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JP5652386B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery, vehicle, and power storage device - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery, vehicle, and power storage device Download PDF

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JP5652386B2 JP2011271574A JP2011271574A JP5652386B2 JP 5652386 B2 JP5652386 B2 JP 5652386B2 JP 2011271574 A JP2011271574 A JP 2011271574A JP 2011271574 A JP2011271574 A JP 2011271574A JP 5652386 B2 JP5652386 B2 JP 5652386B2
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Description

本発明は、非水電解質二次電池、非水電解質二次電池を搭載した車両、及び蓄電装置に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, a vehicle equipped with a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a power storage device.

従来から、二次電池としては、リチウムイオン二次電池がよく知られている。リチウムイオン二次電池は、金属箔に活物質層を形成した電極を積層してなる電極体と、電解質塩(リチウム塩)を溶解させた非水電解質と、をケースに収容した構成とされている。   Conventionally, lithium ion secondary batteries are well known as secondary batteries. A lithium ion secondary battery is configured such that an electrode body formed by laminating an electrode in which an active material layer is formed on a metal foil and a nonaqueous electrolyte in which an electrolyte salt (lithium salt) is dissolved are housed in a case. Yes.

このようなリチウムイオン二次電池の中には、非水電解質として1,3−ジオキソランにLiAsF(ヘキサフルオロ砒素酸リチウム)を溶解させたものを用いることで、ケース内の温度が約100℃以上となった場合、重合反応により非水電解質をゲル化させるものがある(例えば、特許文献1)。特許文献1のリチウムイオン二次電池では、非水電解質がゲル化することによって、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が高められ、これによりリチウムイオン二次電池における温度上昇を抑制している。このような構成により、特許文献1のリチウムイオン二次電池では、熱暴走の発生が抑制されている。 Among such lithium ion secondary batteries, a nonaqueous electrolyte in which LiAsF 6 (lithium hexafluoroarsenate) is dissolved in 1,3-dioxolane is used, so that the temperature in the case is about 100 ° C. When it becomes above, there exists what gelatinizes a nonaqueous electrolyte by a polymerization reaction (for example, patent documents 1). In the lithium ion secondary battery of Patent Document 1, the internal resistance of the lithium ion secondary battery is increased by the gelation of the nonaqueous electrolyte, thereby suppressing the temperature rise in the lithium ion secondary battery. With such a configuration, in the lithium ion secondary battery of Patent Document 1, the occurrence of thermal runaway is suppressed.

特開平7−78635号公報JP-A-7-78635

しかしながら、特許文献1のリチウムイオン二次電池では、電池電圧が4V以上になると、主に正極まわりにおいて非水電解質が分解してゲル化してしまうことから、リチウムイオン二次電池の体積エネルギー密度を向上させる際の制約となっている。このような問題は、例えば非水電解質キャパシタ(非水電解液キャパシタ)などの蓄電装置においても同様に生ずる。   However, in the lithium ion secondary battery of Patent Document 1, when the battery voltage becomes 4 V or higher, the nonaqueous electrolyte is decomposed and gelled mainly around the positive electrode, so the volume energy density of the lithium ion secondary battery is reduced. It is a limitation when improving. Such a problem also occurs in a power storage device such as a non-aqueous electrolyte capacitor (non-aqueous electrolyte capacitor).

この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、熱暴走の発生を抑制しつつ、体積エネルギー密度を向上させることができる非水電解質二次電池、車両、及び蓄電装置を提供することにある。   This invention was made paying attention to the problem which exists in the said prior art, The objective is the nonaqueous electrolyte secondary battery which can improve a volume energy density, suppressing generation | occurrence | production of thermal runaway. Another object is to provide a vehicle and a power storage device.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、活物質層を形成した電極が層状をなす電極体、及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解質をケースに収容した非水電解質二次電池であって、前記非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤と、融点が熱暴走温度より低い材料からなり、前記ケース内において前記重合剤を前記非水電解質及び前記電極から隔離する隔離部材と、を備え、前記重合剤は、Tiアルコキシドであることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 accommodates in a case an electrode body in which an electrode formed with an active material layer forms a layer, and a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a polymerizing agent that gels the non-aqueous electrolyte by a polymerization reaction; and a material having a melting point lower than a thermal runaway temperature. A separating member that separates from the electrode, and the polymerization agent is Ti alkoxide .

なお、熱暴走とは、例えば内部短絡や過充電などを契機として、二次電池を構成する特定部材が発熱するとともに、この特定部材の発熱によってさらに他の部材が発熱するというように、自発的に二次電池の温度が上昇し続ける状態を指す。また、熱暴走温度とは、熱暴走の発熱のサイクルが開始される温度を指す。   Note that thermal runaway is spontaneous, such as when a specific member constituting a secondary battery generates heat, triggered by internal short circuit or overcharge, and other members generate heat due to heat generated by the specific member. The state where the temperature of the secondary battery continues to rise. The thermal runaway temperature refers to a temperature at which a heat runaway heat generation cycle is started.

これによれば、非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤が、隔離部材によって非水電解質、及び電極から隔離される。このため、予め重合剤を含む非水電解質を用いる従来の構成と比較して、電池電圧を高くする場合であっても、正電極まわりにおいて非水電解質が分解してゲル化されてしまうことを抑制できる。そして、ケース内の温度が上昇して隔離部材の融点に達した場合には、隔離部材が溶融し、隔離されていた重合剤が放出される。このため、重合剤によって非水電解質が重合反応によりゲル化し、内部抵抗が高まると共に温度上昇を抑制できる。したがって、熱暴走の発生を抑制しつつ、体積エネルギー密度を向上させることができる。   According to this, the polymerizing agent that gels the nonaqueous electrolyte by the polymerization reaction is isolated from the nonaqueous electrolyte and the electrode by the isolation member. For this reason, the nonaqueous electrolyte is decomposed and gelled around the positive electrode even when the battery voltage is increased as compared with the conventional configuration using a nonaqueous electrolyte containing a polymerization agent in advance. Can be suppressed. When the temperature in the case rises and reaches the melting point of the separating member, the separating member is melted and the separated polymerization agent is released. For this reason, the non-aqueous electrolyte is gelled by the polymerization reaction by the polymerization agent, thereby increasing the internal resistance and suppressing the temperature rise. Therefore, the volume energy density can be improved while suppressing the occurrence of thermal runaway.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の非水電解質二次電池において、前記隔離部材は、前記重合剤を内包しているとともに、前記電極体と前記ケースとの間に配置されていることを要旨とする。 According to a second aspect of the invention, the non-aqueous electrolyte secondary battery of claim 1, wherein the isolation member, together with the enclosing said polymerization agent, is disposed between the electrode body case It is a summary.

