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JP6253571B2 - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents
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JP6253571B2 - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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Description

本発明は、重負荷放電特性に優れた非水電解液電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery excellent in heavy load discharge characteristics.

非水電解液電池は、従来から比較的軽負荷での連続放電を行う用途へ多く適用されてきたが、近年では、重負荷放電が要求される用途への適用も行われるようになってきており、それに伴って重負荷放電特性の向上も求められている。   Non-aqueous electrolyte batteries have been conventionally applied to many uses that perform continuous discharge at a relatively light load, but in recent years, they have also been applied to uses that require heavy load discharge. Accordingly, improvement of heavy load discharge characteristics is also demanded.

非水電解液電池の特性を改善する手法の一つに、非水電解液の改良が挙げられる。例えば、非水電解液の溶媒に、高誘電率であり、かつ低粘度のニトリル系溶媒を使用することで、非水電解液におけるリチウム塩の溶解性と非水電解液でのリチウムイオンの移動性とを高めることができることから、このような非水電解液を用いることで、非水電解液電池の重負荷放電特性の向上が期待できる。   One of the techniques for improving the characteristics of the non-aqueous electrolyte battery is to improve the non-aqueous electrolyte. For example, by using a nitrile solvent with a high dielectric constant and low viscosity as the solvent for the non-aqueous electrolyte, the solubility of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte and the movement of lithium ions in the non-aqueous electrolyte Therefore, the use of such a non-aqueous electrolyte can be expected to improve the heavy load discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte battery.

ところで、コイン型リチウム電池のような非水電解液電池の負極活物質にはLi(リチウム)金属が使用されることが多いが、ニトリル系溶媒はLi金属との反応性が高い。そのため、非水電解液溶媒をニトリル系溶媒のみとすることは難しく、他の溶媒と併用する必要がある。   By the way, Li (lithium) metal is often used as a negative electrode active material of a non-aqueous electrolyte battery such as a coin-type lithium battery, but a nitrile solvent has high reactivity with Li metal. Therefore, it is difficult to use only the nitrile solvent as the nonaqueous electrolyte solvent, and it is necessary to use it together with other solvents.

ニトリル系溶媒と併用する他の溶媒としては、誘電率が高いエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどが好ましい。ところが、これらの溶媒は、非水電解液電池に通常使用されているポリオレフィン製のセパレータとの親和性が低い。そのため、ニトリル系溶媒と共に前記のような溶媒を用いて調製した非水電解液を使用した電池では、非水電解液がセパレータへ浸透性し難いことから、ニトリル系溶媒の使用によって想定されるだけの重負荷放電特性を十分に確保することができない。   As another solvent used in combination with the nitrile solvent, ethylene carbonate or propylene carbonate having a high dielectric constant is preferable. However, these solvents have low affinity with polyolefin separators usually used in non-aqueous electrolyte batteries. Therefore, in a battery using a non-aqueous electrolyte prepared by using the above-mentioned solvent together with a nitrile solvent, the non-aqueous electrolyte is difficult to permeate into the separator. The heavy load discharge characteristics cannot be sufficiently ensured.

こうしたことから、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどを非水電解液の溶媒に使用する際には、低粘度の鎖状カーボネートなどを併用することが一般に行われている。   For these reasons, when ethylene carbonate, propylene carbonate, or the like is used as a solvent for a non-aqueous electrolyte, it is generally performed to use a low-viscosity chain carbonate or the like together.

他方、非水電解液溶媒のセパレータへの浸透性を高めるには、セパレータに、非水電解液溶媒との親和性を高める処理を施すことも考えられる。例えば、特許文献1には、扁平形アルカリ一次電池に係るセパレータの不織布に、親液性に表面改質、すなわち親水化処理をしたポリオレフィン系不織布を使用する技術が提案されている。   On the other hand, in order to increase the permeability of the non-aqueous electrolyte solvent to the separator, it is also conceivable that the separator is treated to increase the affinity with the non-aqueous electrolyte solvent. For example, Patent Document 1 proposes a technique of using a polyolefin-based non-woven fabric that has been lyophilically surface-modified, that is, hydrophilized, as a non-woven fabric of a separator for a flat alkaline primary battery.

