JP2016058236A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】リチウムイオン二次電池の充放電時の短絡を抑制する方法の提供。【解決手段】長方形状の正極５及び負極６と、セパレータ７とを含むリチウムイオン二次電池が、積層型電極群を構成し、正極５は集電箔と正極合剤層を含み、負極６は集電箔と負極合剤層を含み、負極活物質は、２０：８０〜８０：２０の質量比でシリコン系材料と炭素質材料とを含有し、シリコン系材料はＳｉ合金又はＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）であり、正極５及び負極６は、積層型電極群の共通する一辺から突出した集電端子１，２を有し、負極集電箔は、ステンレス鋼又は銅にジルコニウム、銀及びスズから少なくとも１種類以上の元素を含む銅合金若しくは純度９９．９９％以上の銅で形成され、共通する一辺から集電端子１，２が突出した方向における正極合剤層及び負極合剤層の長さは、正極合剤層の長さが負極合剤層の長さ以上とするリチウムイオン二次電池。【選択図】図４

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池の充放電時の短絡抑制に関する。
地球温暖化や燃料の枯渇の問題から、電気自動車（ＥＶ）が各自動車メーカーで開発されている。ＥＶの電源としては、高エネルギー密度のリチウムイオン二次電池が求められている。近年、高エネルギー密度化のために、Ｓｉを含む活物質が期待されている。Ｓｉは、充放電に伴う体積変化が大きいことが知られている。
一般に、リチウムイオン二次電池は、正極、負極及びセパレータで構成された電極群を有する。
特許文献１には、負極活物質の例としてＳｉや酸化シリコンが挙げられ、負極の寸法が正極より大きい電池の断面構造が図示されている。
特許文献２には、負極の寸法が正極より大きい電池の断面構造が図示されている。
これは、正極から放出されたＬｉを負極で受け取るためであり、負極が小さい場合は負極端部の集電箔露出部にＬｉが析出する可能性がある。
特開２０１２−１０４３２０号公報 特開２００９−２９５２８９号公報
本発明の目的は、リチウムイオン二次電池の充放電時の短絡を抑制することにある。
本発明は、長方形状の正極と、長方形状の負極と、セパレータと、を含むリチウムイオン二次電池であって、正極、負極及びセパレータは、積層型電極群を構成し、正極は、正極集電箔と、正極活物質を含む正極合剤層と、を含み、負極は、負極集電箔と、負極活物質を含む負極合剤層と、を含み、負極活物質は、シリコン系材料と、炭素質材料と、を含有し、シリコン系材料と炭素質材料との質量比は、２０：８０〜８０：２０であり、シリコン系材料は、Ｓｉ合金又はＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）であり、正極及び負極は、積層型電極群の共通する一辺から突出した集電端子を有し、負極集電箔は、ステンレス鋼、又は純度９９．９％以上の銅にジルコニウム、銀及びスズのうち少なくとも１種類以上の元素を混合した銅合金若しくは純度９９．９９％以上の銅で形成され、共通する一辺から集電端子が突出した方向における正極合剤層及び負極合剤層の長さは、正極合剤層の長さが負極合剤層の長さ以上であることを特徴とする。
本発明によれば、リチウムイオン二次電池の充放電時の短絡を抑制することができる。
ラミネートセルの内部の積層型電極群を示す分解図である。 実施例１〜４、実施例１６〜１９、実施例２１〜２４及び実施例２６〜２９並びに比較例２及び９〜１０に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 実施例５、実施例１１〜１４、実施例２０、実施例２５及び実施例３０に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 実施例６〜９に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 実施例１０に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 実施例１５に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 比較例１及び３〜８に相当するラミネートセル内部の積層型電極群を示す断面図である。 ラミネートセルの例を示す分解斜視図である。