これによれば、温度が上昇しやすい電極体とケースとの間に、重合剤を内包した隔離部材を配置していることから、電極体の温度上昇に伴って隔離部材の温度も上昇しやすくなり、電極体の温度上昇に連動して、隔離部材を溶融し易くすることができる。   According to this, since the separating member containing the polymerization agent is disposed between the electrode body and the case where the temperature is likely to rise, the temperature of the separating member is likely to rise as the temperature of the electrode body rises. Thus, the isolation member can be easily melted in conjunction with the temperature rise of the electrode body.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の非水電解質二次電池において、前記隔離部材は、前記電極体の前記集電端子が固定されている側の端部に沿って配置されていることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池において、前記電極体は、長尺のシート状をなす電極シートを捲回して形成されており、前記隔離部材は、前記電極体の中心に配設されていることを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the second aspect, the isolation member is disposed along an end of the electrode body on the side where the current collecting terminal is fixed. It is a summary.
The invention according to claim 4 is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode body is formed by winding an electrode sheet having a long sheet shape. The gist of the invention is that the isolation member is disposed at the center of the electrode body.

これによれば、隔離部材が、電極シートを捲回して構成された電極体の中心に配設される。このため、電極体の温度上昇に伴って隔離部材も温度が上昇しやすくなり、電極体の温度上昇に連動して隔離部材を溶融し易くできる。   According to this, the separating member is disposed at the center of the electrode body formed by winding the electrode sheet. For this reason, as the temperature of the electrode body rises, the temperature of the separating member also rises easily, and the separating member can be easily melted in conjunction with the temperature rise of the electrode body.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池において、前記隔離部材は、ポリエチレンからなるフィルムであることを要旨とする。これによれば、非水電解質に対する安定性(耐薬品性)を確保しつつ、且つ低い温度で隔離部材を溶融させて重合剤を放出することができる。   The gist of the invention according to claim 5 is the non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the isolation member is a film made of polyethylene. According to this, it is possible to release the polymerization agent by melting the separating member at a low temperature while ensuring the stability (chemical resistance) against the non-aqueous electrolyte.

請求項6に記載の発明は、車両において、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池を搭載したことを要旨とする。
これによれば、熱暴走の発生を抑制しつつ、電池電圧を高く設定することにより体積エネルギー密度を向上し、非水電解質二次電池の小型化や、高容量化を図ることができる。したがって、例えば非水電解質二次電池として高容量化を図った場合には、車両における1回の満充電で利用可能な電力量(使用時間)を向上できる。また、非水電解質二次電池として小型化を図った場合には、車両における二次電池の設置箇所の自由度を向上させることができる。
The gist of the invention described in claim 6 is that the nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5 is mounted in a vehicle.
According to this, the volume energy density can be improved by setting the battery voltage high while suppressing the occurrence of thermal runaway, and the nonaqueous electrolyte secondary battery can be reduced in size and capacity. Therefore, for example, when the capacity is increased as a non-aqueous electrolyte secondary battery, the amount of electric power (usage time) that can be used by one full charge in the vehicle can be improved. In addition, when the size of the nonaqueous electrolyte secondary battery is reduced, the degree of freedom of the location where the secondary battery is installed in the vehicle can be improved.

請求項7に記載の発明は、電極が層状をなす電極体と、非水溶媒に電解質塩が溶解され
ている非水電解質とを有する蓄電装置であって、前記非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤と、融点が熱暴走温度より低い材料からなり、前記重合剤を前記非水電解質及び前記電極体から隔離する隔離部材と、を備え、前記重合剤は、Tiアルコキシドであることを要旨とする。
The invention according to claim 7 is an electricity storage device having an electrode body in which an electrode is layered and a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, wherein the non-aqueous electrolyte is gelled by a polymerization reaction. And a separating member made of a material whose melting point is lower than the thermal runaway temperature, and separating the polymer from the nonaqueous electrolyte and the electrode body, and the polymer is a Ti alkoxide. The gist.

これによれば、非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤が、隔離部材によって非水電解質、及び電極から隔離される。このため、予め重合剤を含む非水電解質を用いる従来の構成と比較して、電極間における電圧を高くする場合であっても、正電極まわりにおいて非水電解質が分解してゲル化されてしまうことを抑制できる。そして、蓄電装置の温度が上昇して隔離部材の融点に達した場合には、隔離部材が溶融し、隔離されていた重合剤が放出される。このため、重合剤によって非水電解質が重合反応によりゲル化し、内部抵抗が高まると共に温度上昇を抑制できる。したがって、熱暴走の発生を抑制しつつ、体積エネルギー密度を向上させることができる。   According to this, the polymerizing agent that gels the nonaqueous electrolyte by the polymerization reaction is isolated from the nonaqueous electrolyte and the electrode by the isolation member. For this reason, the nonaqueous electrolyte is decomposed and gelled around the positive electrode even when the voltage between the electrodes is increased as compared with the conventional configuration using a nonaqueous electrolyte containing a polymerization agent in advance. This can be suppressed. When the temperature of the power storage device rises and reaches the melting point of the isolation member, the isolation member melts and the isolated polymerization agent is released. For this reason, the non-aqueous electrolyte is gelled by the polymerization reaction by the polymerization agent, thereby increasing the internal resistance and suppressing the temperature rise. Therefore, the volume energy density can be improved while suppressing the occurrence of thermal runaway.

本発明によれば、熱暴走の発生を抑制しつつ、体積エネルギー密度を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the volume energy density while suppressing the occurrence of thermal runaway.

リチウムイオン二次電池を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows a lithium ion secondary battery typically. 電極体及び重合剤パックを模式的に示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows an electrode body and a polymeric agent pack typically. 別の実施形態におけるリチウムイオン二次電池を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the lithium ion secondary battery in another embodiment. 別の実施形態における電極体、及び重合剤パックを模式的に示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows typically the electrode body and polymer agent pack in another embodiment. 別の実施形態におけるリチウムイオン二次電池を模式的に示す正面図。The front view which shows typically the lithium ion secondary battery in another embodiment.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。
図1に示すように、車両(例えば産業車両や乗用車両)に搭載される非水電解質二次電池(非水二次電池)としてのリチウムイオン二次電池(以下、単に「二次電池」と示す)10は、全体として扁平な略立方体状をなすケース11を備えている。ケース11は、有底筒状(本実施形態では四角筒状)に形成された本体部材12、及び本体部材12の開口部12aを覆う(密閉する)ように、本体部材12に組み付けられる平板状(本実施形態では矩形平板状)をなす蓋部材13から形成されている。本体部材12において、底部と、底部を囲う4つの側壁との角部11aは、何れもR形状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, a lithium ion secondary battery (hereinafter simply referred to as “secondary battery”) as a nonaqueous electrolyte secondary battery (nonaqueous secondary battery) mounted on a vehicle (for example, an industrial vehicle or a passenger vehicle). 10) includes a case 11 having a generally flat and generally cubic shape. The case 11 is a flat plate assembled to the main body member 12 so as to cover (seal) the main body member 12 formed in a bottomed cylindrical shape (in this embodiment, a square cylindrical shape) and the opening 12a of the main body member 12. The lid member 13 is formed in a rectangular flat plate shape in the present embodiment. In the main body member 12, the corners 11a of the bottom and the four side walls surrounding the bottom are all formed in an R shape.