特開2009−64672号公報JP 2009-64672 A

ところが、親水化処理をしたセパレータには水分が吸着しやすく、このようなセパレータを用いることで、電池内に導入される水分量が増大する。特許文献1に記載の電池はアルカリ一次電池であり、電解液にアルカリ水溶液を用いることから、セパレータの吸着水分量が増大しても電池特性が影響を受けることはないが、非水電解液電池の場合には、導入される水分量が増大すると、負極活物質であるLiが失活するため、電池特性が低下してしまう。   However, moisture is easily adsorbed by the separator subjected to the hydrophilic treatment, and the amount of moisture introduced into the battery increases by using such a separator. The battery described in Patent Document 1 is an alkaline primary battery, and since an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, the battery characteristics are not affected even if the amount of moisture adsorbed by the separator is increased. In this case, when the amount of moisture introduced increases, Li as the negative electrode active material is deactivated, so that the battery characteristics are deteriorated.

こうしたことから、非水電解液電池の非水電解液溶媒にニトリル系溶媒を使用する際においては、前記のような問題の発生を抑える技術の開発が求められる。   For these reasons, when a nitrile solvent is used as a non-aqueous electrolyte solvent for a non-aqueous electrolyte battery, development of a technique for suppressing the occurrence of the above-described problems is required.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重負荷放電特性に優れた非水電解液電池を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the nonaqueous electrolyte battery excellent in the heavy load discharge characteristic.

前記目的を達成し得た本発明の非水電解液電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解液を有しており、前記負極は、Li−Al合金を含有しており、前記セパレータは、ぬれ指数が30〜45mN/mの樹脂を含有する多孔質膜であり、かつ親水化処理されており、前記非水電解液は、有機溶媒として、ニトリル系溶媒と、前記ニトリル系溶媒以外の溶媒であって、表面張力が25〜45mN/mの溶媒(A)とを含有していることを特徴とするものである。   The non-aqueous electrolyte battery of the present invention that has achieved the above object has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, and the negative electrode contains a Li-Al alloy, , A porous membrane containing a resin with a wetting index of 30 to 45 mN / m, and has been hydrophilized, and the non-aqueous electrolyte is an organic solvent other than a nitrile solvent and the nitrile solvent. It is a solvent and contains a solvent (A) having a surface tension of 25 to 45 mN / m.

本発明によれば、重負荷放電特性に優れた非水電解液電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte battery excellent in the heavy load discharge characteristic can be provided.

本発明の非水電解液電池の一例を模式的に表す縦断面図である。It is a longitudinal section showing typically an example of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention.

本発明の非水電解液電池は、非水電解液として、リチウム塩などの電解質塩を有機溶媒に溶解した溶液を使用する。そして、有機溶媒には、ニトリル系溶媒と、ニトリル系溶媒以外の溶媒とを使用する。   The non-aqueous electrolyte battery of the present invention uses a solution obtained by dissolving an electrolyte salt such as a lithium salt in an organic solvent as the non-aqueous electrolyte. As the organic solvent, a nitrile solvent and a solvent other than the nitrile solvent are used.

ニトリル系溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、アクリロニトリルなどのモノニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,4−ジシアノヘプタン、1,5−ジシアノペンタン、1,6−ジシアノヘキサン、1,7−ジシアノヘプタン、2,6−ジシアノヘプタン、1,8−ジシアノオクタン、2,7−ジシアノオクタン、1,9−ジシアノノナン、2,8−ジシアノノナン、1,10−ジシアノデカン、1,6−ジシアノデカン、2,4−ジメチルグルタロニトリルなどのジニトリル;ベンゾニトリルなどの環状ニトリル;メトキシアセトニトリルなどのアルコキシ置換ニトリル;などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、モノニトリルがより好ましく、アセトニトリルが更に好ましい。   Examples of nitrile solvents include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, acrylonitrile and other mononitriles; malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 1,4-dicyanoheptane, 1,5-dicyano Pentane, 1,6-dicyanohexane, 1,7-dicyanoheptane, 2,6-dicyanoheptane, 1,8-dicyanooctane, 2,7-dicyanooctane, 1,9-dicyanononane, 2,8-dicyanononane, 1 , 10-dicyanodecane, 1,6-dicyanodecane, dinitriles such as 2,4-dimethylglutaronitrile; cyclic nitriles such as benzonitrile; alkoxy-substituted nitriles such as methoxyacetonitrile; Only seed It may have, may be used in combination of two or more thereof. Among these, mononitrile is more preferable, and acetonitrile is still more preferable.

