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JP2001273902A - Non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous secondary battery

Info

Publication number
JP2001273902A
JP2001273902A JP2000085836A JP2000085836A JP2001273902A JP 2001273902 A JP2001273902 A JP 2001273902A JP 2000085836 A JP2000085836 A JP 2000085836A JP 2000085836 A JP2000085836 A JP 2000085836A JP 2001273902 A JP2001273902 A JP 2001273902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
positive electrode
flake
secondary battery
active material
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.)
Pending
Application number
JP2000085836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akimichi Yokoyama
映理 横山
Tetsuo Kawai
徹夫 川合
Tatsu Nagai
龍 長井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP2000085836A priority Critical patent/JP2001273902A/en
Publication of JP2001273902A publication Critical patent/JP2001273902A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高率放電特性が優れ、かつ短絡時における安
全性が高い非水二次電池を提供する。 【解決手段】 正極集電体の少なくとも一部に正極活物
質を含有する正極合剤層を形成してなる正極と、負極集
電体の少なくとも一部に負極活物質を含有する負極合剤
層を形成してなる負極と、上記正極と負極との間に介在
するセパレータとからなる電極群を外装体で外装してな
る非水二次電池において、上記正極合剤層または負極合
剤層の少なくとも一方にフレーク状の金属を含有させて
非水二次電池を構成する。上記フレーク状の金属として
は、アルミニウム、ニッケル、コバルト、銅、クロム、
鉄、チタンおよびステンレス鋼よりなる群から選ばれる
少なくとも1種の金属からなるものが好ましい。
(57) [Problem] To provide a non-aqueous secondary battery having excellent high-rate discharge characteristics and high safety at the time of short circuit. SOLUTION: A positive electrode formed by forming a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material on at least a part of a positive electrode current collector, and a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material on at least a part of a negative electrode current collector In a non-aqueous secondary battery in which an electrode group consisting of a negative electrode formed with a separator and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode is packaged with a package, the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer A non-aqueous secondary battery is formed by including at least one of flake-shaped metals. As the flake-like metal, aluminum, nickel, cobalt, copper, chromium,
Those composed of at least one metal selected from the group consisting of iron, titanium and stainless steel are preferred.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水二次電池に関
し、さらに詳しくは、高率放電特性が優れ、かつ短絡時
における安全性が高い非水二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous secondary battery having excellent high rate discharge characteristics and high safety in a short circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話やノート型パソコンなど
の二次電池を主電源とするポータブル電子機器の発達や
小型化に伴い、軽量で高エネルギー密度を有する二次電
池への要望が高くなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development and miniaturization of portable electronic devices using a secondary battery such as a mobile phone or a notebook computer as a main power source, a demand for a lightweight and high energy density secondary battery has been increased. Is coming.

【0003】現在、この要望に応える二次電池として
は、正極活物質としてLiCoO2 (コバルト酸リチウ
ム)を用い、負極活物質として炭素系材料を用いたリチ
ウムイオン二次電池が商品化されている。この電池の充
放電反応は、充電時に正極活物質のLiCoO2 の結晶
中からリチウムイオンが脱離し、その脱離したリチウム
イオンが負極活物質の炭素系材料に挿入され、放電時に
は上記炭素系材料に挿入されたリチウムイオンが脱離
し、その脱離したリチウムイオンが正極活物質のLiC
oO2 の結晶中に再度挿入されるという、リチウムイオ
ンのインターカレーション・脱インターカレーションを
利用した反応に基づいている。そして、この電池は高容
量化のために、従来の金属リチウムを負極とする非水二
次電池とは異なり、上記活物質をバインダーなどととも
に有機溶剤中に分散させてペーストにし、このペースト
を正極集電体や負極集電体に塗布し、乾燥して、それぞ
れ活物質を含有する電極合剤層を膜状に形成し、それを
それぞれ正極、負極とし、通常、それらの帯状の電極を
セパレータを介して渦巻状に巻回して作製した渦巻状巻
回構造の電極群を円筒形の電池缶に収容して電池が構成
されている。
At present, a lithium ion secondary battery using LiCoO 2 (lithium cobaltate) as a positive electrode active material and a carbon-based material as a negative electrode active material has been commercialized as a secondary battery that meets this demand. . In the charge / discharge reaction of this battery, lithium ions are desorbed from crystals of the positive electrode active material LiCoO 2 at the time of charging, and the desorbed lithium ions are inserted into the carbon-based material of the negative electrode active material. Lithium ions inserted into the anode are desorbed, and the desorbed lithium ions are used as the positive electrode active material LiC.
It is based on a reaction utilizing the intercalation and deintercalation of lithium ions, which is reinserted into the oO 2 crystal. This battery is different from a conventional non-aqueous secondary battery using lithium metal as a negative electrode in order to increase the capacity, and the active material is dispersed in an organic solvent together with a binder or the like to form a paste. It is applied to a current collector or a negative electrode current collector, and dried to form an electrode mixture layer containing an active material in the form of a film, which is used as a positive electrode and a negative electrode, respectively. A spirally wound electrode group produced by spirally winding the electrode group through the electrode is housed in a cylindrical battery can to constitute a battery.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記非
水二次電池に使用されている電解液は、有機溶媒にリチ
ウム塩を溶解させたものであり、その伝導度はアルカリ
電池などに使用されている水溶液系電解液に比べて40
分の1程度と極めて低く、そのため高率放電特性が低く
ならざるを得ず、充分な重負荷特性が得られないという
問題があった。また、空気中の水分との反応性が高いリ
チウムイオンのインターカレーションを利用しているた
め、短絡時における安全性を確保することが要求されて
いる。
However, the electrolyte used in the non-aqueous secondary battery is a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent, and the conductivity of the electrolyte is the same as that used in alkaline batteries. 40 compared to the aqueous electrolyte solution
There is a problem that the high-rate discharge characteristics have to be low, and sufficient heavy load characteristics cannot be obtained. In addition, since intercalation of lithium ions having high reactivity with moisture in the air is used, it is required to ensure safety during a short circuit.

【0005】本発明は、上記のような従来の非水二次電
池の実状に鑑み、高率放電特性が優れ、かつ短絡時にお
ける安全性が高い非水二次電池を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances of conventional non-aqueous secondary batteries, and has as its object to provide a non-aqueous secondary battery having excellent high-rate discharge characteristics and high safety in the event of a short circuit. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、正極集電体の
少なくとも一部に正極活物質を含有する正極合剤層を形
成してなる正極と、負極集電体の少なくとも一部に負極
活物質を含有する負極合剤層を形成してなる負極と、上
記正極と負極との間に介在するセパレータとからなる電
極群を外装体で外装してなる非水二次電池において、上
記正極合剤層または負極合剤層の少なくとも一方にフレ
ーク状の金属を含有させることにより、電極合剤層中の
電子伝導性を向上させて内部抵抗を低減させ、優れた高
率放電特性が得られるようにするとともに、短絡時に大
電流が電池に流れようとする場合に、フレーク状の金属
が活物質粒子間に均一に分散していることによって、イ
オン伝導を妨げ、活物質の反応を抑制することによって
短絡電流の増大を妨ぎ、電池が高温に発熱するのを防止
して、安全性の高い非水二次電池が得られるようにし
て、上記課題を解決したものである。
According to the present invention, there is provided a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material formed on at least a part of a positive electrode current collector, and a negative electrode formed on at least a part of a negative electrode current collector. In a nonaqueous secondary battery in which a negative electrode formed with a negative electrode mixture layer containing an active material and an electrode group including a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are packaged with a package, the positive electrode By including a flake-shaped metal in at least one of the mixture layer or the negative electrode mixture layer, the electron conductivity in the electrode mixture layer is improved, the internal resistance is reduced, and excellent high-rate discharge characteristics are obtained. In addition, when a large current is about to flow to the battery at the time of short circuit, the flake-like metal is uniformly dispersed between the active material particles, thereby preventing ion conduction and suppressing the reaction of the active material. Increase the short-circuit current Technique, to prevent the battery generates heat to a high temperature, as the non-aqueous secondary battery having high safety is obtained, is obtained by solving the above problems.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の非水二次電池の主要構成
部材について詳細に説明すると、まず、正極は正極集電
体の少なくとも一部に正極活物質を含有する正極合剤層
を形成することによって作製される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The main components of a non-aqueous secondary battery according to the present invention will be described in detail. First, a positive electrode is formed by forming a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material on at least a part of a positive electrode current collector. It is produced by doing.