本体部材12、及び蓋部材13は、何れも金属(例えばステンレスやアルミニウムなど)から形成されている。以下、説明の便宜のため、図1で矢印Y1に示すケース11の長手方向を左右方向と示し、矢印Y2で示すケース11の短手方向(厚さ方向)を前後方向と示し、矢印Y3に示すケース11の高さ方向を上下方向と示す。   The main body member 12 and the lid member 13 are both made of metal (for example, stainless steel or aluminum). Hereinafter, for convenience of explanation, the longitudinal direction of the case 11 indicated by the arrow Y1 in FIG. 1 is indicated as the left-right direction, the short direction (thickness direction) of the case 11 indicated by the arrow Y2 is indicated as the front-rear direction, and the arrow Y3 The height direction of the case 11 to be shown is indicated as the vertical direction.

蓋部材13には、蓋部材13の上面から円柱状(略円柱状)をなす正極端子15及び負極端子16が上方に向かって突出するように設けられている。また、蓋部材13の下面(内面)には、金属(例えばアルミニウム)からなり、正極端子15と電気的に接続された集電端子17の基端(一端)が固定されている。また、蓋部材13の下面(内面)には、金属(例えば銅)からなり、負極端子16と電気的に接続された集電端子18の基端(一端)が固定されている。本実施形態において、正極端子15、負極端子16、及び集電端子17,18は、ケース11(本体部材12及び蓋部材13)とは絶縁された状態とされている。   The lid member 13 is provided with a positive electrode terminal 15 and a negative electrode terminal 16 having a cylindrical shape (substantially cylindrical shape) projecting upward from the upper surface of the lid member 13. A base end (one end) of a current collecting terminal 17 made of metal (for example, aluminum) and electrically connected to the positive electrode terminal 15 is fixed to the lower surface (inner surface) of the lid member 13. Further, a base end (one end) of a current collecting terminal 18 made of metal (for example, copper) and electrically connected to the negative electrode terminal 16 is fixed to the lower surface (inner surface) of the lid member 13. In the present embodiment, the positive electrode terminal 15, the negative electrode terminal 16, and the current collecting terminals 17 and 18 are in an insulated state from the case 11 (the main body member 12 and the lid member 13).

また、ケース11には、導電性を有するシート状の基材に活物質を塗布してなる電極としての正電極シート24及び負電極シート25がセパレータ(隔膜)23を介した状態で層状をなす電極体21が収納されている。   In addition, the case 11 is layered with a positive electrode sheet 24 and a negative electrode sheet 25 as electrodes formed by applying an active material to a conductive sheet-like base material with a separator (diaphragm) 23 interposed therebetween. The electrode body 21 is accommodated.

図2に示すように、セパレータ23は、絶縁性を有する樹脂材料からなり、極めて微細な空孔構造をなす矩形の多孔性シートとされている。詳しく説明すると、本実施形態のセパレータ23は、ポリプロピレンからなる多孔性シートを、ポリエチレンからなる多孔性シートで挟むように積層した多層構造(本実施形態では3層構造)とされている。セパレータ23は、多孔性シートを構成するポリエチレンの融点(本実施形態では135℃〜140℃)に達すると、当該多孔性シートが溶融し、空孔構造が崩壊して細孔が塞がれる。この場合、セパレータ23は、正電極シート24と負電極シート25との間のイオンの通過を遮断して二次電池10の内部抵抗を高め、二次電池10の温度上昇を抑制するようになっている。以下の説明では、セパレータ23を構成するポリエチレンの融点を特に遮断温度と示す。   As shown in FIG. 2, the separator 23 is made of an insulating resin material and is a rectangular porous sheet having a very fine pore structure. More specifically, the separator 23 of the present embodiment has a multilayer structure (three-layer structure in the present embodiment) in which a porous sheet made of polypropylene is sandwiched between porous sheets made of polyethylene. When the separator 23 reaches the melting point of polyethylene constituting the porous sheet (135 ° C. to 140 ° C. in this embodiment), the porous sheet is melted, the pore structure is collapsed, and the pores are blocked. In this case, the separator 23 blocks the passage of ions between the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 to increase the internal resistance of the secondary battery 10 and suppress the temperature increase of the secondary battery 10. ing. In the following description, the melting point of polyethylene constituting the separator 23 is particularly referred to as a cutoff temperature.

また、正電極シート24は、矩形のシート状をなす基材としての金属箔24a(例えばアルミニウム箔)を備えている一方で、負電極シート25は、矩形のシート状をなす基材としての金属箔25a(例えば銅箔)を備えている。各金属箔24a,25aの両面(前面及び後面)には、全面に活物質が塗布され、活物質層26が形成されている。   The positive electrode sheet 24 includes a metal foil 24a (for example, an aluminum foil) as a base material having a rectangular sheet shape, while the negative electrode sheet 25 is a metal as a base material having a rectangular sheet shape. The foil 25a (for example, copper foil) is provided. An active material is applied to the entire surface of both surfaces (front surface and rear surface) of each metal foil 24a, 25a, and an active material layer 26 is formed.

金属箔24aには正極用の活物質(例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)が塗布されている一方で、金属箔25aには、負極用の活物質(例えばLiC)が塗布されている。また、各正電極シート24において、金属箔24aの左上端部には、略矩形をなす正電極タブ24bが上方に向かって延出されている一方で、各負電極シート25において、金属箔25aの右上端部には、略矩形をなす負電極タブ25bが上方に向かって延出されている。これら正電極タブ24b、及び負電極タブ25bの表面には、活物質層26が形成されていない。 The metal foil 24a is coated with an active material for a positive electrode (for example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ), while the metal foil 25a is coated with an active material for a negative electrode (for example, LiC 6 ) Is applied. Further, in each positive electrode sheet 24, a substantially rectangular positive electrode tab 24b extends upward at the upper left end of the metal foil 24a. On the other hand, in each negative electrode sheet 25, the metal foil 25a A negative electrode tab 25b having a substantially rectangular shape is extended upward at the upper right end portion. The active material layer 26 is not formed on the surfaces of the positive electrode tab 24b and the negative electrode tab 25b.

そして、電極体21は、セパレータ(隔膜)23を介在させて、正電極シート24、及び負電極シート25を前後方向(厚さ方向)に積層して形成されている。より詳しく言えば、正電極シート24及び負電極シート25は、…→正電極シート24→負電極シート25→正電極シート24…のように、交互に配置されている。本実施形態では、矢印Y2に示す前後方向が正電極シート24、及び負電極シート25の積層方向となる。   The electrode body 21 is formed by laminating a positive electrode sheet 24 and a negative electrode sheet 25 in the front-rear direction (thickness direction) with a separator (diaphragm) 23 interposed therebetween. More specifically, the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 are alternately arranged as follows: →→ positive electrode sheet 24 → negative electrode sheet 25 → positive electrode sheet 24. In the present embodiment, the front-rear direction indicated by the arrow Y <b> 2 is the stacking direction of the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25.

