50)0.1μm)と結着材としてのアクリル系ポリマーと増粘材としてのカルボキシルメチルセルロース(CMC)とを、それらの材料の質量比が94.4:4.9:0.7となるように水中で分散し、無機フィラー層形成用組成物を調製した。この無機フィラー層形成用組成物を、上記セパレータ基材の片面にグラビアロールにより塗布し乾燥することによって、セパレータ基材の上に厚さ5μmの耐熱層を形成した。耐熱層の表面部の水に対する接触角σhは80°であり、耐熱層の空孔率は53%であった。以上より、厚み25μmのセパレータAを作製した。
上記作製した正極Aと負極Aと2枚のセパレータAとをセパレータAの耐熱層が負極Aの負極合材層と対向(隣接)するように重ね合わせて楕円状に捲回して捲回電極体を作製した。この捲回電極体の正負の電極集電体の端部にそれぞれ電極端子を接合し、縦75mm、幅120mm、厚さ15mm、ケースの厚み1mmのアルミ製電池ケース内に該捲回電極体と非水電解液とを収容することにより、角型のリチウムイオン二次電池を作製した。非水電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とジメチルカーボネート(DMC)との体積比が3:4:3の混合溶媒に、支持塩としてのLiPF6と添加剤としてのリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)とを溶解させたものを使用した。上記非水電解液中のLiPF6の濃度は1.1mol/Lであり、上記非水電解液中のLiBOBの濃度は0.01mol/Lであった。
正極、負極、セパレータ基材および耐熱層を表1および表2に示すものに変更した他は例1−1と同様にして、例1−2〜例1−14に係るリチウムイオン二次電池を作製した。なお、耐熱層の厚みはいずれも5μmであり、セパレータ基材の厚みはいずれも20μmであった。また、耐熱層の表面部の水に対する接触角σhは、耐熱層に含まれる無機フィラーの量と結着材の量とを変更すること(増粘材の量は一定)によって調整した。また、セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsは、紙やすり(#10000、粒子材質:アルミナ)を貼り付けたガイドロールにセパレータ基材を通すことによって行った。かかるガイドロールにセパレータ基材を1回通すと接触角σsは110°となり、2回通すと接触角σsは100°となり、3回通すと接触角σsは90°となり、4回通すと接触角σsは85°となった。各部材のナトリウムイオンの溶出量は、電極活物質や無機フィラー等の平均粒径やそれぞれの部材に含まれる材料の質量比、或いは合材密度等を変えることによって適宜調整した。表1および表2中、セパレータ基材AはPP/PE/PPの三層構造のセパレータシートであり、セパレータ基材BはPP単層のセパレータシートであり、セパレータ基材CはPP/PEの二層構造のセパレータシートであり、セパレータ基材DはPE単層のセパレータシートである。
また、別途作製した上記例1−1〜例1−14に係る正極から非水電解液中に溶解するナトリウムイオンの溶出量(Na+溶出量)[μg]を測定した。上記正極を30cm×5.4cmに切り出し、3mlの非水電解液に常温で4日間浸漬した。4日間の浸漬の後、非水電解液を0.2μmの微多孔膜フィルターでろ過し、ICP(高周波誘導結合プラズマ)発光分析によって非水電解液中に溶解しているナトリウムイオンの量を測定した。同様にして、別途作製した上記例1−1〜例1−14に係る負極および耐熱層(セパレータ基材に耐熱層が付いたままのもの)について、各部材から非水電解液中に溶解するナトリウムイオンの溶出量(Na+溶出量)[μg]を測定した。非水電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とジメチルカーボネート(DMC)との体積比が3:4:3の混合溶媒に、LiPF6を溶解させたものを使用した。上記非水電解液中のLiPF6の濃度は1.1mol/Lであった。測定結果を表1および表2に示す。
上記作製した例1−1〜例1−14に係るリチウムイオン二次電池について、高負荷充放電を4000サイクル繰り返し、初期抵抗に対する4000サイクル後の抵抗の増加率を測定した。まず初期抵抗を測定した。即ち25℃の温度条件下、1Cの充電レートでSOC60%の充電状態に調整した後、25℃の温度条件下、15Cの放電レートで10秒間の定電流放電を行い、0秒〜10秒間で降下した電池電圧ΔVを測定し、その電圧ΔVと放電電流とからオームの法則により初期抵抗を求めた。
次いで、上記初期抵抗測定後の各二次電池について、充放電を4000サイクル繰り返し4000サイクル後の抵抗を測定した。1サイクルの充放電条件は、−30℃の温度条件下、30Cの充電レートで0.1秒間の充電を行い30秒間の休止の後、0.5Cの放電レートで10秒間の放電を行い30秒間の休止をした。そして、4000サイクル後のリチウムイオン二次電池について、25℃の温度条件下、1Cの充電レートでSOC60%の充電状態に調整した後、上記初期抵抗と同様にして4000サイクル後の抵抗を求めた。初期抵抗に対する4000サイクル後の抵抗増加率{(4000サイクル後の抵抗−初期抵抗)/初期抵抗}を、4000サイクル後の抵抗増加率とした。測定結果を表1および表2に示す。また、上記抵抗測定試験の後、各リチウムイオン二次電池を解体して負極を取り出して、4000サイクル後の負極における金属リチウムの析出の有無を調べた。測定結果を表1および表2に示す。
<例2−1>
[セパレータの準備]
厚み20μm、ポリエチレン層の両面にポリプロピレン層が形成された三層構造(PP/PE/PPの三層構造)のセパレータシートをセパレータ基材として準備した。セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsは120°であり、セパレータ基材の空孔率は48%であった。そして、無機フィラーとしてのアルミナ粉末(平均粒径(D50)0.12μm)と結着材としてのアクリル系ポリマーと増粘材としてのカルボキシルメチルセルロース(CMC)とを、それらの材料の質量比が95:4.3:0.7となるように水中で分散し、無機フィラー層形成用組成物を調製した。この無機フィラー層形成用組成物を、上記セパレータ基材の片面にグラビアロールにより塗布し乾燥することによって、セパレータ基材の上に厚さ5μmの耐熱層を形成した。耐熱層の表面部の水に対する接触角σhは60°であり、耐熱層の空孔率は55%であった。以上より、厚み25μmのセパレータBを作製した。
上記作製したセパレータBを用い、該セパレータBの耐熱層が正極Aの正極合材層と隣接するように重ね合わせて楕円状に捲回して捲回電極体を作製した他は例1−1と同様にして、例2−1に係るリチウムイオン二次電池を作製した。
正極、負極、セパレータ基材および耐熱層を表3および表4に示すものに変更した他は例2−1と同様にして、例2−2〜例2−14に係るリチウムイオン二次電池を作製した。
上記作製した例2−1〜例2−14に係るリチウムイオン二次電池について、上記例1−1〜例1−14に係るリチウムイオン二次電池に対して行った抵抗測定試験と同様の試験を行った。即ち、例2−1〜例2−14に係るリチウムイオン二次電池について、高負荷充放電を4000サイクル繰り返し、初期抵抗に対する4000サイクル後の抵抗の増加率を測定した。測定結果を表3および表4に示す。また、上記抵抗測定試験の後、負極における金属リチウムの析出の有無を調べた。測定結果を表3および表4に示す。