Ｓｉを含む負極活物質は、充放電に伴う体積変化が大きい。
本発明者は、充放電に伴う体積変化が大きいＳｉを負極活物質として用いた電極を、充放電時においてｉｎ−ｓｉｔｕ観察をした結果、ある一定量のＳｉを有する負極の膨張収縮は、合剤層の厚さ方向だけでなく、その長さ方向（縦横いずれの方向も含む。）に対して膨張収縮することを明らかにした。言い換えると、集電箔の表面に形成された合剤層が、集電箔からはみ出す方向に膨張収縮する。さらに、本発明者は、正極及び負極の集電タブが同一の一辺から突出した構成を有する積層構造電極群の場合、Ｓｉを含む負極の膨張収縮および集電箔の伸びによる電極のずれにより、負極と正極との短絡が生じることを明らかにした。具体的には、積層型電極群構造の負極合剤層と正極未塗工部タブとが接触し、短絡することがわかった。ここで、積層構造電極群（積層型電極群）とは、平板状の集電箔の表面に合剤層を形成した正極及び負極を、それらの間にセパレータを挟み込んで積層した電極群をいう。
以下に実施例を挙げ、本発明を説明する。本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。
（実施例）
（ラミネートセルの仕様）
表１は、実施例及び比較例の１Ａｈ級ラミネートセルの仕様を示したものである。表２は、３０Ａｈ級ラミネートセルの仕様を示したものである。いずれも同じ仕様で電極の積層枚数とセル寸法とを変えることで２種類のセルを作製した。表１に示す実施例１〜３０及び比較例１〜１０は、表２に示す実施例３１〜６０及び比較例１１〜２０に対応している。
これらの表においては、負極活物質の仕様、負極放電容量、負極集電箔の材料及び積層電極群の寸法比を示している。ここで、負極活物質の仕様は、シリコン系材料と炭素質材料との質量比で表している。シリコン系材料は、Ｓｉ合金又はＳｉＯである。また、炭素質材料は、黒鉛である。なお、シリコン系材料としては、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）を用いることができる。炭素質材料としては、黒鉛以外にアモルファスカーボンを用いることができる。
正極活物質には、全てＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１を用いた。これ以外にも、リチウムイオン二次電池に用いることができるリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。
負極活物質には、Ｓｉを含み、対極Ｌｉ基準で０Ｖから１．５Ｖまでの範囲の放電容量が６００Ａｈ／ｋｇ以上１１００Ａｈ／ｋｇ以下であれば何でも構わない。今回は、Ｓｉ合金、Ｓｉ合金と黒鉛との混合系、ＳｉＯと黒鉛との混合系、Ｓｉと黒鉛との混合系をそれぞれ用い、混合比を変えることで、放電容量を変えた。
なお、Ｓｉ合金は、通常、金属ケイ素（Ｓｉ）の微細な粒子が他の金属元素の各粒子中に分散された状態、または他の金属元素がＳｉの各粒子中に分散された状態となっている。他の金属元素は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＭｎのうちのいずれか１種類以上を含むものであれば構わない。Ｓｉ合金は、メカニカルアロイ法により機械的に合成するか、またはＳｉ粒子と他の金属元素との混合物を加熱し、冷却することにより作製することができる。今回は、前者のものを用いた。
Ｓｉ合金の組成は、Ｓｉ：他の金属元素の原子比率が７０：３０のものを用いたが、本発明は、５０：５０〜９０：１０が望ましく、より望ましくは６０：４０〜８０：２０が好ましい。今回は７０：３０として、Ｓｉ７０Ｔｉ１５Ｆｅ１５を用いた。
ＳｉＯの代わりに、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）を用いてもよい。Ｓｉ、ＳｉＯｘ及びＳｉ合金は、カーボンコートしてあっても構わない。
負極のバインダには、ポリアミドイミドを用いた。バインダとしては、このほか、ポリイミド若しくはポリアミド又はこれらを混合したものであってもかまわないし、ＰＶＤＦやＳＢＲなど他のバインダとの混合バインダであってもかまわない。
Figure 2016058236
Figure 2016058236
（負極の作製）
まず、前述の負極活物質及びバインダ以外に、アセチレンブラックを導電材として用い、その質量比率は順に９２：５：３で作製し、粘度が５０００〜８０００ｍＰａとなるように、また固形分比が７０％以上９０％以下となるように、溶媒（Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））を混合しながら、負極スラリーを作製した。なお、本明細書における粘度は、０．５ｒｐｍで６００秒目の値である。また、スラリーの作製は、プラネタリミキサを用いた。
得られた負極スラリーを用いて、集電箔上に卓上コンマコータで塗工した。集電箔は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４４４）、純度９９．９％以上の銅に異種元素（ジルコニウム、銀及びスズのうち少なくとも１種類以上）を混合した銅合金、及び純度９９．９９％以上の純銅のいずれかを用いた。
なお、純銅箔（純度９９．９９％以上）は、熱膨張係数が大きいため、ずれが大きく、ステンレス鋼に比べて短絡が起きやすい。よって、正極合剤層及びセパレータの長さを、ステンレス鋼の場合より大きくする必要がある。
塗工量は、正極の塗工量２４０ｇ／ｍ２を用いた際に正極と負極との容量比が１．０になるように、負極塗工量を調節した。
乾燥工程においては、炉内温度を１００℃とした乾燥炉により一次乾燥して負極を得た。
（ラミネートセルの作製）
図１は、ラミネートセル内部の積層型電極群の分解図を示したものである。
本図において、積層型電極群は、板状の正極５と、板状の負極６とが、セパレータ７に挟まれて積層された構成を有している。
正極５は、正極集電箔としてアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の両面には、正極合剤層が形成されている。正極合剤層を形成するために用いる正極活物質合剤としては、正極活物質のＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１、炭素材料の導電材及びポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）のバインダ（結着材）を混合して用いた。正極活物質、導電材及びバインダの質量比率は、この順に９０：５：５とし、合剤塗工量は２４０ｇ／ｍ２で作製した。アルミニウム箔への正極活物質合剤の塗工の際には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の分散溶媒で粘度調整される。このとき、アルミニウム箔の一部に正極活物質合剤の塗工されない正極未塗工部３が生じる。すなわち、正極未塗工部３では、アルミニウム箔が露出している。正極５は、乾燥後、ロールプレスで密度が調整されており、今回、密度は３．０ｇ／ｃｍ３で作製した。
一方、負極６は、上記の「負極の作製」で塗工した負極を３００℃で１ｈ真空乾燥（二次乾燥）した後、ロールプレスで密度を調整した。なお、密度は、電極の空孔が２０〜４０％程度となるようにプレスした。プレス後の密度は、Ｓｉ及びＳｉＯを含む負極の場合、１．３〜１．５ｇ／ｃｍ３とした。一方、Ｓｉ合金を含む負極の場合は、２．０〜２．５ｇ／ｃｍ３とした。
なお、加工の際に、集電箔の一部に負極活物質合剤の塗工されない負極未塗工部４が形成される。すなわち、負極未塗工部４では、集電箔が露出している。
セパレータとしては、熱収縮によりリチウムイオンを通さなくなる材料であればよい。たとえば、ポリオレフィンなどが用いられる。ポリオレフィンは、主にポリエチレン、ポリプロピレンなどを少なくとも１種類を含むことを特徴とするが、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアクリロニトリルなどの耐熱性樹脂を含んでいてもかまわない。また、無機フィラー層を片面もしくは両面に塗っていてもかまわない。
無機フィラー層は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、モンモリロナイト、雲母、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３及びＺｒＯ２のうち少なくとも１種類を含むことを特徴とするが、コストや性能の観点から、ＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３が最も好ましい。
また、セパレータは、正極又は負極を覆うようにセパレータの周縁部を熱溶着し、袋状にしたものを用いることが望ましい。周縁部の熱溶着部分の幅は０．５〜２ｍｍであれば、製造可能であり、電池全体の寸法への影響も少なく、望ましい。
袋状のセパレータで覆うのは、正極又は負極のいずれでもよいが、負極を覆う方が製造上容易で、かつ、電池の信頼性も高く、更に望ましいと考えられる。
正極未塗工部３は、束ねて正極端子１に超音波溶接されている。一方、負極未塗工部４は、束ねて負極端子２に超音波溶接されている。正極端子１及び負極端子２は、電池の内外を電気的に接続している。溶接方法は、抵抗溶接など他の溶接手法であってもかまわない。なお、正極端子１及び負極端子２は、電池の封止を確実にするため、あらかじめ熱溶着樹脂を端子の封止箇所に塗布し、又は取り付けていてもかまわない。
さらに、充放電時の電極群のずれを抑制するために、積層型電極群の４辺の中心を厚み方向にカプトン（登録商標）テープで固定した。
また、今回、積層型電極群は、表１の１Ａｈ級ラミネートセルは、正極が２枚、負極が３枚で積層し、表２の３０Ａｈ級ラミネートセルは、正極２７枚、負極２８枚で積層したが、何枚であってもかまわない。また、電極寸法は、表１および表２に示す比で実施した。実際には、１Ａｈ級ラミネートセルは負極で縦５０×横１００ｍｍで実施し、３０Ａｈ級ラミネートセルは負極で縦１００×１２０ｍｍで実施した。
図２〜６は、実施例および比較例の積層型電極群を構成する一対の電極対の断面図をそれぞれ示したものである。これらは、表１及び２に記載した正極、負極及びセパレータの寸法比（長さの比）に対応している。本実施例においては、上述のように、基準の長さを５０〜１００ｍｍとしているが、寸法はこれに限定されるものではなく、所定の寸法比を有する電極対であれば、本発明を適用可能である。
図２を用いて電極対の断面形状について説明する。
本図において、電極対は、板状の正極５と、板状の負極６と、これらに挟まれたセパレータ７と、から構成されている。正極５は、正極集電箔と、その両面に形成された正極合剤層と、を含む。正極集電箔には、正極端子１が溶接により接続されている。一方、負極６は、負極集電箔と、その両面に形成された負極合剤層と、を含む。負極集電箔には、負極端子２が溶接により接続されている。
本図に示す電極対の場合、正極端子１及び負極端子２が突出した方向（図中、上下方向）における正極合剤層及び負極合剤層の長さは、それぞれ１００ｍｍである。また、セパレータ７は、正極合剤層及び負極合剤層から図中、上方に２ｍｍ突出した構成となっている。
図３〜６は、図２と同様の断面図であるため、電極の配置に関する説明は寸法以外は割愛する。以下では、「長さ」は、図中、上下方向の寸法をいう。
図３に示す電極対の場合、正極端子１及び負極端子２が突出した方向（図中、上下方向）における正極合剤層及び負極合剤層の長さは、それぞれ１００ｍｍである。また、セパレータ７は、正極合剤層及び負極合剤層から上方に４ｍｍ突出した構成となっている。
図４に示す電極対の場合、負極合剤層の長さは１００ｍｍである。一方、正極合剤層の長さは、負極合剤層に対して上下方向に１ｍｍずつ長く、１０２ｍｍである。セパレータ７は、正極合剤層よりも更に上下方向に１ｍｍずつ長く、１０４ｍｍである。
図５に示す電極対の場合、負極合剤層の長さは１００ｍｍである。一方、正極合剤層の長さは、負極合剤層に対して上下方向に２ｍｍずつ長く、１０４ｍｍである。セパレータ７は、正極合剤層よりも更に上方に２ｍｍ長く、１０６ｍｍである。
図６に示す電極対の場合、正極合剤層及び負極合剤層の長さは、それぞれ１００ｍｍである。また、セパレータ７は、正極合剤層及び負極合剤層から上方に６ｍｍ突出した構成となっている。
図７に示す電極対の場合、負極合剤層の長さは１００ｍｍである。一方、正極合剤層の長さは、負極合剤層に対して上下方向に１ｍｍずつ短く、９８ｍｍである。セパレータ７は、負極合剤層よりも上下方向に１ｍｍずつ長く、１０２ｍｍである。
図８は、ラミネートセルの例を示す分解斜視図である。
本図に示すラミネートセルは、２枚のラミネートフィルム８、１０の間に電極群９を挟み込んだ構成を有する。ラミネートフィルム８、１０の淵は、１７５℃で１０秒間熱溶着により封止する。そして、電気的に絶縁した状態で正極端子１及び負極端子２を貫通させる。封止は、注液口を設けるために、１辺以外をはじめに熱溶着し、電解液を注液した後に、残りの一辺を真空加圧しながら、熱溶着により封止する。この熱溶着箇所は、他の辺に比べ、熱溶着強度が弱く、ガス排出弁の効果を有するものである。本発明において、他の箇所に薄肉部などを設け、ガス排出機構を有する箇所を設けてもかまわない。電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合溶媒に、電解質であるＬｉＰＦ６を溶解したものを用いた。ここで、混合溶媒は、体積基準でＥＣ：ＥＭＣ＝１：３としたものである。電解液中のＬｉＰＦ６の濃度は１Ｍとした。
電解液には、例えば、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、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、メチルアセテート、エチルアセテート、メチルプロピオネート、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、３−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等より選ばれた少なくとも１種以上の非水溶媒に、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等より選ばれた少なくとも１種以上のリチウム塩を溶解した有機電解液を用いることができる。また、リチウムイオンの伝導性を有する固体電解質、ゲル状電解質、溶融塩その他の電池で使用される既知の電解質を用いてもよい。
（ラミネートセルの短絡率および容量維持率）
作製したラミネートセルを用いて、電圧４．３Ｖ、電流１／３ＣＡの定電流充電をした後、２時間定電圧充電した。放電は、電圧２．０Ｖ、電流１／３ＣＡで定電流放電をした。これを１０サイクル行い、１０サイクル目の容量と１サイクル目の容量との商から、容量維持率を算出した。そして、短絡調査をするために、電圧３．７Ｖ、電流１／３ＣＡの定電流充電をした後、２時間定電圧充電をし、１週間放置した。放置後に３．４Ｖ以下となっていたものを「短絡」と定義し、１０セル中の短絡本数を短絡発生率として算出した。
表３に１Ａｈ級ラミネートセルにその結果を示し、表４に３０Ａｈ級ラミネートセルにその結果を示す。
１Ａｈ級の実施例１〜３０及び３０Ａｈ級の実施例３１〜６０においては、短絡が見られなかった。なお、セパレータの長さを多くすることで、短絡を抑制することは可能ではあるが、コストと体積を考慮すると、本範囲内が非常に良好である。また、充電時には負極が積層方向に垂直に合剤層のみでも膨張するため、放電時の寸法を規定することにより、本範囲内が有効となる。
一方、比較例１及び２は、Ｓｉ合金と黒鉛との比が質量基準で３０：７０とした負極合剤を用いたものである。この場合、正極と負極の寸法によらず、短絡は見られなかった。これは、膨張収縮量が少ないためであると考えられる。充放電時のｉｎ−ｓｉｔｕ観察結果から、上記長さ方向に対して、集電箔の上の合剤層が集電箔からあまりはみ出さないためであると推察される。結果的に、積層型電極群構造の負極合剤層と正極未塗工部タブとが接触しないと考えられる。
しかしながら、比較例３〜５に示すようにＳｉ合金と黒鉛との比を質量基準で４０：６０とした場合、比較例６〜８に示すようにＳｉＯと黒鉛との比を質量基準で４０：６０とした場合、放電容量が６００Ａｈ／ｋｇ以上となる。これらの場合、積層型電極群構造の負極合剤層と正極未塗工部タブとが接触し、短絡が生じた。
また、比較例９及び１０に示すように、放電容量が１１００Ａｈ／ｋｇを超過すると、短絡は生じないものの、１０サイクルでの容量がなくなり、二次電池としての機能を果たすことができない。
Figure 2016058236
Figure 2016058236
以上のように、正極、セパレータ及び負極で構成され、正極及び負極が同一の一辺から集電端子が突出した積層型電極群構造を有するリチウムイオン二次電池においては、負極はＳｉを含有し、対極Ｌｉ基準で０Ｖから１．５Ｖまでの範囲の放電容量が６００Ａｈ／ｋｇ以上１０００Ａｈ／ｋｇ以下であり、負極の集電箔はステンレス箔または純度９９．９％以上の銅に異種元素（ジルコニウム、銀、スズの中から少なくとも１種類以上）を含有した銅箔で、かつ、集電端子の突出した方向における放電時の正極合剤層とセパレータと負極合剤層の長さは負極合剤層１００に対し、正極合剤層は１００以上１０２以下、セパレータは１０２以上１０４以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池により、充放電時の短絡を抑制することができる。
１：正極端子、２：負極端子、３：正極未塗工部、４：負極未塗工部、５：正極、６：負極、７：セパレータ、８：ラミネートフィルム（ケース側）、９：電極群、１０：ラミネートフィルム（ふた側）、１１：集電端子。

Claims (8)

  1. 長方形状の正極と、
    長方形状の負極と、
    セパレータと、を含むリチウムイオン二次電池であって、
    前記正極、前記負極及び前記セパレータは、積層型電極群を構成し、
    前記正極は、正極集電箔と、正極活物質を含む正極合剤層と、を含み、
    前記負極は、負極集電箔と、負極活物質を含む負極合剤層と、を含み、
    前記負極活物質は、シリコン系材料と、炭素質材料と、を含有し、
    前記シリコン系材料と前記炭素質材料との質量比は、２０：８０〜８０：２０であり、
    前記シリコン系材料は、Ｓｉ合金又はＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）であり、
    前記正極及び前記負極は、前記積層型電極群の共通する一辺から突出した集電端子を有し、
    前記負極集電箔は、ステンレス鋼、又は純度９９．９％以上の銅にジルコニウム、銀及びスズのうち少なくとも１種類以上の元素を混合した銅合金若しくは純度９９．９９％以上の銅で形成され、
    前記一辺から前記集電端子が突出した方向における前記正極合剤層及び前記負極合剤層の長さは、前記正極合剤層の長さが前記負極合剤層の長さ以上であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  2. 前記負極集電箔は、ステンレス鋼、又は純度９９．９％以上の銅にジルコニウム、銀及びスズのうち少なくとも１種類以上の元素を混合した銅合金で形成され、
    前記一辺から前記集電端子が突出した方向における前記正極合剤層、前記負極合剤層及び前記セパレータの長さは、前記負極合剤層の長さを１００とした場合に、前記正極合剤層が１００以上１０２以下であり、前記セパレータが１０２以上１０４以下である、請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
  3. 前記負極集電箔は、純度９９．９９％以上の銅で形成され、
    前記一辺から前記集電端子が突出した方向における前記正極合剤層、前記負極合剤層及び前記セパレータの長さは、前記負極合剤層の長さを１００とした場合に、前記正極合剤層が１００以上１０４以下であり、前記セパレータが１０４以上１０６以下である、請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
  4. 前記負極の対極Ｌｉ基準で０Ｖ〜１．５Ｖの範囲の放電容量が６００Ａｈ／ｋｇ以上１１００Ａｈ／ｋｇ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
  5. 前記Ｓｉ合金は、Ｓｉと、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＭｎからなる群から選択される１種類以上の異種金属元素と、を含み、前記Ｓｉと前記異種金属元素との原子比率は、５０：５０〜９０：１０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
  6. 前記シリコン系材料は、前記Ｓｉ合金であり、
    前記炭素質材料は、黒鉛であり、
    前記シリコン系材料と前記炭素質材料との質量比は、４０：６０〜７０：３０である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
  7. 前記セパレータは、袋状である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
  8. 前記セパレータは、前記負極を包む構成である、請求項７記載のリチウムイオン二次電池。
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