図1に示すように、各正電極タブ24bは、正電極タブ24bの間に上方から挿入するように配置された集電端子17の先端(他端)に対して、前後方向から寄り合わされた(寄せ集められた)状態で、例えば超音波接合やスポット接合(抵抗溶接)などによって接合され、電気的に接続されている。同様に、負電極タブ25bは、負電極タブ25bの間に上方から挿入するように配置された集電端子18の先端(他端)に対して、前後方向から寄り合わされた(寄せ集められた)状態で、例えば超音波接合やスポット接合(比抵抗溶接)などによって接合され、電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, each positive electrode tab 24 b is offset from the front-rear direction with respect to the tip (the other end) of the current collecting terminal 17 arranged so as to be inserted between the positive electrode tabs 24 b from above. In the (collected) state, they are joined and electrically connected by, for example, ultrasonic joining or spot joining (resistance welding). Similarly, the negative electrode tab 25b was brought close to the front end (the other end) of the current collecting terminal 18 arranged so as to be inserted between the negative electrode tabs 25b from above (from the front and back). ) State, for example, by ultrasonic bonding or spot bonding (specific resistance welding), and are electrically connected.

また、ケース11内には、電解質として、例えばエチレンカーボネートやジメチルカーボネートなどの有機溶媒(非水溶媒)に電解質塩となるリチウム塩を溶解させた非水電解質(非水電解液)が充填されている。なお、本実施形態の非水電解質は、二次電池10の電池電圧が4V以上の場合であっても分解(酸化及び還元)されない組成とされている。   The case 11 is filled with a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) in which a lithium salt as an electrolyte salt is dissolved in an organic solvent (non-aqueous solvent) such as ethylene carbonate or dimethyl carbonate as an electrolyte. Yes. Note that the nonaqueous electrolyte of the present embodiment has a composition that is not decomposed (oxidized and reduced) even when the battery voltage of the secondary battery 10 is 4 V or higher.

そして、図2に示すように、本実施形態の二次電池10は、重合反応により非水電解質をゲル化する重合剤31を内包(封入)した矩形平板状の重合剤カプセル30を備えている。重合剤カプセル30は、電極体21における積層方向(前後方向)の両側から電極体21を挟むように配設されている。即ち、重合剤カプセル30は、電極体21において、積層方向の最も外側に配置された電極シートの外側面と面接触した状態となるように、電極体21とケース11(本体部材12)との間に配置(介挿)されている。   As shown in FIG. 2, the secondary battery 10 of the present embodiment includes a rectangular plate-shaped polymer agent capsule 30 that encloses (encloses) a polymer agent 31 that gels a nonaqueous electrolyte by a polymerization reaction. . The polymerizer capsule 30 is disposed so as to sandwich the electrode body 21 from both sides of the electrode body 21 in the stacking direction (front-rear direction). That is, the polymer capsule 30 is placed between the electrode body 21 and the case 11 (main body member 12) such that the electrode body 21 is in surface contact with the outer surface of the electrode sheet disposed on the outermost side in the stacking direction. It is arranged (inserted) between them.

本実施形態の重合剤カプセル30は、ケース11内において重合剤31を、非水電解質及び電極体21(正電極シート24及び負電極シート25)から隔離している。以下、この重合剤カプセル30について詳しく説明する。   The polymerizer capsule 30 of the present embodiment isolates the polymerizer 31 from the nonaqueous electrolyte and the electrode body 21 (the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25) in the case 11. Hereinafter, the polymer capsule 30 will be described in detail.

重合剤カプセル30は、非水電解質に対して化学的に安定であり、且つ融点がセパレータ23を構成するポリエチレンの融点、及び二次電池10の熱暴走温度よりも低い樹脂材料(高分子ポリマ)からなる隔離部材としての樹脂フィルム30aを袋状に形成してなる。   The polymer capsule 30 is a resin material (polymer polymer) that is chemically stable with respect to the nonaqueous electrolyte and has a melting point lower than the melting point of polyethylene constituting the separator 23 and the thermal runaway temperature of the secondary battery 10. A resin film 30a as a separating member is formed in a bag shape.

ここで、非水電解質に対して化学的に安定であるとは、樹脂フィルム30aの融点以下の温度において、樹脂フィルム30aが非水電解質中で溶解又は分解(化学反応)したり、樹脂フィルム30aの含有成分が二次電池10の機能を低下させる程度に溶出したりしないことをいう。   Here, being chemically stable with respect to the nonaqueous electrolyte means that the resin film 30a is dissolved or decomposed (chemical reaction) in the nonaqueous electrolyte at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin film 30a. Is not eluted to the extent that the function of the secondary battery 10 is degraded.

また、二次電池10の熱暴走は、例えば内部短絡や過充電などを契機として、二次電池10を構成する特定部材が発熱するとともに、この特定部材の発熱によってさらに他の部材が発熱するというように、自発的に二次電池10の温度が上昇し続ける状態をいう。このような発熱のサイクルが開始される温度が、二次電池10の熱暴走温度となる。なお、二次電池10の熱暴走温度は、活物質の種類、非水電解質の種類やケース11の容積など、二次電池10を構成する部材の種類に応じて変化する。また、熱暴走温度は、例えば二次電池10を加熱して上述した発熱のサイクルが開始される温度を測定したり、二次電池10を構成する各部材を個別に加熱するとともに、自発的な温度上昇が開始される温度を測定して推定したりすることも可能である。本実施形態の二次電池10における熱暴走温度は、150℃とされている。   Further, the thermal runaway of the secondary battery 10 is triggered by, for example, an internal short circuit or overcharge, and the specific member constituting the secondary battery 10 generates heat, and the other member generates heat due to the heat generated by the specific member. Thus, the state where the temperature of the secondary battery 10 continues to rise spontaneously is said. The temperature at which such a heat generation cycle is started becomes the thermal runaway temperature of the secondary battery 10. Note that the thermal runaway temperature of the secondary battery 10 varies depending on the types of members constituting the secondary battery 10 such as the type of active material, the type of nonaqueous electrolyte, and the volume of the case 11. In addition, the thermal runaway temperature is determined by, for example, measuring the temperature at which the secondary battery 10 is heated to start the above-described heat generation cycle, heating each member constituting the secondary battery 10 individually, and spontaneously. It is also possible to measure and estimate the temperature at which the temperature rise starts. The thermal runaway temperature in the secondary battery 10 of the present embodiment is 150 ° C.

重合剤カプセル30の説明に戻り、本実施形態の樹脂フィルム30a(重合剤カプセル30)は、融点が例えば95℃〜105℃であるポリエチレンから形成されている。また、本実施形態の樹脂フィルム30aには、絶縁性を有し、且つケース11内の非水電解質、及び封入した重合剤31を相互に透過(通過)させない樹脂材料が用いられている。樹脂フィルム30aは、その厚みが例えば100μm〜200μmであり、好ましくは120μm〜180μmとされている。また、樹脂フィルム30aは、セパレータ23の大きさ及び形状に対応させて、正面視においてセパレータ23と同じ形状及び大きさに形成されている。   Returning to the description of the polymerizer capsule 30, the resin film 30a (polymerizer capsule 30) of the present embodiment is formed of polyethylene having a melting point of, for example, 95 ° C to 105 ° C. The resin film 30a of the present embodiment is made of a resin material that has an insulating property and does not allow the nonaqueous electrolyte in the case 11 and the encapsulated polymer agent 31 to permeate (pass) each other. The resin film 30a has a thickness of, for example, 100 μm to 200 μm, and preferably 120 μm to 180 μm. In addition, the resin film 30 a is formed in the same shape and size as the separator 23 in front view, corresponding to the size and shape of the separator 23.