また、ニトリル系溶媒以外の溶媒には、表面張力が25〜45mN/mの溶媒(A)を使用する。後述するように、本発明の非水電解液電池は、セパレータとして、ぬれ指数が30〜45mN/mの樹脂を含有する多孔質膜に親水化処理を施したものを使用するが、前記の表面張力を有する溶媒(A)であれば、このようなセパレータへの浸透性が良好で、ニトリル系溶媒を使用することによる電池の重負荷放電特性の向上効果を良好に確保できる。   Moreover, the solvent (A) whose surface tension is 25-45 mN / m is used for solvents other than a nitrile solvent. As will be described later, the non-aqueous electrolyte battery of the present invention uses a porous membrane containing a resin having a wetting index of 30 to 45 mN / m as a separator. If it is a solvent (A) which has tension | tensile_strength, the permeability to such a separator is favorable and the improvement effect of the heavy load discharge characteristic of a battery by using a nitrile type solvent can be ensured favorably.

本明細書でいう溶媒(A)の表面張力は、市販の装置(例えば、協和界面科学社製「CBVP−Z」)を使用して、Wilhelmy法によって測定される値である。   The surface tension of the solvent (A) as used herein is a value measured by a Wilhelmy method using a commercially available apparatus (for example, “CBVP-Z” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

溶媒(A)としては、高誘電率のものが好ましく、具体的には、誘電率が30〜110のものが望ましい。このように誘電率が高い溶媒(A)の具体例としては、エチレンカーボネート(EC、表面張力44mN/m、80℃での誘電率が89.6)、プロピレンカーボネート(PC、表面張力40.9mN/m、23℃での誘電率が69.0)、ジメチルスルホキシド(DMSO、表面張力43.5mN/m、誘電率46.45)、γ−ブチロラクトン(GBL、表面張力43.9mN/m、誘電率39.1)などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The solvent (A) preferably has a high dielectric constant, and specifically has a dielectric constant of 30 to 110. Specific examples of the solvent (A) having such a high dielectric constant include ethylene carbonate (EC, surface tension 44 mN / m, dielectric constant at 80 ° C., 89.6), propylene carbonate (PC, surface tension 40.9 mN). / M, dielectric constant at 23 ° C. 69.0), dimethyl sulfoxide (DMSO, surface tension 43.5 mN / m, dielectric constant 46.45), γ-butyrolactone (GBL, surface tension 43.9 mN / m, dielectric) Rate 39.1) and the like, and only one of these may be used, or two or more may be used in combination.

なお、ニトリル系溶媒は一般に沸点が低いため、これを含有する非水電解液を用いた非水電解液電池を高温環境下で使用すると、ニトリル系溶媒が気化して電池の膨れを引き起こすなど、電池の貯蔵特性低下の原因となることがある。しかしながら、前記例示の溶媒(A)は沸点が高いため、ニトリル系溶媒と併用することで、非水電解液電池内で非水電解液溶媒の気化によるガス発生量を抑えて、電池の貯蔵特性の低下の発生を抑制することもできる。   In addition, since nitrile solvents generally have a low boiling point, when a nonaqueous electrolyte battery using a nonaqueous electrolyte containing this is used in a high temperature environment, the nitrile solvent evaporates and causes swelling of the battery, etc. It may cause a decrease in storage characteristics of the battery. However, since the exemplified solvent (A) has a high boiling point, the combined use with a nitrile solvent suppresses the amount of gas generated due to vaporization of the nonaqueous electrolyte solvent in the nonaqueous electrolyte battery, and the storage characteristics of the battery It is also possible to suppress the occurrence of lowering.

また、非水電解液の有機溶媒には、ニトリル系溶媒および溶媒(A)と共に、これら以外の有機溶媒を使用することもできる。   In addition to the nitrile solvent and the solvent (A), other organic solvents can be used as the organic solvent of the nonaqueous electrolytic solution.

ニトリル系溶媒および溶媒(A)と共に使用するこれら以外の溶媒には、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメトキシエタン(DME)などの、表面張力が25〜45mN/m以外のものを用いることができる。   Other solvents used together with the nitrile solvent and the solvent (A) include those having a surface tension other than 25 to 45 mN / m, such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and dimethoxyethane (DME). Can be used.