15 電池ケース
20 開口部
25 蓋体
30 ケース本体
40 安全弁
45 注入口
48 封止栓
50、250 捲回電極体
60 正極端子
62 正極集電体
63 正極合材層非形成部分
64 正極
66 正極合材層
70 組立体(非水電解液二次電池組立体)
80 負極端子
82 負極集電体
83 負極合材層非形成部分
84 負極
86 負極合材層
90、290 セパレータ
94、294 セパレータ基材
96、296 耐熱層
100 車両(自動車)
200 組電池
Claims (11)
- 正極および負極が多孔質構造のセパレータ基材を備えるセパレータを介して積層された構造を有する電極体と、非水電解液とを備え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、該負極集電体上に形成された少なくとも負極活物質を含む負極合材層と、を有し、
前記負極合材層中の前記負極活物質の表面には、ホウ素(B)とナトリウム(Na)とを少なくとも含む被膜が形成され、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極と前記セパレータ基材との間には、無機フィラーを含む耐熱層が配置されており、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記耐熱層の表面部の水に対する接触角σhと、前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsとが以下の条件:
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)前記耐熱層が前記負極と対向するときは(σs−σh)≧25°、または前記耐熱層が前記正極と対向するときは(σs−σh)≧50°;の各条件を満たす、非水電解液二次電池。 - 正極および負極が多孔質構造のセパレータ基材を備えるセパレータを介して積層された構造を有する電極体と、非水電解液とを備える非水電解液二次電池であって、
前記電極体には不可避的な不純物としてナトリウム(Na)成分が含まれ、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極と前記セパレータ基材との間には、無機フィラーを含む耐熱層が配置されており、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記耐熱層の表面部の水に対する接触角σhと、前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsとが以下の条件:
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)前記耐熱層が前記負極と対向するときは(σs−σh)>10°、または前記耐熱層が前記正極と対向するときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たし、
前記非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含む、非水電解液二次電池。 - 前記(σs−σh)は、75°≦(σs−σh)≦85°である、請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池。
- 前記接触角σsは、90°≦σs≦100°である、請求項1から3のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。
- 前記正極、負極及びセパレータはいずれも長尺なシート状に形成されており、
前記電極体は、該長尺なシート状正極、負極及びセパレータが重ね合わされた電極体であって該電極体の長手方向に捲回された捲回電極体である、請求項1から4のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。 - 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在する多孔質構造のセパレータ基材を備えるセパレータと、非水電解液とを備える非水電解液二次電池の製造方法であって、
正極活物質を含む前記正極及び負極活物質を含む前記負極を準備する工程;
前記セパレータ基材の表面に無機フィラーを含む耐熱層が形成されたセパレータを準備する工程;
前記準備した正極と前記準備した負極との間に前記セパレータを介在させて電極体を作製する工程、ここで、準備した前記電極体には不可避的な不純物としてナトリウム(Na)成分が含まれている;
前記電極体を電池ケース内に収容し、該電池ケースにリチウムビス(オキサラト)ボレートを0.01mol/L〜0.05mol/L含む非水電解液を注入して組立体を作製する工程;
前記組立体に対して所定の充電電圧まで初期充電を行う工程;
を包含し、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記耐熱層の表面部の水に対する接触角σhと、前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsとが以下の条件:
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)前記耐熱層を前記負極と対向させるときは(σs−σh)>10°、または前記耐熱層を前記正極と対向させるときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たすように、前記接触角σhおよび前記接触角σsを調整する、非水電解液二次電池の製造方法。 - 前記(σs−σh)が、75°≦(σs−σh)≦85°となるように、前記接触角σhおよび前記接触角σsを調整する、請求項6に記載の製造方法。
- 前記接触角σsが、90°≦σs≦100°となるように、前記接触角σhおよび前記接触角σsを調整する、請求項6又は7に記載の製造方法。
- 正極および負極が多孔質構造のセパレータ基材を備えるセパレータを介して積層された構造を有する電極体と、非水電解液とを備える初期充電前の非水電解液二次電池組立体であって、
前記電極体には不可避的な不純物としてナトリウム(Na)成分が含まれ、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極と前記セパレータ基材との間には、無機フィラーを含む耐熱層が配置されており、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記耐熱層の表面部の水に対する接触角σhと、前記正極および前記負極のいずれか一方の電極に対向する前記セパレータ基材の表面部の水に対する接触角σsとが以下の条件:
(1)10°≦σh≦80°;および、
(2)90°≦σs≦120°;および、
(3)前記耐熱層が前記負極と対向するときは(σs−σh)>10°、または前記耐熱層が前記正極と対向するときは(σs−σh)>30°;の各条件を満たし、