そして、重合剤カプセル30は、矩形のシート状をなす2枚の樹脂フィルム30aの周囲を例えば熱溶着などにより溶着して袋状に形成されているとともに、2枚の樹脂フィルム30aの間に形成される収容空間30b内に上述した重合剤31を収容している。重合剤31は、例えば0.8モル/L〜1.5モル/LとなるようにLiAsF(ヘキサフルオロ砒素酸リチウム)を溶解した1,3−ジオキソランが用いられている。また、重合剤31には、例えば重合阻止剤として機能する安定剤として、トリエチルアミンなどの三級アミン類が添加されていてもよい。 The polymer capsule 30 is formed in a bag shape by welding the periphery of two resin films 30a having a rectangular sheet shape by, for example, heat welding or the like, and is formed between the two resin films 30a. The above-described polymerization agent 31 is accommodated in the accommodation space 30b. As the polymerization agent 31, for example, 1,3-dioxolane in which LiAsF 6 (lithium hexafluoroarsenate) is dissolved so as to be 0.8 mol / L to 1.5 mol / L is used. Moreover, tertiary amines, such as a triethylamine, may be added to the polymerization agent 31, for example as a stabilizer which functions as a polymerization inhibitor.

このような組成による重合剤31では、重合剤31の温度が105℃〜115℃になった場合、重合反応が進行し、ゲル化する。以下の説明では、重合剤31の重合反応が開始される温度を重合温度と示す。また、重合剤31は、仮に重合剤31が正電極シート24(金属箔24a及び活物質層26)に直接、接している場合、二次電池10の電池電圧が4V以上となったときに、重合温度より低い温度であっても正電極シート24まわりで分解し、ゲル化する。   In the polymerizing agent 31 having such a composition, when the temperature of the polymerizing agent 31 becomes 105 ° C. to 115 ° C., the polymerization reaction proceeds and gels. In the following description, the temperature at which the polymerization reaction of the polymerization agent 31 is started is referred to as the polymerization temperature. Further, when the polymer agent 31 is in direct contact with the positive electrode sheet 24 (the metal foil 24a and the active material layer 26), when the battery voltage of the secondary battery 10 becomes 4 V or more, Even at a temperature lower than the polymerization temperature, it decomposes around the positive electrode sheet 24 and gels.

また、重合剤カプセル30には、重合剤31がケース11内に放出された場合に、非水電解質の少なくとも一部、より好ましくは非水電解質の全体をゲル化させるのに必要な量の重合剤31が封入されている。なお、重合剤カプセル30に封入する重合剤31の量は、ケース11の内容積(非水電解質の体積)、及び非水電解質をゲル化させた場合に目標とする二次電池10の内部抵抗値をもとに算出することができる。   Further, in the polymer capsule 30, when the polymer 31 is released into the case 11, an amount of polymerization necessary for gelling at least a part of the non-aqueous electrolyte, more preferably the whole non-aqueous electrolyte. Agent 31 is enclosed. It should be noted that the amount of the polymerizing agent 31 enclosed in the polymerizing agent capsule 30 is the internal volume of the case 11 (the volume of the nonaqueous electrolyte) and the internal resistance of the secondary battery 10 that is targeted when the nonaqueous electrolyte is gelled. It can be calculated based on the value.

次に、本実施形態の二次電池10の作用について説明する。
最初に、二次電池10の内部温度(電極体21の温度)が樹脂フィルム30aの融点未満である場合について説明する。この場合、重合剤31は、重合剤カプセル30の樹脂フィルム30aによって、非水電解質、及び電極体21(正電極シート24)から隔離された状態とされている。
Next, the effect | action of the secondary battery 10 of this embodiment is demonstrated.
First, the case where the internal temperature of the secondary battery 10 (the temperature of the electrode body 21) is lower than the melting point of the resin film 30a will be described. In this case, the polymerizing agent 31 is separated from the non-aqueous electrolyte and the electrode body 21 (positive electrode sheet 24) by the resin film 30a of the polymerizing agent capsule 30.

このため、正電極シート24に重合剤31が直接、接することがなく、二次電池10の電池電圧を高くした場合(例えば4V以上とした場合)であっても、正電極シート24まわりで重合剤31が分解して非水電解質の一部または全部がゲル化してしまうことを好適に抑制できる。したがって、本実施形態の二次電池10では、体積エネルギー密度を向上させることができる。   For this reason, the polymerization agent 31 is not in direct contact with the positive electrode sheet 24, and even when the battery voltage of the secondary battery 10 is increased (for example, 4 V or more), the polymerization is performed around the positive electrode sheet 24. It can suppress suitably that agent 31 decomposes | disassembles and part or all of nonaqueous electrolyte will gelatinize. Therefore, in the secondary battery 10 of the present embodiment, the volume energy density can be improved.

次に、二次電池10の内部温度(電極体21の温度)が樹脂フィルム30aの融点以上である場合について説明する。この場合、電極体21に接する重合剤カプセル30(樹脂フィルム30a)は、電極体21から伝達される熱により融点に達すると溶解するとともに、重合剤カプセル30により隔離されていた重合剤31は、ケース11内に放出され、非水電解質に混合される。そして、重合剤31が混合された非水電解質は、この非水電解質の温度が重合剤31の重合温度に達することで重合反応が開始され、その一部又は全体がゲル化する。これにより、本実施形態の二次電池10では、二次電池10の内部抵抗が高まると共に二次電池10の温度上昇が抑制される。   Next, a case where the internal temperature of the secondary battery 10 (the temperature of the electrode body 21) is equal to or higher than the melting point of the resin film 30a will be described. In this case, the polymer agent capsule 30 (resin film 30a) in contact with the electrode body 21 dissolves when the melting point is reached by the heat transmitted from the electrode body 21, and the polymer agent 31 separated by the polymer agent capsule 30 is It is discharged into the case 11 and mixed with the nonaqueous electrolyte. Then, the nonaqueous electrolyte mixed with the polymerizing agent 31 starts the polymerization reaction when the temperature of the nonaqueous electrolyte reaches the polymerization temperature of the polymerizing agent 31, and a part or the whole of the nonaqueous electrolyte is gelled. Thereby, in the secondary battery 10 of this embodiment, while the internal resistance of the secondary battery 10 increases, the temperature rise of the secondary battery 10 is suppressed.

また、本実施形態では、二次電池10の温度上昇が重合剤31の重合反応によって十分に抑制されない場合であっても、二次電池10の内部温度がセパレータ23の遮断温度に達することで、セパレータ23における細孔が塞がり、二次電池10の内部抵抗をさらに高めることができる。このため、本実施形態では、二次電池10の内部温度が熱暴走温度に達することを好適に抑制できる。   Further, in the present embodiment, even if the temperature rise of the secondary battery 10 is not sufficiently suppressed by the polymerization reaction of the polymerizing agent 31, the internal temperature of the secondary battery 10 reaches the cutoff temperature of the separator 23. The pores in the separator 23 are blocked, and the internal resistance of the secondary battery 10 can be further increased. For this reason, in this embodiment, it can suppress suitably that the internal temperature of the secondary battery 10 reaches thermal runaway temperature.

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤31が、重合剤カプセル30(樹脂フィルム30a)によって非水電解質、及び電極体21(正電極シート24)から隔離される。このため、予め重合剤31を含む非水電解質を用いる従来の構成と比較して、二次電池10の電池電圧を高くする場合であっても、正電極シート24まわりにおいて非水電解質が分解してゲル化されてしまうことを抑制できる。そして、ケース11内の温度(電極体21の温度)が上昇して重合剤カプセル30(樹脂フィルム30a)の融点に達した場合には、重合剤カプセル30が溶融し、隔離されていた重合剤が放出される。このため、重合剤31によって非水電解質が重合反応によりゲル化し、内部抵抗が高まると共に二次電池10の温度上昇を抑制できる。したがって、熱暴走の発生を抑制しつつ、体積エネルギー密度を向上させることができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The polymerizing agent 31 that gels the nonaqueous electrolyte by a polymerization reaction is isolated from the nonaqueous electrolyte and the electrode body 21 (positive electrode sheet 24) by the polymerizing agent capsule 30 (resin film 30a). Therefore, the nonaqueous electrolyte is decomposed around the positive electrode sheet 24 even when the battery voltage of the secondary battery 10 is increased as compared with the conventional configuration using the nonaqueous electrolyte containing the polymerizing agent 31 in advance. Can be prevented from being gelled. When the temperature in the case 11 (temperature of the electrode body 21) rises and reaches the melting point of the polymer capsule 30 (resin film 30a), the polymer capsule 30 is melted and isolated. Is released. For this reason, the non-aqueous electrolyte is gelled by the polymerization reaction by the polymerization agent 31, the internal resistance is increased, and the temperature rise of the secondary battery 10 can be suppressed. Therefore, the volume energy density can be improved while suppressing the occurrence of thermal runaway.

(2)重合剤31として、LiAsFを溶解した1,3−ジオキソランを重合剤カプセル30に内包させている。このため、重合剤31により、確実に非水電解質を重合反応によりゲル化させることができる。 (2) As the polymerizing agent 31, 1,3-dioxolane in which LiAsF 6 is dissolved is encapsulated in the polymerizing agent capsule 30. For this reason, the non-aqueous electrolyte can be reliably gelled by the polymerization reaction by the polymerization agent 31.

(3)重合剤31を内包した重合剤カプセル30を、温度が上昇しやすい電極体21と、ケース11との間に配置している。このため、電極体21の温度上昇に伴って重合剤カプセル30の温度が上昇しやすくなり、電極体21の温度上昇に連動して溶融し易くすることができる。   (3) The polymer capsule 30 containing the polymer agent 31 is disposed between the electrode body 21 and the case 11 where the temperature is likely to rise. For this reason, the temperature of the polymer capsule 30 is likely to increase as the temperature of the electrode body 21 rises, and can be easily melted in conjunction with the temperature rise of the electrode body 21.

(4)重合剤カプセル30を形成する樹脂フィルム30aは、ポリエチレンからなる。このため、非水電解質に対する安定性(耐薬品性)を確保しつつ、且つ低い温度で樹脂フィルム30aを溶融させて重合剤31を放出することができる。   (4) The resin film 30a forming the polymer capsule 30 is made of polyethylene. For this reason, the polymer agent 31 can be released by melting the resin film 30a at a low temperature while ensuring the stability (chemical resistance) against the nonaqueous electrolyte.

(5)重合剤カプセル30は、電極体21における積層方向の両端面(本実施形態では前面及び後面)に対して面接触されている。したがって、電極体21の温度が樹脂フィルム30aの融点に達した場合に、重合剤カプセル30をすばやく溶融させ、非水電解質をゲル化させることができる。   (5) The polymer capsule 30 is in surface contact with both end surfaces of the electrode body 21 in the stacking direction (front surface and rear surface in the present embodiment). Therefore, when the temperature of the electrode body 21 reaches the melting point of the resin film 30a, the polymerizer capsule 30 can be quickly melted and the nonaqueous electrolyte can be gelled.

(6)また、重合剤カプセル30は、ケース11の扁平面(前面及び後面)に沿って配置されていることから、仮に外部からの衝撃などによってケース11の扁平面が内側へ向かって凹むように変形する場合であっても、その衝撃を緩衝することで電極体21を保護することができる。   (6) Since the polymerizer capsule 30 is disposed along the flat surfaces (front surface and rear surface) of the case 11, the flat surface of the case 11 is recessed inward due to external impact or the like. Even in the case of deformation, the electrode body 21 can be protected by buffering the impact.

(7)樹脂フィルム30aの融点は、セパレータ23の遮断温度よりも低い。このため二次電池10の温度上昇が重合剤31の重合反応によって十分に抑制されない場合であっても、二次電池10の内部温度がセパレータ23の遮断温度に達することで、セパレータ23における細孔が塞がり、二次電池10の内部抵抗をさらに高めることができる。これにより、本実施形態では、二次電池10の内部温度が熱暴走温度に達することを好適に抑制できる。したがって、二次電池10の安全性を向上させることができる。   (7) The melting point of the resin film 30 a is lower than the cutoff temperature of the separator 23. For this reason, even when the temperature rise of the secondary battery 10 is not sufficiently suppressed by the polymerization reaction of the polymerizing agent 31, the internal temperature of the secondary battery 10 reaches the cutoff temperature of the separator 23, thereby causing pores in the separator 23. The internal resistance of the secondary battery 10 can be further increased. Thereby, in this embodiment, it can suppress suitably that the internal temperature of the secondary battery 10 reaches thermal runaway temperature. Therefore, the safety of the secondary battery 10 can be improved.

実施形態は上記のように限定されるものではなく、例えば以下のように具体化してもよい。
○ 図3及び図4に示すように、電極体21は、セパレータ23、正電極シート24、及び負電極シート25を長尺のシート状に形成するとともに、セパレータ23を介在させた状態で、正電極シート24、及び負電極シート25を渦まき状に捲回し、正電極シート24及び負電極シート25が層状をなすようにしてもよい。この場合、図4に示すように、正電極シート24において幅方向(矢印Y1に示す)の一方の端部(本別例では左端部)には、正電極シート24の長さ方向(矢印Y4に示す)に沿って延びるように、幅方向の外側(左側)へ突出する正電極タブ24bを設ける。その一方で、負電極シート25において幅方向の他方の端部(本別例では右端部)には、負電極シート25の長さ方向に沿って延びるように、幅方向の外側(右側)へ突出する負電極タブ25bを設ける。
The embodiment is not limited as described above, and may be embodied as follows, for example.
○ As shown in FIGS. 3 and 4, the electrode body 21 includes a separator 23, a positive electrode sheet 24, and a negative electrode sheet 25 that are formed into a long sheet shape, and in a state where the separator 23 is interposed, The electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 may be wound in a spiral shape so that the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 are layered. In this case, as shown in FIG. 4, the length direction (arrow Y4) of the positive electrode sheet 24 is arranged at one end portion (left end portion in this example) in the width direction (shown by the arrow Y1) in the positive electrode sheet 24. A positive electrode tab 24b that protrudes outward (left side) in the width direction is provided so as to extend along On the other hand, in the negative electrode sheet 25, the other end in the width direction (the right end in this example) is extended to the outside in the width direction (right side) so as to extend along the length direction of the negative electrode sheet 25. A protruding negative electrode tab 25b is provided.

また、図3に示すように、集電端子17は、電極体21における左右方向の外側(左側)から正電極タブ24bの間に挿入され、層状をなす正電極タブ24bが寄り合わせるようにして接合される。その一方で、集電端子18は、電極体21における左右方向の外側(右側方)から負電極タブ25bの間に挿入され、層状をなす負電極タブ25bが寄り合わせるようにして接合される。   Further, as shown in FIG. 3, the current collecting terminal 17 is inserted between the positive electrode tab 24b from the outer side (left side) of the electrode body 21 in the left-right direction so that the layered positive electrode tab 24b faces each other. Be joined. On the other hand, the current collecting terminal 18 is inserted between the negative electrode tabs 25b from the outer side (right side) in the left-right direction of the electrode body 21, and is joined so that the layered negative electrode tabs 25b face each other.

この場合、図3及び図4に示すように、扁平な形状をなす電極体21の中心(捲回中心)には、正電極シート24及び負電極シート25の幅方向に沿って延びるように重合剤カプセル30を配設するとよい。このように構成することで、蓄熱され易い電極体21の中心部の温度に連動させて、重合剤カプセル30を溶融し易くすることができる。また、本別例のような捲回式の電極体21では、中心にデッドスペースが生じるが、このデッドスペースに重合剤カプセル30を配置することで、二次電池10の体積エネルギー密度を低下させることなく重合剤カプセル30を設けることができる。   In this case, as shown in FIGS. 3 and 4, polymerization is performed so as to extend along the width direction of the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 at the center (winding center) of the electrode body 21 having a flat shape. An agent capsule 30 may be provided. By comprising in this way, the polymerizer capsule 30 can be easily melted in conjunction with the temperature of the central portion of the electrode body 21 that is likely to store heat. In addition, in the wound electrode body 21 as in this example, a dead space is generated at the center. By disposing the polymerizer capsule 30 in this dead space, the volume energy density of the secondary battery 10 is reduced. The polymerizer capsule 30 can be provided without any problem.

○ また、正電極シート24及び負電極シート25を捲回して電極体21を形成する場合、正電極シート24及び負電極シート25の幅方向(捲回軸線が延びる方向)を上下方向に配置してケース11に収納してもよい。この場合、電極体21の上端部には、正電極タブ24b及び負電極タブ25bが上方に向かって延びるように形成するとよい。また、電極体21は、セパレータ23を介在させて、正電極シート24及び負電極シート25を蛇腹状に折り曲げて積層してもよい。   In addition, when the electrode body 21 is formed by winding the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25, the width direction (direction in which the winding axis extends) of the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 is arranged in the vertical direction. May be stored in the case 11. In this case, the positive electrode tab 24b and the negative electrode tab 25b are preferably formed on the upper end portion of the electrode body 21 so as to extend upward. Further, the electrode body 21 may be laminated by folding the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25 in a bellows shape with the separator 23 interposed therebetween.

○ 図5に示すように、重合剤カプセル30は、電極体21における左右方向の端部に沿って設けてもよい。特に、捲回式の電極体21を採用する場合には、各集電端子17,18における左右方向の厚さ(板厚)分や、角部11aのR分だけ、電極体21とケース11の内壁面との間に隙間11bが形成される。本別例では、このような隙間11bに重合剤カプセル30を配設することで、ケース11内に生じるデッドスペースを有効活用することができる。即ち、二次電池10の体積エネルギー密度を低下させることなく、重合剤カプセル30を配置することが可能となる。また、重合剤カプセル30は、ケース11(本体部材12)の底部に沿って配置してもよい。   As shown in FIG. 5, the polymerizer capsule 30 may be provided along the left and right ends of the electrode body 21. In particular, when the wound electrode body 21 is employed, the electrode body 21 and the case 11 are equal to the thickness (plate thickness) in the left-right direction of each of the current collecting terminals 17 and 18 and the R portion of the corner portion 11a. A gap 11b is formed between the inner wall surface and the inner wall surface. In this example, the dead space generated in the case 11 can be effectively utilized by disposing the polymerizer capsule 30 in the gap 11b. That is, the polymerizer capsule 30 can be disposed without reducing the volume energy density of the secondary battery 10. Further, the polymer capsule 30 may be disposed along the bottom of the case 11 (main body member 12).

○ 重合剤カプセル30は、円柱状や立方体状など、形状を適宜変更してもよい。
○ 樹脂フィルム30aは、融点が二次電池10の熱暴走温度よりも低いものであれば、異なる融点(例えば90℃〜130℃)のポリエチレンを用いて形成してもよい。ただし、未重合の重合剤31を放出するほうが非水電解質をゲル化するのに有利なことから、上記実施形態のように構成することが好ましい。
The shape of the polymer capsule 30 may be changed as appropriate, such as a columnar shape or a cubic shape.
The resin film 30a may be formed using polyethylene having a different melting point (for example, 90 ° C. to 130 ° C.) as long as the melting point is lower than the thermal runaway temperature of the secondary battery 10. However, since it is advantageous to release the non-polymerized polymer agent 31 to gel the non-aqueous electrolyte, it is preferable to configure as in the above embodiment.

○ 樹脂フィルム30aは、非水電解質に対して化学的に安定で、且つ二次電池10の熱暴走温度より低い融点であれば、樹脂材料の種類を適宜変更することができる。
○ 重合剤31としてTiアルコキシド(チタンアルコキシド)を用いてもよい。この場合、Tiアルコキシドは、固体のまま重合剤カプセル30に内包させてもよく、有機溶媒に溶解させた状態で重合剤カプセル30に内包させてもよい。これによれば、ケース11に充填させた非水電解質を重合させ、ゲル化させることができる。
If the resin film 30a is chemically stable with respect to the nonaqueous electrolyte and has a melting point lower than the thermal runaway temperature of the secondary battery 10, the type of the resin material can be changed as appropriate.
A Ti alkoxide (titanium alkoxide) may be used as the polymerization agent 31. In this case, the Ti alkoxide may be encapsulated in the polymerizer capsule 30 as a solid, or may be encapsulated in the polymerizer capsule 30 in a state dissolved in an organic solvent. According to this, the non-aqueous electrolyte filled in the case 11 can be polymerized and gelled.