【0008】上記正極活物質としては、特に限定される
ことなく種々のものを用い得るが、リチウムを含む遷移
金属酸化物がエネルギー密度が高く、可逆性に優れてい
ることから好ましく、具体的には、例えば、LiCoO
2 などのリチウムコバルト酸化物、LiMn2 4 など
のリチウムマンガン酸化物、LiNiO2 などのリチウ
ムニッケル酸化物、それらの混合物、さらにはLiNi
2 のNiの一部をCoまたはMnで置換したものなど
が好適に用いられる。ただし、正極活物質は、上記例示
のものに限られることなく、例えば、一次元鎖状構造、
二次元層状構造、三次元チャンネル構造、アモルファス
構造などを有するコバルト、ニッケル、バナジウム、マ
ンガン、鉄酸化物などのリチウム複合酸化物またはカル
コゲンまたは導電性高分子などのリチウムを含んだ物質
の中から適宜選択すればよい。
As the above-mentioned positive electrode active material, various materials can be used without particular limitation, and transition metal oxides containing lithium are preferable because of their high energy density and excellent reversibility. Is, for example, LiCoO
2 , lithium manganese oxides such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , mixtures thereof, and even LiNi
O 2 in which a part of Ni is substituted by Co or Mn is preferably used. However, the positive electrode active material is not limited to those described above, for example, a one-dimensional chain structure,
Appropriate among lithium-containing oxides such as cobalt, nickel, vanadium, manganese and iron oxide having a two-dimensional layered structure, three-dimensional channel structure, amorphous structure, etc., or lithium-containing materials such as chalcogen or conductive polymer Just choose.

【0009】本発明においては、フレーク状の金属を正
極合剤層または負極合剤層の少なくとも一方に含有させ
るが、上記フレーク状の金属を正極合剤層に含有させる
場合、該正極合剤層は、例えば、上記正極活物質と、フ
レーク状の金属と、例えばカーボンブラックなどの導電
助剤や例えばポリフッ化ビニリデンなどのバインダーを
含み有機溶剤でペースト状にした正極合剤含有ペースト
を正極集電体の少なくとも一部に塗布し乾燥することに
よって形成され、必要に応じプレスして調厚される。
In the present invention, the flake-form metal is contained in at least one of the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer. For example, the above-mentioned positive electrode active material, a flake-shaped metal, and a positive electrode mixture-containing paste made into a paste with an organic solvent containing a conductive aid such as carbon black or a binder such as polyvinylidene fluoride, for example. It is formed by applying it to at least a part of the body and drying it, and pressing and adjusting the thickness as necessary.

【0010】正極合剤層に含有させるフレーク状の金属
は、アルミニウム、チタンおよびステンレス鋼よりなる
群から選ばれる少なくとも一種の金属で構成されるが、
特にアルミニウムを含むものが適している。そして、こ
のフレーク状の金属の正極合剤層の含有量としては、上
記フレーク状の金属を除く正極合剤成分(例えば、正極
活物質、導電助剤およびバインダーなど)100重量部
に対して0.5重量部以上、特に2重量部以上が好まし
く、10重量部以下、特に5重量部以下が好ましい。つ
まり、フレーク状の金属を上記正極合剤成分100重量
部に対して0.5重量部以上にすることによって高率放
電特性の向上を達成することができ、フレーク状の金属
を上記正極合剤成分100重量部に対して10重量部以
下にすることによって、活物質の充填量が減少するのを
防止して、必要な容量を確保することができる。なお、
フレーク状の金属を添加することで、炭素系の導電助剤
を減少もしくはなくすことも可能である。
The flake-like metal contained in the positive electrode mixture layer is composed of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, titanium and stainless steel.
In particular, those containing aluminum are suitable. The content of the flaky metal positive electrode material mixture layer is 0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode material mixture components (for example, the positive electrode active material, the conductive auxiliary agent and the binder) excluding the flake metal. It is preferably at least 0.5 part by weight, particularly preferably at least 2 parts by weight, more preferably at most 10 parts by weight, particularly preferably at most 5 parts by weight. That is, by increasing the amount of the flaky metal to 0.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the positive electrode mixture component, it is possible to achieve an improvement in the high rate discharge characteristics. By setting the content to 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the component, it is possible to prevent a decrease in the filling amount of the active material and to secure a necessary capacity. In addition,
By adding the flake-like metal, the carbon-based conductive additive can be reduced or eliminated.

【0011】また、このフレーク状の金属の平均粒子径
は、正極活物質の平均粒子径の0.1〜1倍であること
が好ましく、0.3〜0.5倍がより好ましい。正極活
物質としては一般に平均粒子径が0.1〜30μm程度
のものが用いられることが多いが、例えば、正極活物質
の平均粒子径が10μmである場合には、フレーク状の
金属の平均粒子径は1〜10μmが好ましく、3〜5μ
mがより好ましい。フレーク状の金属の平均粒子径が正
極活物質の平均粒子径の0.1倍以上であることによっ
てフレーク状の金属が凝集することなく活物質粒子間に
均一に分散することができ、また、フレーク状の金属の
平均粒子径が正極活物質の平均粒子径の1倍以下である
ことによって活物質間に大電流が流れるのを効果的に抑
制することができる。なお、本発明において、フレーク
状の金属の平均粒子径は、100個のフレーク状の金属
の短径と長径の長さを顕微鏡観察によって測定し、個々
のフレーク状の金属の平均粒子径を求め、それを100
個のフレーク状の金属について平均することによって求
められる。
The average particle size of the flake-shaped metal is preferably 0.1 to 1 times, more preferably 0.3 to 0.5 times the average particle size of the positive electrode active material. In general, as the positive electrode active material, those having an average particle diameter of about 0.1 to 30 μm are often used. For example, when the average particle diameter of the positive electrode active material is 10 μm, The diameter is preferably 1 to 10 μm, and 3 to 5 μm.
m is more preferred. Since the average particle diameter of the flaky metal is 0.1 times or more the average particle diameter of the positive electrode active material, the flaky metal can be uniformly dispersed between the active material particles without agglomeration, When the average particle diameter of the flaky metal is not more than one time the average particle diameter of the positive electrode active material, it is possible to effectively suppress a large current from flowing between the active materials. In the present invention, the average particle diameter of the flaky metal is measured by observing the lengths of the minor axis and the major axis of 100 flaky metals under a microscope to determine the average particle diameter of each flaky metal. 100
It is determined by averaging individual flake-like metals.

【0012】本発明において用いるフレーク状の金属に
おけるフレーク状とは、一般に鱗片状といわれるものと
同義であって、薄い鱗状や箔状などの細片状の形状い
う。
The flake shape of the flake-like metal used in the present invention is synonymous with what is generally called a flake shape, and refers to a thin flake shape such as a thin scale or foil shape.

【0013】本発明において、正極集電体としては、例
えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼などの
箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを
用いることができるが、特にアルミニウム箔が好まし
い。この正極集電体は、正極全体の厚みを薄くする関係
上、厚みが30μm以下のものが好ましい。ただし、あ
まりにも薄すぎると、正極の作製にあたって、正極合剤
含有ペーストを塗布した際に皺が発生したり、引っ張り
により破れが生じるおそれがあるので、その厚みが上記
のように30μm以下で10μm以上が好ましい。そし
て、正極側のリード体の取付部は、通常、正極作製時に
正極集電体の一部に正極合剤層を形成せずに正極集電体
の露出部分を残しておくことによって設けられるが、正
極合剤層を正極集電体から剥がすことによって設けても
よい。
In the present invention, as the positive electrode current collector, for example, a foil of aluminum, nickel, stainless steel, or the like, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, and an aluminum foil is particularly preferable. The thickness of the positive electrode current collector is preferably 30 μm or less in order to reduce the thickness of the entire positive electrode. However, if it is too thin, wrinkles may occur when the positive electrode mixture-containing paste is applied during the production of the positive electrode, or the film may be broken by pulling, so that the thickness is 30 μm or less and 10 μm or less as described above. The above is preferred. The mounting portion of the lead body on the positive electrode side is usually provided by leaving an exposed portion of the positive electrode current collector without forming a positive electrode mixture layer on a part of the positive electrode current collector at the time of manufacturing the positive electrode. Alternatively, the positive electrode mixture layer may be provided by peeling the positive electrode mixture layer from the positive electrode current collector.

【0014】また、負極は負極集電体の少なくとも一部
に負極活物質を含有する負極合剤層を形成することによ
って作製される。
Further, the negative electrode is manufactured by forming a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material on at least a part of a negative electrode current collector.

【0015】上記負極活物質としては、リチウムイオン
をドープ・脱ドープできる物質であれば特に限定される
ことなく種々のものを用い得るが、特に炭素系材料が好
ましく、具体的には、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コ
ークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成
体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、
グラファイトなどが好適に用いられ、特に黒鉛が好まし
い。
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of doping and undoping lithium ions, and various materials can be used. Particularly, a carbon-based material is preferable. Graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon,
Graphite or the like is suitably used, and graphite is particularly preferable.

【0016】本発明において、フレーク状の金属を負極
合剤層に含有させる場合、該負極合剤層は、例えば、上
記負極活物質と、フレーク状の金属と、例えばポリフッ
化ビニリデンなどのバインダーを含み有機溶剤でペース
ト状に調製した負極合剤含有ペーストを負極集電体の少
なくとも一部に塗布し乾燥することによっても形成さ
れ、必要に応じプレスして調厚される。
In the present invention, when the flake-shaped metal is contained in the negative electrode mixture layer, the negative electrode mixture layer contains, for example, the above-mentioned negative electrode active material, the flake-shaped metal, and a binder such as polyvinylidene fluoride. The negative electrode mixture-containing paste prepared in the form of a paste with an organic solvent is also applied to at least a part of the negative electrode current collector and dried, and is pressed and adjusted as necessary.

【0017】フレーク状の金属を負極合剤層に含有させ
る場合、該フレーク状の金属としては、ニッケル、コバ
ルト、銅、クロム、鉄、チタンおよびステンレス鋼より
なる群から選ばれる少なくとも1種の金属で構成される
が、特にニッケル、銅、ステンレス鋼などで構成される
ものが好ましい。そして、このフレーク状の金属の負極
合剤層中の含有量としては、上記フレーク状の金属を除
く負極合剤成分(例えば、負極活物質およびバインダー
など)に対して0.5重量部以上、特に2重量部以上が
好ましく、10重量部以下、特に5重量部以下が好まし
い。つまり、フレーク状の金属を上記負極合剤成分に対
して0.5重量部以上にすることによって高率放電特性
の向上や短絡時における安全性の向上を達成することが
でき、フレーク状の金属を上記負極合剤成分に対して1
0重量部以下にすることによって負極活物質量の減少を
抑制して必要な容量を確保することができる。
When the flaky metal is contained in the negative electrode mixture layer, the flaky metal is at least one metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, copper, chromium, iron, titanium and stainless steel. , But is particularly preferably made of nickel, copper, stainless steel, or the like. The content of the flaky metal in the negative electrode material mixture layer is 0.5 parts by weight or more based on the negative electrode material mixture component (for example, the negative electrode active material and the binder) excluding the flake metal. It is particularly preferably at least 2 parts by weight, more preferably at most 10 parts by weight, particularly preferably at most 5 parts by weight. That is, by making the flake-form metal 0.5 parts by weight or more based on the above-mentioned negative electrode mixture component, it is possible to achieve an improvement in high-rate discharge characteristics and an improvement in safety at the time of short-circuit. To the negative electrode mixture component
By setting the amount to be 0 part by weight or less, it is possible to suppress a decrease in the amount of the negative electrode active material and secure a necessary capacity.

【0018】また、負極合剤層に含有させるフレーク状
の金属の平均粒子径は負極活物質の平均粒子径の0.1
〜1倍であることが好ましく、0.3〜0.5倍がより
好ましい。負極活物質としては一般に平均粒子径が0.
1〜30μm程度のものが用いられることが多いが、例
えば、負極活物質の平均粒子径が7μmである場合に
は、フレーク状の金属の平均粒子径は0.7〜7μmが
好ましく、2.1〜3.5μmがより好ましい。そし
て、このフレーク状の金属の平均粒子径が、負極活物質
の平均粒子径の0.1〜1倍が好ましいという理由は正
極活物質に対する場合と同様である。なお、本発明にお
いては、フレーク状の金属を正極合剤層または負極合剤
層の少なくとも一方に含有させればよいが、フレーク状
の金属を正極合剤層および負極合剤層の両方に含有させ
てもよいことはもちろんである。
The average particle size of the flake-like metal contained in the negative electrode mixture layer is 0.1% of the average particle size of the negative electrode active material.
It is preferably from 1 to 1, more preferably from 0.3 to 0.5. In general, the average particle diameter of the negative electrode active material is 0.1.
A material having a particle size of about 1 to 30 μm is often used. For example, when the average particle diameter of the negative electrode active material is 7 μm, the average particle diameter of the flaky metal is preferably 0.7 to 7 μm, and 1 to 3.5 μm is more preferred. The reason that the average particle diameter of the flake-shaped metal is preferably 0.1 to 1 times the average particle diameter of the negative electrode active material is the same as that for the positive electrode active material. In the present invention, the flake-shaped metal may be contained in at least one of the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer, but the flake-shaped metal is contained in both the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer. Needless to say, this may be done.

【0019】本発明において、負極集電体としては、例
えば、銅、ニッケルなどの箔、パンチングメタル、網、
エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔また
はニッケル箔が用いられる。この負極集電体は、負極全
体の厚みを薄くする関係上、厚みが30μm以下のもの
が好ましい。ただし、あまりにも薄すぎると、負極の作
製にあたって、負極合剤含有ペーストを塗布した際に皺
が発生したり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあ
るので、その厚みは上記のように30μm以下で5μm
以上が好ましい。そして、負極側のリード体の取付部
は、通常、負極作製時に負極集電体の一部に負極合剤層
を形成せずに負極集電体の露出部分を残しておくことに
よって設けられるが、負極合剤層を負極集電体から剥が
すことによって設けてもよい。
In the present invention, as the negative electrode current collector, for example, foils such as copper and nickel, punched metal, mesh,
An expanded metal or the like can be used, but usually, a copper foil or a nickel foil is used. The thickness of the negative electrode current collector is preferably 30 μm or less in order to reduce the thickness of the entire negative electrode. However, if it is too thin, wrinkles may occur when the negative electrode mixture-containing paste is applied, or the film may be broken by pulling in the preparation of the negative electrode. Therefore, the thickness is 30 μm or less and 5 μm or less as described above.
The above is preferred. The mounting portion of the lead body on the negative electrode side is usually provided by leaving the exposed portion of the negative electrode current collector without forming the negative electrode mixture layer on a part of the negative electrode current collector at the time of producing the negative electrode. Alternatively, the negative electrode mixture layer may be provided by peeling the negative electrode mixture layer from the negative electrode current collector.

【0020】上記のような構成からなる正極と負極はそ
の間にセパレータを介在させて重ね合わせ、渦巻状に巻
回したり、折り曲げたり、複数層に積層するなどの適宜
の手段によって電極群とし、その電極群をアルミニウム
製やステンレス鋼製などの電池缶に収容し、その開口部
を封口板などで密封するか、あるいはアルミニウム箔を
芯材とするラミネートフィルムで形成される空間内に密
封して外装することによって非水二次電池が作製され
る。
The positive electrode and the negative electrode having the above-described configuration are overlapped with a separator interposed therebetween, and are formed into an electrode group by an appropriate means such as spirally winding, bending, or laminating a plurality of layers. The electrode group is housed in a battery can made of aluminum or stainless steel, and its opening is sealed with a sealing plate or the like, or sealed in a space formed by a laminated film with aluminum foil as the core material and packaged. By doing so, a non-aqueous secondary battery is manufactured.

【0021】本発明において、外装体とは、上記のよう
な電極群などで構成される発電要素を密封状態に外装で
きるものであればよく、上記例示のような電池缶と封口
板やガスケットなどで構成されるものであってもよい
し、また上記ラミネートフィルムで構成されるものであ
ってもよい。また、上記ラミネートフィルムで外装体を
構成する場合、通常、ラミネートフィルムを2枚用い、
電極群の厚みにあわせて、あらかじめそのうちの一方ま
たは両方を鍔付きの容器状に成形しておいてもよい。
In the present invention, the exterior body may be any as long as it can externally enclose a power generation element composed of the above-mentioned electrode group and the like in a sealed state, such as a battery can and a sealing plate or a gasket as exemplified above. And may be constituted by the above-mentioned laminated film. In addition, when the exterior body is composed of the laminate film, usually, two laminate films are used,
According to the thickness of the electrode group, one or both of them may be formed in advance into a flanged container shape.

【0022】上記電極群とともに発電要素を構成する電
解質としては、通常、有機溶媒にリチウム塩を溶解させ
た非水系の液状電解質(「電解液」という)が用いられ
る。上記電解液の溶媒は特に限定されることはないが、
鎖状エステルを主溶媒として用いることが適している。
そのような鎖状エステルとしては、例えば、ジエチルカ
ーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DM
C)、エチルメチルカーボネート(EMC)、酢酸エチ
ル(EA)、プロピオン酸メチル(MP)などの鎖状の
COO−結合を有する有機溶媒が挙げられる。この鎖状
エステルが電解液の主溶媒であるということは、これら
の鎖状エステルが全溶媒成分中の50体積%より多い体
積を占めることを意味しており、特に鎖状エステルが全
溶媒成分中の65体積%以上、とりわけ鎖状エステルが
全溶媒成分中の70体積%以上を占めることが好まし
く、なかでも鎖状エステルが全溶媒成分中の75体積%
以上を占めることが好ましい。
As the electrolyte constituting the power generating element together with the above-mentioned electrode group, a non-aqueous liquid electrolyte in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent (referred to as "electrolytic solution") is usually used. The solvent of the electrolyte is not particularly limited,
Suitably, chain esters are used as the main solvent.
Examples of such a chain ester include diethyl carbonate (DEC) and dimethyl carbonate (DM
Organic solvents having a chain-like COO-bond such as C), ethyl methyl carbonate (EMC), ethyl acetate (EA), and methyl propionate (MP). The fact that the chain ester is the main solvent of the electrolytic solution means that the chain ester occupies more than 50% by volume of the total solvent component, and in particular, the chain ester is the solvent component of the total solvent component. Preferably, the chain ester accounts for at least 70% by volume of the total solvent component, especially the chain ester accounts for 75% by volume of the total solvent component.
It is preferable to occupy the above.

【0023】電解液の溶媒として、この鎖状エステルを
主溶媒にすることが好ましいとしているのは、鎖状エス
テルが全溶媒成分中の50体積%を超えることによっ
て、電池特性、特に低温時の電池特性が改善されるから
である。
It is preferred that the chain ester be used as the main solvent as the solvent for the electrolytic solution because the chain ester exceeds 50% by volume of the total solvent component, and the battery characteristics, especially at low temperature, This is because battery characteristics are improved.

【0024】ただし、電池容量の向上をはかるために
は、電解液の溶媒成分を上記鎖状エステルのみで構成す
るよりも、上記鎖状エステルに誘電率の高いエステル
(誘電率30以上のエステル)を混合して用いることが
好ましい。そのような誘電率の高いエステルの全溶媒成
分中で占める量としては、10体積%以上、特に20体
積%以上が好ましい。すなわち、誘電率の高いエステル
が全溶媒成分中で10体積%以上になると容量の向上が
明確に発現するようになり、誘電率の高いエステルが全
溶媒成分中で20体積%以上になると容量の向上がより
一層明確に発現するようになる。ただし、誘電率の高い
エステルの全溶媒成分中で占める体積が多くなりすぎる
と、電池の放電特性が低下する傾向があるので、誘電率
の高いエステルの全溶媒成分中で占める量としては、上
記のように好ましくは10体積%以上、より好ましくは
20体積%以上の範囲内で、40体積%以下が好まし
く、より好ましくは30体積%以下、さらに好ましくは
25体積%以下である。
However, in order to improve the battery capacity, an ester having a higher dielectric constant (an ester having a dielectric constant of 30 or more) is added to the chain ester rather than the solvent component of the electrolytic solution consisting of the chain ester alone. Are preferably used in combination. The amount of the ester having a high dielectric constant in the total solvent component is preferably at least 10% by volume, particularly preferably at least 20% by volume. That is, when the ester having a high dielectric constant is 10% by volume or more in all the solvent components, the capacity is clearly improved, and when the ester having a high dielectric constant is 20% by volume or more in all the solvent components, the capacity is increased. The improvement comes to appear more clearly. However, if the volume of the ester having a high dielectric constant in the total solvent component is too large, the discharge characteristics of the battery tend to decrease, so the amount of the ester having a high dielectric constant in the total solvent component is as described above. As described above, the content is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, preferably 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, and still more preferably 25% by volume or less.

【0025】上記誘電率の高いエステルとしては、例え
ば、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(BC)、γ−
ブチロラクトン(γ−BL)、エチレングリコールサル
ファイト(EGS)などが挙げられ、特にエチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネートなどの環状構造のも
のが好ましく、とりわけ環状のカーボネートが好まし
く、具体的にはエチレンカーボネート(EC)が好まし
い。
Examples of the ester having a high dielectric constant include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and γ-
Butyrolactone (γ-BL), ethylene glycol sulphite (EGS) and the like are preferable, and those having a cyclic structure such as ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable, and cyclic carbonate is particularly preferable. Specifically, ethylene carbonate (EC) is preferable. Is preferred.

【0026】また、上記誘電率の高いエステル以外に併
用可能な溶媒としては、例えば、1,2−ジメトキシエ
タン(1,2−DME)、1,3−ジオキソラン(1,
3−DO)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチ
ル−テトラヒドロフラン(2−Me−THF)、ジエチ
ルエーテル(DEE)などが挙げられる。そのほか、ア
ミン系またはイミド系有機溶媒や、含イオウ系または含
フッ素系有機溶媒なども用いることができる。
Examples of the solvent which can be used in combination with the ester having a high dielectric constant include, for example, 1,2-dimethoxyethane (1,2-DME) and 1,3-dioxolan (1,1).
3-DO), tetrahydrofuran (THF), 2-methyl-tetrahydrofuran (2-Me-THF), diethyl ether (DEE) and the like. In addition, an amine-based or imide-based organic solvent, a sulfur-containing or fluorine-containing organic solvent, and the like can also be used.

【0027】電解液の調製にあたって溶媒に溶解させる
リチウム塩などの電解質塩としては、例えば、LiCl
4 、LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiS
bF 6 、LiCF3 SO3 、LiC4 9 SO3 、Li
CF3 CO2 、Li2 2 4 (SO3 2 、LiN
(CF3 SO2 2 、LiC(CF3 SO2 3 、Li
n 2n+1SO3 (n≧2)などが単独でまたは2種以
上混合して用いられる。特にLiPF6 やLiC4 9
SO3 などは充放電特性が良好なことから好ましい。電
解液中における電解質塩の濃度は、特に限定されるもの
ではないが、0.3〜1.7mol/l、特に0.4〜
1.5mol/lが好ましい。
When preparing an electrolytic solution, dissolve it in a solvent.
As an electrolyte salt such as a lithium salt, for example, LiCl
OFour, LiPF6, LiBFFour, LiAsF6, LiS
bF 6, LiCFThreeSOThree, LiCFourF9SOThree, Li
CFThreeCOTwo, LiTwoCTwoF Four(SOThree)Two, LiN
(CFThreeSOTwo)Two, LiC (CFThreeSOTwo)Three, Li
CnF2n + 1SOThree(N ≧ 2) alone or two or more
The above mixture is used. Especially LiPF6And LiCFourF9
SOThreeAnd the like are preferable because of good charge / discharge characteristics. Electric
The concentration of the electrolyte salt in the solution is particularly limited
It is not 0.3 to 1.7 mol / l, especially 0.4 to 1.7 mol / l
1.5 mol / l is preferred.

【0028】また、本発明においては、上記電解液以外
に、ゲル状電解質や固体電解質なども用いることができ
る。それらのゲル状電解質や固体電解質としては、無機
系電解質のほか、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、エポキシ樹脂、ポリアクリロニトリ
ル、ウレタン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、またはそ
れらの誘導体などを主材にした有機系電解質などを挙げ
ることができる。
In the present invention, a gel electrolyte, a solid electrolyte, or the like can be used in addition to the above-mentioned electrolyte. Examples of the gel electrolyte and solid electrolyte include inorganic electrolytes, polyethylene oxide, polypropylene oxide, epoxy resin, polyacrylonitrile, urethane resin, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and vinylidene fluoride. -An organic electrolyte containing a tetrafluoroethylene copolymer or a derivative thereof as a main material.

【0029】本発明において、セパレータとしては、例
えば、微孔性樹脂フィルム、不織布などが好適に用いら
れる。上記微孔性樹脂フィルムとしては、例えば、微孔
性ポリエチレンフィルム、微孔性ポリプロピレンフィル
ム、微孔性エチレン−プロピレンコポリマーフィルムな
どが挙げられる。また、上記不織布としては、例えば、
ポリプロピレン不織布、ポリエチレン不織布、ポリエチ
レンテレフタレート不織布、ポリブチレンテレフタレー
ト不織布などが挙げられる。
In the present invention, as the separator, for example, a microporous resin film, a nonwoven fabric or the like is suitably used. Examples of the microporous resin film include a microporous polyethylene film, a microporous polypropylene film, and a microporous ethylene-propylene copolymer film. Further, as the nonwoven fabric, for example,
Examples include a polypropylene nonwoven fabric, a polyethylene nonwoven fabric, a polyethylene terephthalate nonwoven fabric, and a polybutylene terephthalate nonwoven fabric.

【0030】本発明の非水二次電池において、電解質と
して液状電解質である電解液を用いる場合は、セパレー
タとしては上記例示の微孔性樹脂フィルムや不織布など
を通常の状態で用いるが、ゲル状電解質を用いる場合、
そのゲル状電解質の支持体として用いている不織布など
にセパレータとしての役割を兼ねさせてもよい。さら
に、電解質として固体電解質を用いる場合には、その固
体電解質にセパレータの役割を兼ねさせてもよい。
In the non-aqueous secondary battery of the present invention, when an electrolyte which is a liquid electrolyte is used as the electrolyte, the above-described microporous resin film or non-woven fabric is used in a normal state as the separator, but the gel-like separator is used. When using an electrolyte,
Nonwoven fabric or the like used as a support for the gel electrolyte may also serve as a separator. Further, when a solid electrolyte is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

【0031】また、電解質として電解液を用いる場合、
電池組立にあたって、電解液は電池缶内に電極群を挿入
した後に該電池缶内に注入するが、ゲル状電解質の場
合、あらかじめ電極やセパレータとなる支持体に保持さ
せてもおいてもよい。
When an electrolytic solution is used as the electrolyte,
In assembling the battery, the electrolytic solution is injected into the battery can after inserting the electrode group into the battery can. In the case of a gel electrolyte, the electrolyte may be held in advance on a support serving as an electrode or a separator.

【0032】[0032]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to only these examples.

【0033】以下の実施例などにおいては、まず、フレ
ーク状の金属を正極合剤層中に0〜10重量部の範囲で
含有させた正極とフレーク状の金属を負極合剤層中に0
〜10重量部の範囲で含有させた負極を作製し、それら
を組み合わせて使用し、それを実施例と比較例にするの
で、まず、正極と負極の作製について説明する。
In the following examples and the like, first, a positive electrode containing flake-shaped metal in a range of 0 to 10 parts by weight in the positive electrode mixture layer and a flake-shaped metal in the negative electrode mixture layer were added.
A negative electrode containing 10 to 10 parts by weight is prepared, and used in combination to make an example and a comparative example. First, the preparation of the positive electrode and the negative electrode will be described.

【0034】正極の作製:正極活物質であるLiCoO
2 90重量部に導電助剤であるカーボンブラック5重量
部とバインダーであるポリフッ化ビニリデン5重量部と
添加剤であるフレーク状のアルミニウムを後記の表1に
示す組成で0〜10重量部(0重量部、1重量部、2重
量部、3重量部、10重量部)加え、溶剤としてN−メ
チル−2−ピロリドンを用いて均一になるように混合
し、正極合剤含有ペーストを調製した。この正極合剤含
有ペーストを厚さ25μmのアルミニウム箔からなる正
極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥して正極合剤層を
形成した。得られた帯状体を乾燥後、プレスして厚み1
30μmに加圧成形し、切断して正極を作製した。ただ
し、上記正極の作製にあたっては、アルミニウム箔の一
部に正極合剤含有ペーストを塗布せず、アルミニウム箔
の露出部分を残しておき、そこをリード体との接続部分
とした。
Preparation of positive electrode: LiCoO as positive electrode active material
2 90 parts by weight of 5 parts by weight of carbon black as a conductive additive, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and flake-like aluminum as an additive were added in an amount of 0 to 10 parts by weight (0 to 10 parts by weight) according to the composition shown in Table 1 below. Parts by weight, 1 part by weight, 2 parts by weight, 3 parts by weight, and 10 parts by weight) and mixed uniformly using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to prepare a positive electrode mixture-containing paste. The paste containing the positive electrode mixture was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 25 μm, and dried to form a positive electrode mixture layer. After drying the obtained band-shaped body, it was pressed to a thickness of 1 mm.
The positive electrode was formed by pressing to 30 μm and cut. However, in manufacturing the positive electrode, the positive electrode mixture-containing paste was not applied to part of the aluminum foil, leaving an exposed part of the aluminum foil, which was used as a connection part with the lead.

【0035】使用したフレーク状のアルミニウムは、長
さと幅の比がほぼ1:1の円形状で厚みが0.8μmで
あり、その平均粒子径は4μmであって、正極活物質の
LiCoO2 の平均粒子径(10μm)に対して約0.
4倍であった。
The flake-shaped aluminum used was a circular shape having a length-to-width ratio of approximately 1: 1, a thickness of 0.8 μm, an average particle size of 4 μm, and a LiCoO 2 cathode active material. About 0.2 with respect to the average particle diameter (10 μm).
It was four times.

【0036】負極の作製:負極活物質として天然黒鉛9
0重量部にバインダーとしてのポリフッ化ビニリデン8
重量部と添加剤であるフレーク状のニッケルを後記の表
2に示す組成で0〜10重量部(0重量部、1重量部、
2重量部、3重量部、10重量部)加え、溶剤としてN
−メチル−2−ピロリドンを用いて均一になるように混
合し、負極合剤含有ペーストを調製した。この負極活物
質含有ペーストを厚さ10μmの銅箔からなる負極集電
体の両面に均一に塗布し、乾燥して負極合剤層を形成し
た。得られた帯状体を乾燥後、プレスして厚み130μ
mに加圧成形し、切断して負極を作製した。ただし、上
記負極の作製にあたっては、正極の場合と同様に負極集
電体の一部に負極活物質含有ペーストを塗布せず、銅箔
の露出部分を残しておき、そこをリード体との接続部分
とした。
Preparation of negative electrode: natural graphite 9 as negative electrode active material
0 parts by weight of polyvinylidene fluoride 8 as a binder
0 to 10 parts by weight (0 part by weight, 1 part by weight,
2 parts by weight, 3 parts by weight, 10 parts by weight) and N as a solvent.
-Methyl-2-pyrrolidone was used to mix uniformly to prepare a negative electrode mixture-containing paste. The paste containing the negative electrode active material was uniformly applied to both surfaces of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 10 μm, and dried to form a negative electrode mixture layer. After drying the obtained band-shaped body, it was pressed to a thickness of 130 μm.
m, and cut to produce a negative electrode. However, in the production of the above-mentioned negative electrode, the negative electrode active material-containing paste was not applied to a part of the negative electrode current collector as in the case of the positive electrode, leaving an exposed portion of the copper foil and connecting it to the lead body. Part.

【0037】この負極の作製にあたって使用したフレー
ク状のニッケルは、長さと幅の比がほぼ1:1の円形状
で厚みが0.8μmであり、その平均粒子径は3μmで
あって、負極活物質の天然黒鉛の平均粒子径(7μm)
に対して約0.4倍であった。
The flake-like nickel used in producing the negative electrode was a circular shape having a length-to-width ratio of about 1: 1 and a thickness of 0.8 μm, an average particle size of 3 μm, and a negative electrode active material. Average particle size of natural graphite (7μm)
About 0.4 times.

【0038】電解液の調製:プロピレンカーボネートと
エチレンカーボネートとの体積比1:1の混合溶媒にL
iPF6 を1.22mol/l溶解させることによって
有機溶媒系の非水電解液を調製した。
Preparation of electrolyte solution: L was added to a mixed solvent of propylene carbonate and ethylene carbonate at a volume ratio of 1: 1.
It was prepared nonaqueous electrolytic solution of an organic solvent system by causing the iPF 6 dissolved 1.22 mol / l.

【0039】実施例1〜4 上記のように作製した5種類の正極中の4種類の正極
(すなわち、フレーク状のアルミニウムの含有量が1重
量部、2重量部、3重量部、10重量部の正極)のそれ
ぞれと、上記負極のうちフレーク状のニッケルの含有量
が0重量部の負極(つまり、フレーク状のニッケルを含
有させていない負極)とを厚さ25μmの微孔性ポリエ
チレンフィルムからなるセパレータを介して重ね、渦巻
状に巻回して渦巻状の巻回構造の電極群にした。この巻
回構造の電極群を電池缶に挿入した後、上記電解液を所
定量注入して、ついで常法により封口し、図1に示す構
造で円筒形の非水二次電池を作製した。
Examples 1 to 4 Four kinds of positive electrodes among the five kinds of positive electrodes prepared as described above (that is, when the content of flake aluminum was 1 part by weight, 2 parts by weight, 3 parts by weight, 10 parts by weight) Of the above negative electrode and the negative electrode having a flake-like nickel content of 0 parts by weight (that is, a negative electrode not containing flake-like nickel) among the above-mentioned negative electrodes from a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm. , And spirally wound to form an electrode group having a spirally wound structure. After inserting this wound electrode group into a battery can, a predetermined amount of the above-mentioned electrolyte was injected, and then the container was sealed by a conventional method to produce a cylindrical non-aqueous secondary battery having the structure shown in FIG.

【0040】ここで、図1に示す電池について説明する
と、1は前記の正極で、2は前記の負極である。ただ
し、図1では、繁雑化を避けるため、正極1や負極2の
作製にあたって使用した集電体などは図示していない。
そして、これらの正極1と負極2はセパレータ3を介し
て渦巻状に巻回され、渦巻状電極体にして上記の電解液
4と共に電池缶5内に収容されている。
Here, the battery shown in FIG. 1 will be described. 1 is the positive electrode and 2 is the negative electrode. However, FIG. 1 does not show the current collectors used for producing the positive electrode 1 and the negative electrode 2 in order to avoid complication.
The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are spirally wound with a separator 3 interposed therebetween, and are housed in a battery can 5 together with the electrolytic solution 4 as a spiral electrode body.

【0041】電池缶5はステンレス鋼製で、その底部に
は上記渦巻状電極体の挿入に先立って、ポリプロピレン
からなる絶縁体6が配置されている。封口板7は、アル
ミニウム製で円板状をしていて、その中央部に薄肉部7
aを設け、かつ上記薄肉部7aの周囲に電池内圧を防爆
弁9に作用させるための圧力導入口7bとしての孔が設
けられている。そして、この薄肉部7aの上面に防爆弁
9の突出部9aが溶接され、溶接部分11を構成してい
る。なお、上記の封口板7に設けた薄肉部7aや防爆弁
9の突出部9aなどは、図面上での理解がしやすいよう
に、切断面のみを図示しており、切断面後方の輪郭は図
示を省略している。また、封口板7の薄肉部7aと防爆
弁9の突出部9aの溶接部分11も、図面上での理解が
容易なように、実際よりは誇張した状態に図示してい
る。
The battery can 5 is made of stainless steel, and an insulator 6 made of polypropylene is disposed at the bottom of the battery can 5 before the spiral electrode body is inserted. The sealing plate 7 is made of aluminum and is in the shape of a disk.
In addition, a hole is provided around the thin portion 7a as a pressure introduction port 7b for applying the internal pressure of the battery to the explosion-proof valve 9. The projection 9a of the explosion-proof valve 9 is welded to the upper surface of the thin portion 7a to form a welded portion 11. In addition, the thin portion 7a provided on the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 and the like are shown only in a cut surface so that the drawing can be easily understood, and the outline behind the cut surface is Illustration is omitted. Also, the welded portion 11 of the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 is shown in an exaggerated state in order to facilitate understanding on the drawing.

【0042】端子板8は、圧延鋼製で表面にニッケルメ
ッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしてお
り、この端子板8にはガス排出口8aが設けられてい
る。防爆弁9は、アルミニウム製で円板状をしており、
その中央部には発電要素側(図1では、下側)に先端部
を有する突出部9aが設けられ、かつ薄肉部9bが設け
られ、上記突出部9aの下面が、前記したように、封口
板7の薄肉部7aの上面に溶接され、溶接部分11を構
成している。絶縁パッキング10は、ポリプロピレン製
で環状をしており、封口板7の周縁部の上部に配置さ
れ、その上部に防爆弁9が配置していて、封口板7と防
爆弁9とを絶縁するとともに、両者の間から電解液が漏
れないように両者の間隙を封止している。環状ガスケッ
ト12はポリプロピレン製で、リード体13はアルミニ
ウム製で、前記封口板7と正極1とを接続し、渦巻状電
極体の上部には絶縁体14が配置され、負極2と電池缶
5の底部とはニッケル製のリード体15で接続されてい
る。
The terminal plate 8 is made of rolled steel, has a nickel-plated surface, and has a hat-like shape with a peripheral edge formed in a flange shape. The terminal plate 8 is provided with a gas outlet 8a. . The explosion-proof valve 9 is made of aluminum and has a disk shape.
In the center thereof, a protruding portion 9a having a tip portion is provided on the power generation element side (the lower side in FIG. 1), and a thin portion 9b is provided, and the lower surface of the protruding portion 9a is closed as described above. It is welded to the upper surface of the thin portion 7a of the plate 7 to form a welded portion 11. The insulating packing 10 is made of polypropylene and has an annular shape. The insulating packing 10 is disposed above the peripheral edge of the sealing plate 7, and the explosion-proof valve 9 is disposed thereon. The gap between the two is sealed so that the electrolyte does not leak from between the two. The annular gasket 12 is made of polypropylene, and the lead body 13 is made of aluminum. The sealing plate 7 and the positive electrode 1 are connected to each other. An insulator 14 is disposed above the spiral electrode body. The bottom portion is connected by a lead body 15 made of nickel.

【0043】この電池においては、封口板7の薄肉部7
aと防爆弁9の突出部9aとが溶接部分11で接触し、
防爆弁9の周縁部と端子板8の周縁部とが接触し、正極
1と封口板7とは正極側のリード体13で接続されてい
るので、通常の状態では、正極1と端子板8とはリード
体13、封口板7、防爆弁9およびそれらの溶接部分1
1によって電気的接続が得られ、電路として正常に機能
する。
In this battery, the thin portion 7 of the sealing plate 7
a and the projecting portion 9a of the explosion-proof valve 9 come into contact at the welded portion 11,
Since the peripheral portion of the explosion-proof valve 9 and the peripheral portion of the terminal plate 8 are in contact with each other, and the positive electrode 1 and the sealing plate 7 are connected by the lead 13 on the positive electrode side, in a normal state, the positive electrode 1 and the terminal plate 8 Means a lead body 13, a sealing plate 7, an explosion-proof valve 9, and their welded parts 1
1 provides an electrical connection and functions normally as an electrical circuit.

【0044】そして、電池が高温にさらされるなど、電
池に異常事態が起こり、電池内部にガスが発生して電池
の内圧が上昇した場合には、その内圧上昇により、防爆
弁9の中央部が内圧方向(図1では、上側の方向)に変
形し、それに伴って溶接部分11で一体化されている薄
肉部7aに剪断力が働いて該薄肉部7aが破断するか、
または防爆弁9の突出部9aと封口板7の薄肉部7aと
の溶接部分11が剥離した後、この防爆弁9に設けられ
ている薄肉部9bが開裂してガスを端子板8のガス排出
口8aから電池外部に排出させて電池の破裂を防止する
ことができるように設計されている。
When an abnormal situation occurs in the battery, such as when the battery is exposed to a high temperature, and gas is generated inside the battery and the internal pressure of the battery rises, the central pressure of the explosion-proof valve 9 rises due to the rise in the internal pressure. It deforms in the direction of the internal pressure (upward direction in FIG. 1), and accordingly, the thin portion 7a integrated at the welded portion 11 is subjected to shearing force to break the thin portion 7a.
Alternatively, after the welding portion 11 between the projecting portion 9a of the explosion-proof valve 9 and the thin portion 7a of the sealing plate 7 is peeled off, the thin portion 9b provided on the explosion-proof valve 9 is torn, and gas is discharged from the terminal plate 8. The battery is designed to be discharged from the outlet 8a to the outside of the battery to prevent the battery from bursting.

【0045】得られた4種類の非水二次電池について高
率放電特性を調べ、かつ短絡試験を行った。その結果を
表1に示す。
The four types of non-aqueous secondary batteries obtained were examined for high-rate discharge characteristics and subjected to a short-circuit test. Table 1 shows the results.

【0046】高率放電特性は、それぞれの電池の0.2
Cでの放電容量と2Cでの放電容量を測定し、0.2C
での放電容量を100とし、これに対する2Cでの放電
容量の割合〔(2Cでの放電容量/0.2Cでの放電容
量)×100〕で表した。
The high-rate discharge characteristics were 0.2% for each battery.
The discharge capacity at 2C and the discharge capacity at 2C were measured.
The discharge capacity at 2C was represented by the ratio of the discharge capacity at 2C [(discharge capacity at 2C / discharge capacity at 0.2C) x 100].

【0047】短絡試験は、4.2Vで充電した電池に1
0mΩの導線をつなぎ電池表面に熱電対を取り付けて上
昇温度を測定することによって行い、結果は短絡による
発熱によって上昇した最高温度で示す。この短絡試験は
短絡により大電流が流れようとしたときに電池がいかに
電流の流れを抑制する作用を有しているかを明らかにす
るためのものである。
The short-circuit test was performed on a battery charged at 4.2 V
The measurement was performed by connecting a 0 mΩ lead wire and attaching a thermocouple to the surface of the battery to measure the temperature rise. The result is indicated by the maximum temperature increased by the heat generated by the short circuit. This short-circuit test is intended to clarify how the battery has a function of suppressing the current flow when a large current is about to flow due to a short circuit.

【0048】比較例1 前記のように作製した5種類の正極中のフレーク状のア
ルミニウムの含有量が0重量部の正極(つまり、フレー
ク状のアルミニウムを含有させていない正極)と前記の
ように作製した5種類の負極中のフレーク状のニッケル
の含有量が0重量部の負極(フレーク状のニッケルを含
有させていない負極)とを厚さ25μmの微孔性ポリエ
チレンフィルムからなるセパレータを介して重ね、渦巻
状に巻回して渦巻状の巻回構造の電極群にした。そし
て、この電極群を用いたほかは、実施例1と同様にして
円筒形の非水二次電池を作製した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The positive electrode in which the content of flaked aluminum in the five kinds of positive electrodes produced as described above was 0 parts by weight (that is, the positive electrode not containing flaked aluminum) and The negative electrode having a flake-like nickel content of 0 parts by weight (a negative electrode not containing flake-like nickel) in the five types of the prepared negative electrodes was interposed via a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm. The electrodes were stacked and spirally wound to form a spirally wound electrode group. Then, a cylindrical non-aqueous secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this electrode group was used.

【0049】得られた非水二次電池について、実施例1
と同様に高率放電特性を調べ、かつ短絡試験を行った。
その結果を表1に示す。
Example 1 of the obtained nonaqueous secondary battery
In the same manner as in the above, high-rate discharge characteristics were examined, and a short-circuit test was performed.
Table 1 shows the results.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】表1に示すように、比較例1は、フレーク
状のアルミニウムの含有量が0重量部のもの、つまり、
正極合剤層中にフレーク状のアルミニウムを含有させて
いないものであるが、この比較例1では、高率放電特性
が59%(すなわち、2Cでの放電容量が0.2Cでの
放電容量の59%)にすぎず、また、短絡試験で温度が
150℃以上に上昇したが、実施例1〜4では、高率放
電特性が優れ、かつ短絡試験での温度上昇が抑制されて
いて、短絡時における安全性が高かった。この実施例1
〜4の試験結果から明らかなように、フレーク状のアル
ミニウムを正極合剤中に含有させることにより、高率放
電特性が向上し、特にフレーク状のアルミニウムの含有
量が2重量部の実施例2、3重量部の実施例3、10重
量部の実施例4では、高率放電特性が優れていた。ま
た、短絡試験に関しては、フレーク状のアルミニウムを
正極合剤層中に含有させた実施例1〜4では、そのフレ
ーク状のアルミニウムの含有量の増加に伴って温度の上
昇が抑制されていて、フレーク状のアルミニウムを正極
合剤層中に含有させることによって、短絡時における安
全性(つまり、短絡に基づく火災に対する安全性)が向
上することが明らかであった。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1, the content of flake aluminum was 0 parts by weight, that is,
Although the flake-like aluminum was not contained in the positive electrode mixture layer, in Comparative Example 1, the high-rate discharge characteristics were 59% (that is, the discharge capacity at 2C was 0.2% and the discharge capacity was 0.2%). 59%), and the temperature rose to 150 ° C. or higher in the short-circuit test. However, in Examples 1 to 4, the high-rate discharge characteristics were excellent, and the temperature rise in the short-circuit test was suppressed. The safety at the time was high. Example 1
As is clear from the test results of Examples 2 to 4, the inclusion of flake-like aluminum in the positive electrode mixture improves the high-rate discharge characteristics, and particularly, the content of flake-like aluminum in Example 2 is 2 parts by weight. In Example 3 with 3 parts by weight and Example 4 with 10 parts by weight, high rate discharge characteristics were excellent. Further, with respect to the short-circuit test, in Examples 1 to 4 in which flake-like aluminum was contained in the positive electrode mixture layer, the rise in temperature was suppressed with an increase in the content of the flake-like aluminum, It was apparent that the safety at the time of short-circuiting (that is, the safety against fire due to short-circuiting) was improved by including flake-like aluminum in the positive electrode mixture layer.

【0052】実施例5〜8 前記のように作製した5種類の負極中の4種類の負極
(すなわち、フレーク状のニッケルの含有量が1重量
部、2重量部、3重量部、10重量部の負極)のそれぞ
れと、前記正極のうちフレーク状のアルミニウムの含有
量が0重量部の正極(つまり、フレーク状のアルミニウ
ムを含有させていない正極)とを厚さ25μmの微孔性
ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介して重
ね、渦巻状に巻回して渦巻状の巻回構造の電極群にし
た。そして、この電極群を用いたほかは、実施例1と同
様にして円筒形の非水二次電池を作製した。
Examples 5 to 8 Four kinds of negative electrodes among the five kinds of negative electrodes produced as described above (that is, the content of flake-like nickel was 1 part by weight, 2 parts by weight, 3 parts by weight, 10 parts by weight) Negative electrode) and a positive electrode having a flake-like aluminum content of 0 parts by weight in the positive electrode (that is, a positive electrode not containing flake-like aluminum) from a 25 μm-thick microporous polyethylene film. , And spirally wound to form an electrode group having a spirally wound structure. Then, a cylindrical non-aqueous secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this electrode group was used.

【0053】得られた4種類の非水二次電池について、
実施例1と同様に高率放電特性を調べ、かつ短絡試験を
行った。その結果を表2に示す。また、表2には、これ
ら実施例5〜8との比較のため前記比較例1の結果も併
せて示す。
Regarding the obtained four types of non-aqueous secondary batteries,
High-rate discharge characteristics were examined and a short-circuit test was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results. Table 2 also shows the results of Comparative Example 1 for comparison with Examples 5 to 8.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】表2に示すように、比較例1は、フレーク
状のニッケルの含有量が0重量部のもの、つまり、負極
合剤層中にフレーク状のニッケルを含有させていない
(もちろん、正極合剤層中にはフレーク状のアルミニウ
ムを含有させていない)ものであるが、この比較例1で
は、高率放電特性が59%にすぎず、また、短絡試験で
温度が150℃以上に上昇したが、実施例5〜8では、
高率放電特性が優れ、かつ短絡試験での温度上昇が抑制
されていて、短絡時における安全性が高かった。この実
施例5〜8の試験結果から明らかなように、フレーク状
のニッケルを負極合剤層中に含有させることにより、高
率放電特性が向上し、特にフレーク状のニッケルの含有
量が2重量部の実施例6、3重量部の実施例7、10重
量部の実施例8では高率放電特性が優れていた。また、
短絡試験に関しては、フレーク状のニッケルを負極合剤
層中に含有させた実施例5〜8では、そのフレーク状の
ニッケルの含有量の増加に伴って温度の上昇が抑制され
ていて、フレーク状のニッケルを負極合剤層中に含有さ
せることによって、短絡時における安全性が向上するこ
とが明らかであった。
As shown in Table 2, in Comparative Example 1, the content of flake-like nickel was 0 part by weight, that is, the flake-like nickel was not contained in the negative electrode mixture layer (of course, the positive electrode The mixture layer does not contain flake-like aluminum.) In Comparative Example 1, however, the high-rate discharge characteristics were only 59%, and the temperature rose to 150 ° C. or higher in the short-circuit test. However, in Examples 5 to 8,
The high rate discharge characteristics were excellent, the temperature rise in the short circuit test was suppressed, and the safety at the time of short circuit was high. As is clear from the test results of Examples 5 to 8, the inclusion of flake-like nickel in the negative electrode mixture layer improves the high rate discharge characteristics, and particularly, the content of flake-like nickel is 2% by weight. In Example 6, 3 parts by weight of Example 7, and 10 parts by weight of Example 8, high rate discharge characteristics were excellent. Also,
Regarding the short-circuit test, in Examples 5 to 8 in which flaky nickel was contained in the negative electrode mixture layer, the increase in temperature was suppressed with an increase in the content of the flaky nickel, and the flaky nickel was suppressed. It was clear that by including nickel in the negative electrode mixture layer, the safety at the time of short circuit was improved.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高率
放電特性が優れ、かつ短絡時における安全性が高い非水
二次電池を提供することができた。
As described above, according to the present invention, a non-aqueous secondary battery having excellent high-rate discharge characteristics and high safety in the event of a short circuit can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る二次電池の一例を模式的に示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 セパレータ 1 positive electrode 2 negative electrode 3 separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長井 龍 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL07 AM00 AM03 AM04 AM07 AM16 BJ02 BJ14 DJ08 DJ16 EJ01 5H050 AA02 AA15 CA08 CB08 DA10 EA02 EA03 EA04 FA11 HA05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Ryu Nagai 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka F-term in Hitachi Maxell, Ltd. (Reference) 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL07 AM00 AM03 AM04 AM07 AM16 BJ02 BJ14 DJ08 DJ16 EJ01 5H050 AA02 AA15 CA08 CB08 DA10 EA02 EA03 EA04 FA11 HA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極集電体の少なくとも一部に正極活物
質を含有する正極合剤層を形成してなる正極と、負極集
電体の少なくとも一部に負極活物質を含有する負極合剤
層を形成してなる負極と、上記正極と負極との間に介在
するセパレータとからなる電極群を外装体で外装してな
る非水二次電池であって、上記正極合剤層または負極合
剤層の少なくとも一方にフレーク状の金属を含有するこ
とを特徴とする非水二次電池。
1. A positive electrode in which a positive electrode active material-containing layer is formed on at least a part of a positive electrode current collector, and a negative electrode mixture containing a negative electrode active material on at least a part of a negative electrode current collector A nonaqueous secondary battery in which an electrode group consisting of a negative electrode formed with a layer and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode is packaged with a package, wherein the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture A non-aqueous secondary battery characterized in that at least one of the agent layers contains a flake-like metal.
【請求項2】 上記フレーク状の金属の平均粒子径が、
正極活物質または負極活物質の平均粒子径の0.1〜1
倍であることを特徴とする請求項1記載の非水二次電
池。
2. The flake-shaped metal has an average particle diameter of:
0.1 to 1 of the average particle diameter of the positive electrode active material or the negative electrode active material
2. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is doubled.
【請求項3】 上記正極合剤層に含有するフレーク状の
金属が、アルミニウム、チタンおよびステンレス鋼より
なる群から選ばれる少なくとも1種の金属からなり、負
極合剤層に含有するフレーク状の金属が、ニッケル、コ
バルト、銅、クロム、鉄、チタンおよびステンレス鋼よ
りなる群から選ばれる少なくとも1種の金属からなるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の非水二次電池。
3. The flake-like metal contained in the positive electrode mixture layer comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, titanium and stainless steel, and the flake-like metal contained in the negative electrode mixture layer. 3. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous secondary battery comprises at least one metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, copper, chromium, iron, titanium, and stainless steel.
【請求項4】 負極活物質が、黒鉛からなることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水二次電池。
4. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is made of graphite.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015111566A (en) * 2013-11-08 2015-06-18 株式会社半導体エネルギー研究所 Electrode member, secondary battery, and method of fabricating electrode member

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JPH0298051A (en) * 1988-10-04 1990-04-10 Toshiba Battery Co Ltd Organic electrolyte battery
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