前記非水電解液は、0.01mol/L〜0.05mol/Lのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含む、非水電解液二次電池組立体。 - 前記(σs−σh)は、75°≦(σs−σh)≦85°である、請求項9に記載の非水電解液二次電池組立体。
- 前記接触角σsは、90°≦σs≦100°である、請求項9又は10に記載の非水電解液二次電池組立体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013024824A JP5999433B2 (ja) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013024824A JP5999433B2 (ja) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014154446A JP2014154446A (ja) | 2014-08-25 |
JP5999433B2 true JP5999433B2 (ja) | 2016-09-28 |
Family
ID=51576102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013024824A Active JP5999433B2 (ja) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5999433B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6382051B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-08-29 | 旭化成株式会社 | 蓄電デバイス用セパレータ |
JP6892358B2 (ja) * | 2017-03-21 | 2021-06-23 | 株式会社東芝 | 二次電池、電池パック及び車両 |
JP6822366B2 (ja) | 2017-09-28 | 2021-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
JP7165305B2 (ja) * | 2019-05-07 | 2022-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
CN110305153A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-08 | 兰州理工大学 | 一种双草酸硼酸钠的合成方法及应用 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101796668B (zh) * | 2007-10-03 | 2013-08-14 | 日立麦克赛尔株式会社 | 电池用隔膜及非水电解液电池 |
JP5648284B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2015-01-07 | 住友化学株式会社 | 積層フィルムおよび非水電解質二次電池 |
US9786888B2 (en) * | 2010-01-13 | 2017-10-10 | Sony Corporation | Separator and nonaqueous electrolyte battery |
US8945768B2 (en) * | 2011-05-06 | 2015-02-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium-ion secondary battery |
JP5598726B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2014-10-01 | トヨタ自動車株式会社 | リチウム二次電池 |
-
2013
- 2013-02-12 JP JP2013024824A patent/JP5999433B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014154446A (ja) | 2014-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9660240B2 (en) | Secondary battery including separator containing electroconductive porous layer sandwiched between electroconductive material-free porous layers | |
US10347946B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery, electrode body used therefor, and method of manufacturing the electrode body | |
JP5709010B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP6274526B2 (ja) | 非水電解液二次電池およびその製造方法 | |
KR101846767B1 (ko) | 비수 전해질 2차 전지 | |
WO2015001871A1 (ja) | 非水電解液二次電池及びその製造方法 | |
JP5843107B2 (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
JP2019537210A (ja) | 電力機器を始動するためのバッテリーモジュール | |
CN105390752A (zh) | 非水电解质二次电池及其制造方法和用于非水电解质二次电池的分离器 | |
JP5999433B2 (ja) | 非水電解液二次電池及びその製造方法 | |
JP5812336B2 (ja) | 二次電池 | |
JP5757329B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2013069579A (ja) | リチウムイオン二次電池とその製造方法 | |
JP6008188B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP5692605B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2014130729A (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
JP5880942B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
US12218342B2 (en) | Energy storage device | |
WO2012043119A1 (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160817 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5999433 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |