JP2010003552A

JP2010003552A - Secondary battery and its electrode part

Info

Publication number: JP2010003552A
Application number: JP2008161705A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Okano; 哲之岡野; Naoto Nishimura; 直人西村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery capable of surely restraining thermal runaway at low cost even if a short circuit is generated in a large-sized battery with a battery capacity larger than several Ah. <P>SOLUTION: Of the secondary battery provided with a cathode, an anode, a separator, a mesh member, and a nonaqueous electrolyte solution, the separator is arranged between the cathode and the anode, and the mesh members are arranged at least either between the separator and the cathode or between the separator and the anode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高容量を有する２次電池に関し、低コストで高い安全性を有する２次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery having a high capacity, and relates to a secondary battery having high safety at low cost.

リチウムイオン２次電池をはじめとする２次電池は、高容量・高エネルギー密度を有し、かつ、貯蔵性能や充放電の繰り返し特性に優れる為、広く民生機器に利用されている。一方で、２次電池は、リチウム金属および非水電解液を使用することから、安全性に対する十分な対応策が必要になる。 Secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have high capacity and high energy density, and are excellent in storage performance and charge / discharge repetition characteristics, and thus are widely used in consumer equipment. On the other hand, since the secondary battery uses lithium metal and a non-aqueous electrolyte, a sufficient countermeasure for safety is required.

たとえば、２次電池の正極と負極との間に何らかの原因によって短絡が生じた場合、エネルギー密度の高い電池では過大な短絡電流が流れ、内部抵抗によってジュール熱が発生して電池は温度上昇する。このため、リチウムイオン２次電池をはじめとする非水電解液を使用している２次電池では、電池が異常状態に陥ることを防止する機能が設けられる。 For example, when a short circuit occurs between the positive electrode and the negative electrode of a secondary battery for some reason, an excessive short circuit current flows in a battery with high energy density, Joule heat is generated due to internal resistance, and the battery temperature rises. For this reason, in a secondary battery using a non-aqueous electrolyte such as a lithium ion secondary battery, a function for preventing the battery from falling into an abnormal state is provided.

ここで、図４は従来技術の２次電池を説明するための模式的な断面図である。以下、図４を参照して説明する。 Here, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional secondary battery. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

図４を参照して説明する２次電池は、正極１０２、セパレータ１０３、および負極１０５を含む電極部１０１を備える。セパレータ１０３は、正極１０２と負極１０５との間に設けられており、９０〜１６０℃の融点を有するポリオレフィン系微多孔膜である。該セパレータ１０３は、２次電池の異常発熱時には軟化して微多孔が閉塞される。すると、セパレータ１０３のイオン伝導性が低下し、これにより電池反応を遮断するシャットダウン機能を有している。しかし、該シャットダウン機能が生じてからさらに、温度が上昇すると、該セパレータ１０３が溶融、流動化する。そして、結果としてセパレータ１０３に穴が生じ、正極１０２と負極１０５との間が短絡することにより、熱暴走を生じるおそれがある。 The secondary battery described with reference to FIG. 4 includes an electrode portion 101 including a positive electrode 102, a separator 103, and a negative electrode 105. The separator 103 is a polyolefin-based microporous film provided between the positive electrode 102 and the negative electrode 105 and having a melting point of 90 to 160 ° C. The separator 103 softens and closes the micropores when the secondary battery is abnormally heated. Then, the ion conductivity of the separator 103 is lowered, thereby having a shutdown function for blocking the battery reaction. However, when the temperature further rises after the shutdown function occurs, the separator 103 melts and fluidizes. As a result, a hole is formed in the separator 103, and a short circuit between the positive electrode 102 and the negative electrode 105 may cause thermal runaway.

ここで、図５は従来の別の２次電池を説明するための模式的な断面図である。以下、図５を参照して説明する。 Here, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining another conventional secondary battery. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

電極間の直接接触を抑制するために、たとえば、特開２００６−３５１３８６号公報（特許文献１）に記載の２次電池が開発されている。図５は、その一部を示すものである。特許文献１に記載の２次電池は、セパレータ１０３と正極１０２および負極１０５との間の少なくとも一方に、イオン伝導性を有し、且つ１６０℃より高い耐熱性を有する多孔質絶縁層１０４を配設している。このような構成によって、該２次電池は、異常温度時にセパレータ１０３のシャットダウン機能によって電池反応を遮断することができるとともに、セパレータ１０３を構成する樹脂の融点よりもさらに温度が上昇して樹脂が融解、流動化しても、正極と負極間の短絡箇所が拡大することを抑制できる。したがって、該２次電池の熱暴走による温度上昇を防止することができる。 In order to suppress direct contact between the electrodes, for example, a secondary battery described in JP-A-2006-351386 (Patent Document 1) has been developed. FIG. 5 shows a part thereof. In the secondary battery described in Patent Document 1, a porous insulating layer 104 having ion conductivity and heat resistance higher than 160 ° C. is disposed on at least one of the separator 103 and the positive electrode 102 and the negative electrode 105. Has been established. With such a configuration, the secondary battery can shut off the battery reaction by the shutdown function of the separator 103 at an abnormal temperature, and the temperature rises further than the melting point of the resin constituting the separator 103 and the resin melts. Even if it fluidizes, it can suppress that the short circuit location between a positive electrode and a negative electrode expands. Therefore, temperature rise due to thermal runaway of the secondary battery can be prevented.

該多孔質絶縁層１０４を有する２次電池の製造方法としては、絶縁性粒子および結着剤を含む多孔質絶縁層ペーストを正極１０２あるいは負極１０５の電極材上に塗布して形成される。この時、多孔質絶縁膜１０４は絶縁粒子と結着剤とを分散または溶解させたペーストを用いており、たとえばスクリーン印刷法などの方法により正極１０２あるいは負極１０５の電極材上に塗布されている。また、該ペーストは、正極１０２あるいは負極１０５の電極材上に５μｍ〜３０μｍの厚さで塗布され、０．０３μｍ以下の平均空孔径の多孔質絶縁膜を形成することができる。 As a method for manufacturing a secondary battery having the porous insulating layer 104, a porous insulating layer paste containing insulating particles and a binder is applied on the electrode material of the positive electrode 102 or the negative electrode 105. At this time, the porous insulating film 104 uses a paste in which insulating particles and a binder are dispersed or dissolved, and is applied on the electrode material of the positive electrode 102 or the negative electrode 105 by a method such as a screen printing method. . The paste can be applied on the electrode material of the positive electrode 102 or the negative electrode 105 in a thickness of 5 μm to 30 μm to form a porous insulating film having an average pore diameter of 0.03 μm or less.

その他の技術としては、特開平１１−７９３５号公報（特許文献２）に記載の発明のように、セパレータの構造として材料の融点が異なる複数個の多孔質フィルムを積層した後、熱を加え、延伸させて複数の材料を一体化させる発明が挙げられる。特許文献２においては、複数の機能を有するセパレータを完成させている。すなわち、該セパレータは、低温で電流遮断する機能を発現し、高温まで形状を保持する機能をひとつの材料で機能している。
特開２００６−３５１３８６号公報特開平１１−７９３５号公報 As other techniques, like the invention described in JP-A-11-7935 (Patent Document 2), after laminating a plurality of porous films having different melting points of the material as the separator structure, heat is applied, An invention in which a plurality of materials are integrated by stretching is mentioned. In Patent Document 2, a separator having a plurality of functions is completed. That is, the separator expresses a function of interrupting current at a low temperature, and functions to maintain the shape up to a high temperature with one material.
JP 2006-351386 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-7935

しかしながら、特許文献１に代表されるように、従来の２次電池の電極は、集電体上に塗布された電極材上に、さらに多孔質絶縁層１０４を塗布工程にて形成するため、それを実現する上で、工程管理や品質、コストの問題が存在する。 However, as represented by Patent Document 1, the electrode of the conventional secondary battery is formed by further forming the porous insulating layer 104 on the electrode material applied on the current collector in the application process. There are problems in process management, quality, and cost in realizing the above.

工程管理の問題としては、塗布されるペーストには溶媒が含有されているために、長時間塗布を続けていると、ペーストの溶剤成分が揮発してしまい、粘度変化が生じ、塗布形状に大きく影響を及ぼしてしまう。そこで、ペースト材の管理を十分行わなければならない。 As a matter of process management, the paste to be applied contains a solvent, and if the coating is continued for a long time, the solvent component of the paste will volatilize, resulting in a change in viscosity, resulting in a large applied shape. It will have an effect. Therefore, the paste material must be sufficiently managed.

また該ペーストの塗布後、ペースト中の溶媒を飛ばす為の乾燥工程が必要であり、溶剤の沸点以下の温度でゆっくりと乾燥させても、ペースト組成や膜厚条件によっては、塗布表面にひび割れが生じたりする可能性があり工程管理が非常に大変である。 In addition, after applying the paste, a drying process is required to drive off the solvent in the paste. Depending on the paste composition and film thickness conditions, cracks may occur on the coating surface even if the drying process is performed slowly at a temperature below the boiling point of the solvent. The process management is very difficult.

また２次電池の品質の問題としては、特に近年の電力貯蔵用との需要増大とともに、２次電池の容量も増大し、電極サイズは大型化され、一面に均一な膜厚で塗布するのは非常に難しくなっている。上記２次電池構造においては、電極材と多孔質絶縁層を２層重ねて塗布されており、膜厚のばらつきが重ね合わされ、ばらつきが非常に大きくなってしまい、寸法が安定しないという問題がある。また、組み込み時に予期せぬ外力が加わった場合、層間で剥離しやすいという問題がある。 As for the quality of the secondary battery, the capacity of the secondary battery has been increased with the recent increase in demand for power storage, the electrode size has been increased, and it is necessary to apply a uniform film thickness on one side. It has become very difficult. In the secondary battery structure described above, the electrode material and the porous insulating layer are applied in two layers, and there is a problem that the variation in film thickness is superimposed, the variation becomes very large, and the dimensions are not stable. . In addition, when an unexpected external force is applied at the time of incorporation, there is a problem that separation between layers tends to occur.

また２次電池の構造が捲回型の場合、電極部１０１は柔軟性を有することが要求されるが、ペースト材は結着材を含有しており、柔軟性に乏しくなる傾向があり、捲回型への適用は細心の注意を払う必要があった。 Further, when the secondary battery has a wound type structure, the electrode portion 101 is required to have flexibility, but the paste material contains a binder and tends to be less flexible. It was necessary to pay close attention to the application to the circular mold.

さらに、正極１０２と負極１０５との直接接触を抑制するための多孔質絶縁層は０．０３μｍ以下の空孔径が望ましいとしている。しかし、負極と正極との直接接触して熱暴走を発生する可能性のある接触面積は、接触抵抗によっても異なってくるが、本発明者らの検討の結果、数μｍオーダ以上の広い面積で接触した場合に発生することが明らかとなった。したがって、上記多孔質絶縁層の作製に当って、空孔径は過剰に管理されており、コストが高くなってしまうという欠点を有する。 Furthermore, the porous insulating layer for suppressing the direct contact between the positive electrode 102 and the negative electrode 105 has a pore diameter of 0.03 μm or less. However, the contact area that may cause thermal runaway due to direct contact between the negative electrode and the positive electrode varies depending on the contact resistance, but as a result of the study by the present inventors, the contact area has a wide area of several μm or more. It has become clear that this occurs when touched. Therefore, in the production of the porous insulating layer, the pore diameter is excessively controlled, and there is a disadvantage that the cost is increased.

また、特許文献２においては、上記積層時の課題と同様に、異種材料間の層で剥離しやすいという問題を有するとともに、複数の材料を積層した後、一括して延伸させるため、空孔径の管理が難しいという課題を有している。 Moreover, in patent document 2, since it has the problem that it is easy to peel in the layer between dissimilar materials similarly to the subject at the time of the said lamination | stacking, after laminating | stacking several materials, it is extended collectively, There is a problem that management is difficult.

本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、たとえば、電池容量が数Ａｈ以上の大型電池において短絡が生じたとしても、安価でかつ確実に熱暴走を抑制することができる２次電池を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problem. For example, even if a short circuit occurs in a large battery having a battery capacity of several Ah or more, a secondary battery that can reliably and reliably suppress thermal runaway. The purpose is to provide.

本発明は、正極と、負極と、セパレータと、メッシュ部材と、非水電解液とを備え、正極と負極との間にセパレータを配置し、セパレータと正極との間、および、セパレータと負極との間の少なくとも一方にメッシュ部材を配置した２次電池に関する。 The present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, a mesh member, and a non-aqueous electrolyte. The separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and between the separator and the positive electrode, and between the separator and the negative electrode. The present invention relates to a secondary battery in which a mesh member is disposed in at least one of them.

本発明の２次電池において、メッシュ部材の貫通孔は、平均開口径が５μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。 In the secondary battery of the present invention, the through holes of the mesh member preferably have an average opening diameter of 5 μm or more and 1 mm or less.

本発明の２次電池において、メッシュ部材の材料は、１６０℃以上の融点を有することが好ましい。 In the secondary battery of the present invention, the mesh member material preferably has a melting point of 160 ° C. or higher.

本発明の２次電池において、２次電池の容量は、５Ａｈ以上であることが好ましい。
本発明の２次電池において、２次電池は、リチウムイオン２次電池であることが好ましい。 In the secondary battery of the present invention, the capacity of the secondary battery is preferably 5 Ah or more.
In the secondary battery of the present invention, the secondary battery is preferably a lithium ion secondary battery.

また、本発明は、正極と、負極と、セパレータと、メッシュ部材とを備え、正極と負極との間にセパレータを配置し、セパレータと正極との間、および、セパレータと負極との間の少なくとも一方にメッシュ部材を配置した電極部に関する。 The present invention also includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a mesh member, the separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and at least between the separator and the positive electrode and between the separator and the negative electrode. The present invention relates to an electrode portion having a mesh member disposed on one side.

この発明の２次電池は、正極と負極との間にセパレータを配置し、セパレータと正極との間、および、セパレータと負極との間の少なくとも一方にメッシュ部材を配置する電極部を備えることで、簡単な構造で、熱暴走に至らないようにすることができる。 The secondary battery according to the present invention includes an electrode portion in which a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a mesh member is disposed between at least one of the separator and the positive electrode and between the separator and the negative electrode. With a simple structure, it can prevent thermal runaway.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、図面における長さ、大きさ、幅などの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. In addition, dimensional relationships such as length, size, and width in the drawings are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensions.

［第１の実施形態］
図１（ａ）は、本発明の２次電池の一実施形態を示す模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ部を拡大した模式図である。以下、図１（ａ）および図１（ｂ）に基づいて説明する。 [First Embodiment]
Fig.1 (a) is a typical perspective view which shows one Embodiment of the secondary battery of this invention, FIG.1 (b) is the schematic diagram which expanded the A section in Fig.1 (a). Hereinafter, description will be given based on FIG. 1A and FIG.

本実施形態の２次電池１０は、電極部１と、外装材１１と、非水電解液（図示せず）とを備える。該２次電池１０は、外装材１１で捲回型に成形された電極部１と非水電解液とを封止した構造を有する。本実施形態において、電極部１は、正極２と負極５とセパレータ３とメッシュ部材４とを備える。そして、電極部１は、正極２と負極５との間にセパレータ３が配置されている。そして、さらに、電極部１において、セパレータ３と正極２との間、および、セパレータ３と負極５との間の少なくとも一方にメッシュ部材４が配置されている。そして、２次電池１０内は、非水電解液で満たされており、各構成部材は、該非水電解液で満たされている。なお、該２次電池は、適宜リード等を設置し、外部に電気を取り出すことができ、かつ、充電することができるものであることは、いうまでもない。 The secondary battery 10 of the present embodiment includes an electrode unit 1, an exterior material 11, and a nonaqueous electrolytic solution (not shown). The secondary battery 10 has a structure in which an electrode part 1 formed into a wound shape with an exterior material 11 and a non-aqueous electrolyte are sealed. In the present embodiment, the electrode unit 1 includes a positive electrode 2, a negative electrode 5, a separator 3, and a mesh member 4. In the electrode unit 1, the separator 3 is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 5. Further, in the electrode part 1, the mesh member 4 is disposed between the separator 3 and the positive electrode 2 and at least one between the separator 3 and the negative electrode 5. The inside of the secondary battery 10 is filled with a non-aqueous electrolyte, and each component is filled with the non-aqueous electrolyte. Needless to say, the secondary battery can be appropriately charged by installing a lead or the like and taking out electricity outside.

次に、本実施形態の２次電池１０の製造方法について説明する。
まず、電極部１を準備する。集電体材料上に電極材を塗布することで正極２を作製し、該正極２の両全表面をセパレータ３で被覆する。次に、集電体上に電極材が塗布されてなる負極５を作製し、該負極５の両全表面にメッシュ部材４を配置し、次に、セパレータ３で被覆された正極２と、メッシュ部材４を介在させた状態で負極５とを積層して、電極部１を製造する。ただし、メッシュ部材４およびセパレータ３の配置は、上述の電極部１の構成の範囲で適宜選択することができる。 Next, a method for manufacturing the secondary battery 10 of the present embodiment will be described.
First, the electrode part 1 is prepared. The positive electrode 2 is produced by applying an electrode material on the current collector material, and both the entire surfaces of the positive electrode 2 are covered with the separator 3. Next, a negative electrode 5 in which an electrode material is applied on a current collector is prepared, mesh members 4 are arranged on both surfaces of the negative electrode 5, and then the positive electrode 2 coated with the separator 3 and the mesh The electrode part 1 is manufactured by laminating the negative electrode 5 with the member 4 interposed. However, the arrangement of the mesh member 4 and the separator 3 can be appropriately selected within the range of the configuration of the electrode unit 1 described above.

そして、２次電池１０の所望の容量に応じて、電極部１を所定量捲回し、外装材１１に装入する。次に、外装材１１に非水電解液を注入する。最後に、電極部１および非水電解液を外装材１１で封止することによって２次電池１０を製造することができる。 And according to the desired capacity | capacitance of the secondary battery 10, the electrode part 1 is wound up predetermined amount, and it inserts in the exterior material 11. FIG. Next, a non-aqueous electrolyte is injected into the exterior material 11. Finally, the secondary battery 10 can be manufactured by sealing the electrode part 1 and the nonaqueous electrolytic solution with the exterior material 11.

以下、各部材の材料および形状について具体的に説明する。
＜電極部＞
図２は、本発明の一実施形態における電極部を示す模式的な断面図である。以下、図２に基づいて説明する。 Hereinafter, the material and shape of each member will be specifically described.
<Electrode part>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an electrode portion in one embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

電極部１は、上述のとおり正極２と、負極５と、セパレータ３と、メッシュ部材４とを備える。本実施形態においては、電極部１は、正極２と負極５との間に低温領域に融点を持つセパレータ３の他に、セパレータ３より融点が高いメッシュ部材４を配置する構成を有する。電極部１の構成によって、２次電池１０が、異物や内部短絡に起因するジュール発熱が生じ、セパレータ３が融解、流動化し穴が拡大した場合であっても、メッシュ部材４によって正極２と負極５との間の短絡が拡大することを抑制できる。そして、２次電池１０の熱暴走による温度上昇を防止することができる。 The electrode part 1 is equipped with the positive electrode 2, the negative electrode 5, the separator 3, and the mesh member 4 as above-mentioned. In the present embodiment, the electrode unit 1 has a configuration in which a mesh member 4 having a melting point higher than that of the separator 3 is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 5 in addition to the separator 3 having a melting point in a low temperature region. Even if the secondary battery 10 generates Joule heat due to foreign matter or an internal short circuit due to the configuration of the electrode unit 1, and the separator 3 is melted and fluidized to expand the hole, the mesh member 4 causes the positive electrode 2 and the negative electrode to expand. It can suppress that the short circuit between 5 expands. And the temperature rise by the thermal runaway of the secondary battery 10 can be prevented.

また、特にメッシュ部材４を別部材として準備することにより、電極部１の製造時にはメッシュ部材４を正極２あるいは負極５に部品として、積層するだけでよい。したがって、今回の発明によって、たとえばペーストを塗布し、かつ該材料を硬化させる等の工程を追加する必要がないため、工程管理を厳しくする必要が無い。 In particular, by preparing the mesh member 4 as a separate member, the mesh member 4 need only be laminated as a component on the positive electrode 2 or the negative electrode 5 when the electrode portion 1 is manufactured. Therefore, according to the present invention, for example, it is not necessary to add a process such as applying a paste and curing the material, so that it is not necessary to strictly control the process.

また、形状の管理の観点からも、たとえばペーストを塗布し、かつ該材料を硬化させる等の工程を備える場合と比較して、本実施形態においては、厚み管理をしやすく安定した形状の電極部１を得ることができる。 In addition, from the viewpoint of shape management, for example, compared to a case where a process such as applying paste and curing the material is provided, in this embodiment, the electrode portion has a stable shape that facilitates thickness management. 1 can be obtained.

また、メッシュ部材４は、結着材が含有されて微粒子と混合してなる多孔質材と比較して、積層された際に柔軟性を有し、表面のひび割れなどの心配が無い。 Further, the mesh member 4 has flexibility when laminated as compared with a porous material containing a binder and mixed with fine particles, and there is no concern about cracks on the surface.

≪メッシュ部材≫
メッシュ部材４は、材料は電気絶縁性である必要がある。そして、メッシュ部材４は、１６０℃以上、より好ましくは２００℃以上の融点を持つものが好ましい。これは、セパレータ３が流動化を起こした場合においても、メッシュ部材４は融点が高く、溶けにくいため、正極２と負極５が直接接触することを抑制することができるためである。 ≪Mesh material≫
The mesh member 4 needs to be electrically insulating. The mesh member 4 preferably has a melting point of 160 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher. This is because even when the separator 3 is fluidized, the mesh member 4 has a high melting point and is not easily melted, so that the direct contact between the positive electrode 2 and the negative electrode 5 can be suppressed.

具体的な該材料としては、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エステル、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、アセタール樹脂およびＡＢＳ樹脂などが挙げられる。 Specific examples of the material include polystyrene, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyacrylic ester, fluorine resin, polyamide resin, polyimide resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin, phenol resin, melamine resin, and polyurethane resin. , Polyether resins, epoxy resins, acetal resins and ABS resins.

ここで、本発明において、メッシュ部材４はナイロン製の略格子形状の貫通孔を有する網部材を用いることが特に好ましい。これは、一般に市販されている網部材を用いることができ、安価で材料を入手することができるためである。ただし、メッシュ部材４に市販されている網部材を用いる場合、該網部材の厚さが５０μｍを超過する場合には、該網部材を熱プレスすることが好ましい。これは、メッシュ部材４の厚さが５０μｍを超過する場合には、電極部１において正極２および負極５との間でのイオン伝導性に影響を及ぼすおそれがあるからである。なお、メッシュ部材４に網を用いる場合には、網部材における穴が貫通孔となる。 Here, in the present invention, the mesh member 4 is particularly preferably a mesh member having a substantially lattice-shaped through hole made of nylon. This is because a commercially available mesh member can be used, and the material can be obtained at a low cost. However, when using the net member marketed for the mesh member 4, when the thickness of the net member exceeds 50 μm, it is preferable to hot press the net member. This is because, when the thickness of the mesh member 4 exceeds 50 μm, the ion conductivity between the positive electrode 2 and the negative electrode 5 in the electrode portion 1 may be affected. In addition, when using a net | network for the mesh member 4, the hole in a net | network member turns into a through-hole.

そして、該メッシュ部材４の厚さは、イオン伝導性を確保できれば特に限定されないが、５０μｍ以下が好ましく、５μｍ〜３０μｍが特に好ましい。 And the thickness of this mesh member 4 will not be specifically limited if ion conductivity is securable, However, 50 micrometers or less are preferable and 5 micrometers-30 micrometers are especially preferable.

また、該貫通孔は開口率が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。該開口率が３０％未満である場合には、イオンの出入りが不十分となる可能性があり、電池容量が低下するおそれがあるからである。なお、本発明において「貫通孔」とは、メッシュ部材４における穴をいう。 Further, the through hole has an opening ratio of preferably 30% or more, and more preferably 50% or more. This is because, when the opening ratio is less than 30%, ions may enter and exit insufficiently, and the battery capacity may be reduced. In the present invention, the “through hole” refers to a hole in the mesh member 4.

また、該貫通孔は、平均開口径が５μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。これは、メッシュ部材４の平均開口径を５μｍ以上にすることで電極間に熱暴走が生じるほどの直接接触が発生することが無く、また材料費の低減を図ることができると共に、適度に開口があるため、柔軟性を有するためである。一方、メッシュ部材４の平均開口径を１ｍｍ以下にすることで、捲回型電池のように曲率を持った状態に電極がなる場合においても、正極と負極とが接触することなく、たとえば缶内に収納することができるという利点があるためである。 Further, the through hole preferably has an average opening diameter of 5 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 20 μm or more and 0.5 mm or less. This is because when the average opening diameter of the mesh member 4 is 5 μm or more, there is no direct contact that causes thermal runaway between the electrodes, the material cost can be reduced, and the opening can be made appropriately. This is because it has flexibility. On the other hand, by setting the average opening diameter of the mesh member 4 to 1 mm or less, even when the electrode has a curvature like a wound battery, the positive electrode and the negative electrode do not contact each other, for example, in the can This is because there is an advantage that it can be stored in the storage.

なお、該開口率および該平均開口径は、たとえば、顕微鏡等で観察することで確認することができる。また、貫通孔の開口が楕円形等である場合には、該平均開口径は楕円の面積と等価な真円に置き換え、そのときの径の値を採用することができる。 The aperture ratio and the average aperture diameter can be confirmed by observing with a microscope or the like, for example. When the opening of the through hole is elliptical or the like, the average opening diameter can be replaced with a perfect circle equivalent to the area of the ellipse, and the value of the diameter at that time can be adopted.

また、貫通孔の形状は、特に限定されず、電池の形状に対応させて種々の形状を採用できる。たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、円、楕円、不定形等が挙げられる。この場合の平均開口径に関しても、上記のように面積が等価な真円に置き換え、そのときの径を採用することができる。メッシュ部材に複数存在する貫通孔は、全て同一の形状であっても、異なる形状であってもよい。メッシュ部材の強度のばらつきがより少ない観点で、貫通孔が全て同一の形状を有していることが好ましい。さらに同じ観点で、貫通孔が規則的に並んでいることが好ましい。 Further, the shape of the through hole is not particularly limited, and various shapes can be adopted corresponding to the shape of the battery. For example, a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, and a hexagon, a circle, an ellipse, and an indefinite shape can be given. Regarding the average opening diameter in this case, it is possible to replace the area with a perfect circle having an equivalent area as described above and to use the diameter at that time. The plurality of through holes present in the mesh member may all have the same shape or different shapes. From the viewpoint of less variation in strength of the mesh member, it is preferable that all the through holes have the same shape. Further, from the same viewpoint, it is preferable that the through holes are regularly arranged.

≪正極≫
正極２は正極活物質、導電剤、結着剤、有機溶剤とを含有するペーストを集電体上に塗布、乾燥、加圧することにより作製することができる。 ≪Positive electrode≫
The positive electrode 2 can be produced by applying, drying, and pressing a paste containing a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and an organic solvent on a current collector.

正極活物質には、リチウムイオンを吸着、放出できる材質として、たとえば、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等、ＬｉＦｅＯ₂およびこれらのリチウム複合酸化物、およびその一部を他元素で置換した化合物を用いることができる。 For the positive electrode active material, for example, LiNiO ₂ , LiCoO ₂ , LiMn ₂ O _4, etc., LiFeO _2, and these lithium composite oxides, and parts thereof are substituted with other elements as materials capable of adsorbing and releasing lithium ions. Compounds can be used.

導電剤としては、たとえばアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素質材料を添加したり、公知の添加剤などを添加したりすることができる。 As the conductive agent, for example, a carbonaceous material such as acetylene black or ketjen black can be added, or a known additive can be added.

また、結着剤としては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピリジンや、ポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。 As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl pyridine, polytetrafluoroethylene, or the like can be used.

有機溶剤としては、Ｎ−メチルー２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などを用いることができる。 As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), or the like can be used.

集電体としては、たとえばアルミニウム等の導電性金属箔や薄板など、周知のものを適宜を用いることができる。 As the current collector, a known material such as a conductive metal foil such as aluminum or a thin plate can be appropriately used.

≪セパレータ≫
正極２の両表面を被覆するセパレータ３は、たとえば、多孔質フィルムよりなる。該セパレータ３は、耐溶剤性や耐酸化還元性を考慮すると、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂からなる多孔質フィルムが好適である。そして、電極部１における内部短絡により２次電池１０に発熱が生じた際に、セパレータ３の目がふさがりイオン伝導をさえぎれるように、該セパレータ３は、１６０℃以下に融点を持つことが好ましい。 ≪Separator≫
The separator 3 that covers both surfaces of the positive electrode 2 is made of, for example, a porous film. The separator 3 is preferably a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene in consideration of solvent resistance and oxidation / reduction resistance. And when heat_generation | fever arises in the secondary battery 10 by the internal short circuit in the electrode part 1, this separator 3 has preferable melting | fusing point below 160 degreeC so that the eyes of the separator 3 may be blocked and ion conduction may be interrupted. .

≪負極≫
負極５は、負極活物質、導電材、結着剤、有機溶剤や純水を含有するペーストを集電体上に塗布、乾燥、加圧することにより作製することができる。 ≪Negative electrode≫
The negative electrode 5 can be produced by applying, drying, and pressing a paste containing a negative electrode active material, a conductive material, a binder, an organic solvent, and pure water onto a current collector.

負極活物質には、リチウムイオンを挿入、離脱できる材質として、たとえば、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼結体、炭素繊維、活性炭等を用いることができる。 For the negative electrode active material, for example, pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound sintered bodies, carbon fibers, activated carbon, etc. are used as materials capable of inserting and releasing lithium ions. Can do.

導電剤としては、たとえば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素質材料を添加したり、公知の添加剤などを添加したりすることができる。 As the conductive agent, for example, a carbonaceous material such as acetylene black or ketjen black can be added, or a known additive can be added.

結着剤としては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピリジン、ポリテトラフルオロエチレンやスチレンブタジエンゴム等を用いることができる。 As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl pyridine, polytetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, or the like can be used.

有機溶剤としては、Ｎ-メチル-２-ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミ
ド（ＤＭＦ）等を用いることができる。 As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), or the like can be used.

負極集電体としては、銅、ニッケル等の金属箔など、周知のものを適宜用いることができる。 As the negative electrode current collector, a known material such as copper or nickel metal foil can be appropriately used.

＜非水電解液＞
本実施形態の２次電池１０において、非水電解液とは、電解質塩を有機溶剤に溶解してなる溶液を挙げることができる。 <Non-aqueous electrolyte>
In the secondary battery 10 of this embodiment, examples of the non-aqueous electrolyte include a solution obtained by dissolving an electrolyte salt in an organic solvent.

該電解質塩としては、リチウムイオン２次電池を使用する場合、たとえば、リチウムをカチオン成分とするものが好ましく、ホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、フッ素置換有機スルホン酸等の有機酸をアニオン成分とするリチウム塩を用いることを例示することができる。キャパシタを使用する場合、たとえば、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＢＦ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＰＦ₆、（Ｃ₄Ｈ₉）₄ＮＢＦ₄、（Ｃ₄Ｈ₉）₄ＮＰＦ₆のようなアルキルアンモニウム塩を例示することができる。 As the electrolyte salt, when a lithium ion secondary battery is used, for example, those using lithium as a cation component are preferable, such as lithium borofluoride, lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, fluorine-substituted organic sulfonic acid, etc. The use of a lithium salt containing an organic acid as an anionic component can be exemplified. When using a capacitor, for example, (C ₂ H ₅ ) ₄ NBF ₄ , (C ₂ H ₅ ) ₄ NPF ₆ , (C ₄ H ₉ ) ₄ NBF ₄ , (C ₄ H ₉ ) ₄ NPF ₆ , etc. An alkyl ammonium salt can be illustrated.

該有機溶媒は、上記電解質塩を溶解するものであれば、どのようなものでも用いることができるが、たとえば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状炭酸エステル類、γ―ブチロラクトン等の環状エステル類、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状炭酸エステル類等を例示することができる。これらの有機溶剤は、単独で、または２種類以上の混合物として用いられる。 Any organic solvent can be used as long as it dissolves the electrolyte salt. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, and cyclic esters such as γ-butyrolactone are used. Examples include esters, ethers such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane, and chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. These organic solvents are used alone or as a mixture of two or more.

＜外装材＞
本発明で使用される外装材１１には、金属製の缶、すなわち鉄にニッケルメッキが施された材料を用いるのが好ましい。これは、外装材１１としての強度を保つのに、安価で達成できるからである。その他の材料としては、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム等からなる缶でも良い。また、外装材１１の形状は薄い扁平筒型、円筒型、角筒型等いずれでもよいが、大型リチウム２次電池の場合は組電池として使用することが多いため薄い扁平型または角型であるのが好ましい。 <Exterior material>
As the exterior material 11 used in the present invention, it is preferable to use a metal can, that is, a material in which nickel is plated on iron. This is because it can be achieved at low cost in order to maintain the strength as the exterior material 11. As another material, for example, a can made of stainless steel, aluminum, or the like may be used. Moreover, the shape of the exterior material 11 may be any of a thin flat tube type, a cylindrical type, a rectangular tube type, and the like. However, in the case of a large lithium secondary battery, it is often used as an assembled battery, so it is a thin flat type or a square type. Is preferred.

本発明において、上記記載の各材質は一例であり、上記例示に限定されるものではなく、２次電池において知られているものであれば、いずれでも用いることができる。 In the present invention, each material described above is an example, and is not limited to the above example, and any material known in a secondary battery can be used.

［第２の実施形態］
図３は、本発明の２次電池の別の一実施形態を説明するための模式的な断面図である。以下、図３に基づいて説明する。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the secondary battery of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

本実施形態においては、メッシュ部材４、負極５、メッシュ部材４を積層した後、
（ａ）セパレータ３で両表面が被覆された正極２、
（ｂ）メッシュ部材４
（ｃ）負極５
（ｄ）メッシュ部材４の順で積層していき、（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返して積層してなる積層体を形成する。つまり、上述した電極部１が複数個積層してなる。該積層体は、非水電解液（図示せず）とともに外装体６で封止されている。 In this embodiment, after laminating the mesh member 4, the negative electrode 5, and the mesh member 4,
(A) a positive electrode 2 having both surfaces coated with a separator 3;
(B) Mesh member 4
(C) Negative electrode 5
(D) Lamination is performed in the order of the mesh member 4, and (a) to (d) are repeated a plurality of times to form a laminated body. That is, a plurality of the electrode parts 1 described above are stacked. The laminated body is sealed with an exterior body 6 together with a nonaqueous electrolytic solution (not shown).

このときの外装体６は、アルミニウム製のシートをポリプロピレンならびナイロン樹脂でラミネートしてなるフィルムを使用することが好ましい。これは、捲回型と異なり、複数材料が積層してなるため、これらの積層体を封止するのに取り扱いが容易であるためである。 As the exterior body 6 at this time, it is preferable to use a film obtained by laminating an aluminum sheet with polypropylene and nylon resin. This is because, unlike the wound type, a plurality of materials are laminated, so that it is easy to handle to seal these laminated bodies.

上記（ａ）〜（ｄ）の繰り返す回数は、完成する２次電池の電池容量によって決定されるものであり、さらに高容量の２次電池を作製する場合には、さらに増加するものである。 The number of times (a) to (d) is repeated is determined by the battery capacity of the completed secondary battery, and is further increased when a secondary battery having a higher capacity is manufactured.

なお、該２次電池は、適宜リード等を設置し、外部に電気を取り出すことができ、かつ、充電することができるものであることは、いうまでもない。 Needless to say, the secondary battery can be appropriately charged by installing a lead or the like and taking out electricity outside.

本実施形態によると、セパレータで被覆された正極、メッシュ部材、負極を複数枚重ねていくので、捲回型のように長い電極を巻く場合に比較して、１つの部品のサイズを小さくでき、材料の取り扱いが容易であるという効果を得ることができる。 According to the present embodiment, since a plurality of positive electrodes, mesh members, and negative electrodes coated with a separator are stacked, the size of one component can be reduced compared to the case of winding a long electrode like a wound type, The effect that handling of material is easy can be acquired.

ここで、上述した本発明の２次電池の構成は、容量が５Ａｈ以上の２次電池に採用することで、有効に活用できる。たとえば該２次電池が、積層型では５Ａｈ以上の２次電池を得るのに、６９０ｃｍ²（＝横２３ｃｍ×縦３０ｃｍ）の電極を２層必要とし、捲回型では１３８０ｃｍ²の電極を捲回する必要がある。さらに該２次電池の容量が増大する場合には、積層型ではさらに積層枚数を増やすか、捲回型ではさらに面積を広くする必要があり、電極の寸法管理が難しくなるとともに、工程上で異物混入の確率が高くなり、内部短絡が発生しやすい状況になるため、本発明が有効である。なお、本発明において、Ａｈ（アンペアアワー）とは、１アンペアの電流を１時間積算したものを言うこととする。 Here, the structure of the secondary battery of the present invention described above can be effectively utilized by adopting the secondary battery having a capacity of 5 Ah or more. For example, in order to obtain a secondary battery of 5 Ah or more in the stacked type, the secondary battery requires two layers of 690 cm ² (= 23 cm wide × 30 cm long), and in the wound type, 1380 cm ² is wound. There is a need to. Further, when the capacity of the secondary battery increases, it is necessary to increase the number of stacked layers in the stacked type, or to further increase the area in the wound type, and it becomes difficult to manage the dimensions of the electrodes, and in the process The present invention is effective because the probability of mixing increases and an internal short circuit is likely to occur. In the present invention, Ah (ampere hour) is obtained by integrating 1 ampere current for 1 hour.

さらに、本発明の２次電池は、リチウムイオン２次電池を採用することで、組立時の工程管理が不十分であると負極側からリチウム成分のデンドライトが結晶成長して、電極間で短絡が発生しやすくなるため、本発明が有効である。 Furthermore, the secondary battery of the present invention employs a lithium ion secondary battery, and if the process control during assembly is insufficient, the dendrite of the lithium component grows from the negative electrode side, causing a short circuit between the electrodes. Since it becomes easy to generate | occur | produce, this invention is effective.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

以下の実施例および比較例の結果は、表１にまとめられている。
［実施例１］
以下、図２および図３を参照して説明する。 The results of the following examples and comparative examples are summarized in Table 1.
[Example 1]
Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 2 and 3.

本実施例においては、まず、図２に示す構造を有する電極部１を作製した。メッシュ部材４にはナイロン製の略格子状の貫通孔が形成されている網部材（融点：２６０℃、相互理化学硝子製作所製品番：７６８２−１４）を用いた。このメッシュ部材４は、一般に市販されている網は厚さが厚いため、熱プレスして薄型化して厚さ２５μｍとした。それに伴い、該貫通孔における略格子形状の平均開口径は、約６０μｍであった。 In this example, first, an electrode portion 1 having the structure shown in FIG. 2 was produced. As the mesh member 4, a net member (melting point: 260 ° C., product number: 7682-14, made by Mutual Rikagaku Glass Co., Ltd.) in which a substantially lattice-shaped through hole made of nylon is formed was used. Since the mesh member 4 is generally commercially available, the mesh member 4 has a large thickness. Therefore, the mesh member 4 is hot pressed to be thinned to a thickness of 25 μm. Accordingly, the average opening diameter of the substantially lattice shape in the through hole was about 60 μm.

セパレータ３には、ポリオレフィン製で、平均開口径１μｍ、厚み２０μｍの部材を用いた。 For the separator 3, a member made of polyolefin and having an average opening diameter of 1 μm and a thickness of 20 μm was used.

負極５には、厚さ１２μｍの銅箔上に天然黒鉛を負極活物質とする負極材（活物質：ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）＝９０：１０（質量比））を片面厚さ７０μｍで塗布した部材を用いた。負極５のサイズは、２３ｃｍ×３０ｃｍとした。 A negative electrode material (active material: PVDF (polyvinylidene fluoride) = 90: 10 (mass ratio)) using natural graphite as a negative electrode active material was applied to a negative electrode 5 on a copper foil having a thickness of 12 μm with a thickness of 70 μm on one side. A member was used. The size of the negative electrode 5 was 23 cm × 30 cm.

また、正極２には、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に、スピネル構造ＬｉＭｎ₂Ｏ₄を正極活物質とする正極材（活物質：アセチレンブラック：ＰＶＤＦ＝９０：５：５（質量比））を片面厚さ８０μｍで塗布した。正極２のサイズは、負極５のサイズより若干小さい２２ｃｍ×２９ｃｍとした。 The positive electrode 2 is made of a positive electrode material (active material: acetylene black: PVDF = 90: 5: 5 (mass ratio)) having a spinel structure LiMn ₂ O ₄ as a positive electrode active material on an aluminum foil having a thickness of 20 μm. It was applied at a thickness of 80 μm on one side. The size of the positive electrode 2 was set to 22 cm × 29 cm which was slightly smaller than the size of the negative electrode 5.

また、上記正極を上記セパレータにより周囲を被覆したものとした。
これらの部材を図３に示すように、メッシュ部材４、負極５、メッシュ部材４を積層した後、
（ａ）セパレータ３で両表面が被覆された正極２、
（ｂ）メッシュ部材４
（ｃ）負極５
（ｄ）メッシュ部材４の順で積層していき、（ａ）〜（ｄ）を５回繰り返して積層してなる積層体を形成した。 Further, the positive electrode was covered with the separator.
After laminating the mesh member 4, the negative electrode 5, and the mesh member 4 as shown in FIG.
(A) a positive electrode 2 having both surfaces coated with a separator 3;
(B) Mesh member 4
(C) Negative electrode 5
(D) It laminated | stacked in order of the mesh member 4, and the laminated body formed by repeating (a)-(d) 5 times was formed.

積層後、積層体がずれないようにカプトン（登録商標）テープで固定して発電要素を得た。 After the lamination, a power generation element was obtained by fixing with a Kapton (registered trademark) tape so that the laminate was not displaced.

その後、積層された複数枚の負極５における負極材を塗布していない部分を超音波溶接により一体化し、電流を外部回路へ取り出すためのニッケル製の負極リード（図示せず）を溶着により取り付けた。また、正極２も同様にして複数枚の正極材を塗布していない部分を超音波溶接により一体化し、アルミニウム製の正極リード(図示せず)を取り付けた。 Thereafter, the portions of the plurality of stacked negative electrodes 5 where the negative electrode material is not applied are integrated by ultrasonic welding, and a nickel negative electrode lead (not shown) for taking out current to an external circuit is attached by welding. . Similarly, the positive electrode 2 was formed by integrating the portions where a plurality of positive electrode materials were not applied by ultrasonic welding, and an aluminum positive electrode lead (not shown) was attached.

このようにして得られた積層体を、外装材６としてアルミニウム箔の両面を樹脂フィルムでラミネートしたアルミラミネートフィルムに入れ、ＥＣ（エチレンカーボネート）とＤＭＣ（ジメチルカードネート）との混合溶媒（ＥＣ：ＤＭＣ＝３０：７０（体積比））にＬｉＰＦ₆を１ｍｏｌ／Ｌになるように溶かした電解液５０ｍｌ注入し、封止してリチウムイオン２次電池を得た。外装材６の封止は、熱シーラで四方を熱融着することで行なった。電池のサイズは４００×２５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍで、２次電池の容量は１８Ａｈであった。 The laminated body thus obtained was put into an aluminum laminate film in which both surfaces of an aluminum foil were laminated with a resin film as an exterior material 6, and a mixed solvent of EC (ethylene carbonate) and DMC (dimethyl cardnate) (EC: Into DMC = 30: 70 (volume ratio), 50 ml of an electrolytic solution in which LiPF ₆ was dissolved to 1 mol / L was injected and sealed to obtain a lithium ion secondary battery. The exterior material 6 was sealed by heat-sealing all sides with a heat sealer. The size of the battery was 400 × 250 mm, the thickness was 2.5 mm, and the capacity of the secondary battery was 18 Ah.

［比較例１］
実施例１におけるメッシュ部材４を設けない以外は、全て実施例１と同様の工程で２次電池を製造した。 [Comparative Example 1]
A secondary battery was manufactured in the same steps as in Example 1 except that the mesh member 4 in Example 1 was not provided.

＜性能検討＞
実施例１および比較例１で製造された２次電池に対して、満充電状態でそれぞれ釘刺し試験を行なった。なお、該釘刺し試験においては、釘径φ３ｍｍの釘を釘刺し速度１ｍｍ/ｓの条件にて２次電池に貫通させた。 <Performance study>
The secondary batteries manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 were each subjected to a nail penetration test in a fully charged state. In the nail penetration test, a nail having a nail diameter of 3 mm was passed through the secondary battery under the condition of a nail penetration speed of 1 mm / s.

その結果、サンプル数５個に対して試験をした結果、比較例１で製造された２次電池は、３個が発火に到ったのに対して、実施例１で製造された２次電池に関しては、５サンプルのうち１サンプルのみ表面温度が６０℃まで上昇するサンプルがあったが、その後徐々に温度が低下し室温まで下がり発火・発煙ともに見られなかった。 As a result, as a result of testing the number of samples, 5 secondary batteries manufactured in Comparative Example 1 reached ignition, whereas secondary batteries manufactured in Example 1 In regard to, there was a sample in which only one of the five samples had a surface temperature rising to 60 ° C., but then the temperature gradually decreased to room temperature, and neither ignition nor smoke was observed.

以上の結果より、メッシュ部材を介在させて積層したリチウムイオン２次電池は、特別な工程を増やすことなく、安全性にも優れた性能を有することが分かった。 From the above results, it was found that the lithium ion secondary battery laminated with the mesh member interposed therebetween has a performance excellent in safety without increasing the number of special steps.

［実施例２］
図１を参照して説明する。 [Example 2]
A description will be given with reference to FIG.

実施例１と同内容に関して、説明は繰り返さない。
まず、メッシュ部材４を介在してなる電極部１を捲回し、断面が略円状ないし、略矩形状の電極部１を形成する。この捲回体の上下に絶縁体を配置した状態で、外装材１１としてのニッケルメッキが施された鉄系材料で構成される缶に収納した後、非水電解液を注入し外装材１１としてのガスケット部材を介して、該缶をかしめることにより２次電池を製造した。 The description is not repeated with respect to the same contents as the first embodiment.
First, the electrode part 1 including the mesh member 4 is wound to form the electrode part 1 having a substantially circular or substantially rectangular cross section. In a state where insulators are arranged above and below the wound body, after being housed in a can made of iron-based material plated with nickel as the exterior material 11, a non-aqueous electrolyte is injected to form the exterior material 11. A secondary battery was manufactured by caulking the can through the gasket member.

本実施例においては、１８Ａｈの容量の電池を得るのに、電極幅が１８ｃｍ、長さ１９０ｃｍの帯状の電池部１を捲回した。なお２次電池の仕上がり外形は、φ６ｃｍ、長さ２０ｃｍであった。 In this example, in order to obtain a battery with a capacity of 18 Ah, the band-shaped battery part 1 having an electrode width of 18 cm and a length of 190 cm was wound. The finished outer shape of the secondary battery was 6 cm in length and 20 cm in length.

このような構造の電池においても実施例１と同様の釘刺し試験を実施したが、発火せず、安全性が高いことを確認できた。 Even with the battery having such a structure, the same nail penetration test as in Example 1 was performed, but it was confirmed that the battery was not ignited and the safety was high.

［実施例３〜６］
実施例３〜６においては、表１に示すように、正極２、負極５、２次電池の容量、形状およびメッシュ部材の有無等を適宜選択して、２次電池を製造した。実施例３〜６においては、実施例１で説明した正極活物質としてオリビン型ＬｉＦｅＯ₂を、実施例１で説明した負極活性物質として人造黒鉛を用いた（表１参照）。 [Examples 3 to 6]
In Examples 3-6, as shown in Table 1, the capacity of the positive electrode 2, the negative electrode 5, and the secondary battery, the shape, the presence or absence of a mesh member, and the like were appropriately selected to manufacture secondary batteries. In Examples 3 to 6, olivine-type LiFeO ₂ was used as the positive electrode active material described in Example 1, and artificial graphite was used as the negative electrode active material described in Example 1 (see Table 1).

なお、信頼性評価基準（釘刺し試験）として発煙、発火しなかったものを良好（表中の丸印）としている。 In addition, as a reliability evaluation standard (nail penetration test), those that did not smoke or ignite are considered good (circles in the table).

以上の結果から、本発明のセパレータと正極間もしくは負極間の少なくとも一方にメッシュ部材を配置することにより、正極と負極間に短絡が発生した場合においても、熱暴走が生じることなく、安全性を向上することができた。 From the above results, by arranging a mesh member between at least one of the separator of the present invention and the positive electrode or the negative electrode, even if a short circuit occurs between the positive electrode and the negative electrode, the thermal runaway does not occur and the safety is improved. I was able to improve.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

（ａ）は、本発明の２次電池の一実施形態を示す模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部を拡大した模式図である。(A) is a typical perspective view which shows one Embodiment of the secondary battery of this invention, (b) is the schematic diagram which expanded the A section in (a). 本発明の一実施形態における電極部を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the electrode part in one Embodiment of this invention. 本発明の２次電池の別の一実施形態を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating another one Embodiment of the secondary battery of this invention. 従来技術の２次電池を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the secondary battery of a prior art. 従来技術の別の２次電池を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating another secondary battery of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１電極部、２，１０２正極、３，１０３セパレータ、４，１０４メッシュ部材、５，１０５負極、６，１１外装材、１０２次電池。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Electrode part, 2,102 Positive electrode, 3,103 Separator, 4,104 Mesh member, 5,105 Negative electrode, 6,11 Exterior material, 10 Secondary battery.

Claims

正極と、負極と、セパレータと、メッシュ部材と、非水電解液とを備え、
前記正極と前記負極との間に前記セパレータを配置し、
前記セパレータと前記正極との間、および、前記セパレータと前記負極との間の少なくとも一方に前記メッシュ部材を配置した２次電池。 A positive electrode, a negative electrode, a separator, a mesh member, and a non-aqueous electrolyte;
Placing the separator between the positive electrode and the negative electrode;
A secondary battery in which the mesh member is disposed between at least one of the separator and the positive electrode and between the separator and the negative electrode.

前記メッシュ部材の貫通孔は、平均開口径が５μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１に記載の２次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein the through hole of the mesh member has an average opening diameter of 5 μm to 1 mm.

前記メッシュ部材の材料は、１６０℃以上の融点を有する請求項１または２に記載の２次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein a material of the mesh member has a melting point of 160 ° C. or higher.

前記２次電池の容量は、５Ａｈ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の２次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery has a capacity of 5 Ah or more.

前記２次電池は、リチウムイオン２次電池である請求項１〜４のいずれかに記載の２次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery.

正極と、負極と、セパレータと、メッシュ部材とを備え、
前記正極と前記負極との間に前記セパレータを配置し、
前記セパレータと前記正極との間、および、前記セパレータと前記負極との間の少なくとも一方に前記メッシュ部材を配置した２次電池の電極部。 A positive electrode, a negative electrode, a separator, and a mesh member;
Placing the separator between the positive electrode and the negative electrode;
The electrode part of the secondary battery which has arrange | positioned the said mesh member between the said separator and the said positive electrode, and at least one between the said separator and the said negative electrode.