○ 正電極シート24及び負電極シート25の片面にのみ活物質を塗布し、活物質層26を形成した構成としてもよい。
○ 電極体21を構成する正電極シート24、及び負電極シート25の数は適宜変更してもよい。例えば、正電極シート24、及び負電極シート25をそれぞれ1つ備えた電極体21としてもよい。
The active material layer 26 may be formed by applying the active material only to one side of the positive electrode sheet 24 and the negative electrode sheet 25.
(Circle) you may change suitably the number of the positive electrode sheet 24 which comprises the electrode body 21, and the negative electrode sheet 25. FIG. For example, the electrode body 21 including one positive electrode sheet 24 and one negative electrode sheet 25 may be used.

○ ケース11の形状は、円柱状や、左右方向に扁平な楕円柱状に形成してもよい。
○ 上記実施形態の二次電池10を車両(例えば産業車両や乗用車両など)に搭載し、車両に装備された発電機により充電する一方で、二次電池10から供給する電力によりエアコン用のコンプレッサや、車輪を駆動するための電動モータ、或いはカーナビゲーションシステムなどの電装品を駆動してもよい。これによれば、熱暴走の発生を抑制することで、車両としての安全性を高めることができるとともに、電池電圧を高く設定することにより、二次電池10の体積エネルギー密度を向上し、二次電池10の小型化や、高容量化を図ることができる。例えば二次電池10として高容量化を図った場合には、車両における1回の満充電で利用可能な電力量(使用時間)を向上できる。特に、二次電池10から供給する電力により上記電動モータを駆動する場合には、1回の満充電で走行可能な総走行距離を長くすることができる。また、二次電池10として小型化を図った場合には、車両における二次電池10の設置箇所の自由度を向上させることができる。
The shape of the case 11 may be formed in a columnar shape or an elliptical column shape that is flat in the left-right direction.
○ The secondary battery 10 of the above embodiment is mounted on a vehicle (for example, an industrial vehicle or a passenger vehicle), and is charged by a generator mounted on the vehicle, while the compressor for an air conditioner is supplied with electric power supplied from the secondary battery 10 Alternatively, an electric motor for driving the wheels or an electrical component such as a car navigation system may be driven. According to this, by suppressing generation | occurrence | production of thermal runaway, while being able to improve the safety as a vehicle, the volume energy density of the secondary battery 10 is improved by setting battery voltage high, and secondary The battery 10 can be reduced in size and capacity. For example, when the capacity of the secondary battery 10 is increased, the amount of power (usage time) that can be used by one full charge in the vehicle can be improved. In particular, when the electric motor is driven by the power supplied from the secondary battery 10, the total travel distance that can be traveled with one full charge can be increased. Further, when the secondary battery 10 is downsized, the degree of freedom of the location where the secondary battery 10 is installed in the vehicle can be improved.

○ 重合剤カプセル30は、例えば蓄電装置としての非水電解質キャパシタ(非水電解液キャパシタ)のケース内に配置してもよい。この場合には、電極が層状をなす電極体と、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解質とを有する蓄電装置であって、非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤と、融点が熱暴走温度より低い材料からなり、重合剤を非水電解質及び電極体から隔離する隔離部材と、を備えた構成とするとよい。   (Circle) you may arrange | position the polymerizer capsule 30 in the case of the nonaqueous electrolyte capacitor (nonaqueous electrolyte capacitor) as an electrical storage apparatus, for example. In this case, a power storage device having an electrode body in which the electrodes are layered and a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, and a polymerization agent that gels the non-aqueous electrolyte by a polymerization reaction; The separator may be made of a material having a melting point lower than the thermal runaway temperature, and a separating member that isolates the polymerization agent from the nonaqueous electrolyte and the electrode body.

10…リチウムイオン二次電池(非水電解質二次電池)、11…ケース、21…電極体、24…正電極シート(電極)、25…負電極シート(電極)、26…活物質層、30…重合剤カプセル、30a…樹脂フィルム(隔離部材、フィルム)、31…重合剤。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Lithium ion secondary battery (nonaqueous electrolyte secondary battery), 11 ... Case, 21 ... Electrode body, 24 ... Positive electrode sheet (electrode), 25 ... Negative electrode sheet (electrode), 26 ... Active material layer, 30 ... polymerization agent capsule, 30a ... resin film (isolation member, film), 31 ... polymerization agent.

Claims (7)

活物質層を形成した電極が層状をなす電極体、及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解質をケースに収容した非水電解質二次電池であって、
前記非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤と、
融点が熱暴走温度より低い材料からなり、前記ケース内において前記重合剤を前記非水電解質及び前記電極から隔離する隔離部材と、を備え、
前記重合剤は、Tiアルコキシドであることを特徴とする非水電解質二次電池。
An electrode body in which an electrode in which an active material layer is formed has a layer shape, and a nonaqueous electrolyte secondary battery in which a nonaqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent is contained in a case,
A polymerizing agent that gels the non-aqueous electrolyte by a polymerization reaction;
An isolation member made of a material having a melting point lower than a thermal runaway temperature, and isolating the polymerization agent from the nonaqueous electrolyte and the electrode in the case;
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the polymerizing agent is a Ti alkoxide .
前記隔離部材は、前記重合剤を内包しているとともに、前記電極体と前記ケースとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 , wherein the separating member includes the polymerizing agent and is disposed between the electrode body and the case. 前記電極体の端部には集電端子が固定されており、
前記隔離部材は、前記電極体の前記集電端子が固定されている側の端部に沿って配置されていることを特徴とする請求項2に記載の非水電解質二次電池。
A current collecting terminal is fixed to an end of the electrode body,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2 , wherein the separating member is disposed along an end of the electrode body on a side where the current collecting terminal is fixed .
前記電極体は、長尺のシート状をなす電極シートを捲回して形成されており、
前記隔離部材は、前記電極体の中心に配設されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
The electrode body is formed by winding an electrode sheet having a long sheet shape,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the isolation member is disposed at the center of the electrode body.
前記隔離部材は、ポリエチレンからなるフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the isolation member is a film made of polyethylene. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池を搭載したことを特徴とする車両。   A vehicle comprising the nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5. 電極が層状をなす電極体と、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解質とを有する蓄電装置であって、
前記非水電解質を重合反応によりゲル化する重合剤と、
融点が熱暴走温度より低い材料からなり、前記重合剤を前記非水電解質及び前記電極体から隔離する隔離部材と、を備え、
前記重合剤は、Tiアルコキシドであることを特徴とする蓄電装置。
A power storage device having an electrode body in which an electrode is layered and a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent,
A polymerizing agent that gels the non-aqueous electrolyte by a polymerization reaction;
An isolation member made of a material having a melting point lower than the thermal runaway temperature, and isolating the polymerizer from the non-aqueous electrolyte and the electrode body,
The power storage device, wherein the polymerization agent is Ti alkoxide .
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