非水電解液が含有する有機溶媒全量中において、ニトリル系溶媒の含有量は、その使用による電池の重負荷放電特性向上効果を良好に確保する観点から、20質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましい。他方、非水電解液中のニトリル系溶媒の量を制限して、Liと非水電解液溶媒との過剰な反応や、ニトリル系溶媒の気化に伴う電池の貯蔵特性の低下を良好に抑制する観点から、非水電解液が含有する有機溶媒全量中におけるニトリル系溶媒の含有量は、60質量%以下であることが好ましく、45質量%以下であることがより好ましい。   In the total amount of the organic solvent contained in the nonaqueous electrolytic solution, the content of the nitrile solvent is preferably 20% by mass or more from the viewpoint of favorably ensuring the effect of improving the heavy load discharge characteristics of the battery due to its use, It is more preferable that it is 40 mass% or more. On the other hand, by limiting the amount of nitrile solvent in the non-aqueous electrolyte, it is possible to satisfactorily suppress deterioration of battery storage characteristics due to excessive reaction between Li and the non-aqueous electrolyte solvent and vaporization of the nitrile solvent. From the viewpoint, the content of the nitrile solvent in the total amount of the organic solvent contained in the nonaqueous electrolytic solution is preferably 60% by mass or less, and more preferably 45% by mass or less.

また、非水電解液が含有する有機溶媒全量中において、前記溶媒(A)の含有量は、Liと非水電解液溶媒との過剰な反応や、ニトリル系溶媒の気化に伴う電池の貯蔵特性の低下を良好に抑制する観点から、5質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。他方、前記溶媒(A)の非水電解液中の量が多すぎると、例えば、ニトリル系溶媒の量が少なくなって、電池の重負荷放電特性向上効果が小さくなる虞がある。よって、非水電解液が含有する有機溶媒全量中における前記溶媒(A)の含有量は、60質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましい。   Further, in the total amount of the organic solvent contained in the non-aqueous electrolyte, the content of the solvent (A) is the storage characteristics of the battery due to excessive reaction between Li and the non-aqueous electrolyte solvent or vaporization of the nitrile solvent. From the viewpoint of satisfactorily suppressing the decrease in the amount, it is preferably 5% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. On the other hand, if the amount of the solvent (A) in the non-aqueous electrolyte is too large, for example, the amount of the nitrile solvent decreases, and the effect of improving the heavy load discharge characteristics of the battery may be reduced. Therefore, the content of the solvent (A) in the total amount of the organic solvent contained in the nonaqueous electrolytic solution is preferably 60% by mass or less, and more preferably 55% by mass or less.

更に、非水電解液の有機溶媒に、ニトリル系溶媒および溶媒(A)以外の溶媒を使用する場合には、非水電解液が含有する有機溶媒全量中のニトリル系溶媒および溶媒(A)の含有量が、それぞれ前記の好適値を満たす範囲で使用することが好ましい。   Further, when a solvent other than the nitrile solvent and the solvent (A) is used as the organic solvent of the nonaqueous electrolytic solution, the nitrile solvent and the solvent (A) in the total amount of the organic solvent contained in the nonaqueous electrolytic solution. The content is preferably used in a range that satisfies the above-mentioned preferred values.

非水電解液に溶解させるリチウム塩としては、例えば、LiBF、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiClO、LiC2n+1SO(n≧1)[LiCFSO、LiCSOなど]、リチウムイミド塩[LiN(CFSO、LiN(CSOなど]、LiC(CFSO、LiCFCO、LiB10Cl10、低級脂肪酸カルボン酸リチウム、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiI、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチウムなどが挙げられ、それらのうちの少なくとも1種が用いられる。 Examples of the lithium salt dissolved in the nonaqueous electrolyte solution, for example, LiBF 4, LiPF 6, LiAsF 6, LiSbF 6, LiClO 4, LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 1) [LiCF 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3 etc.], lithium imide salt [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 etc.], LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiCF 3 CO 2 , LiB 10 Cl 10 , Examples include lithium lower fatty acid carboxylate, LiAlCl 4 , LiCl, LiBr, LiI, chloroborane lithium, lithium tetraphenylborate and the like, and at least one of them is used.

非水電解液中におけるリチウム塩の濃度は、特に限定されるものではないが、0.2〜2mol/lが好ましく、0.3〜1.5mol/lがより好ましい。   Although the density | concentration of the lithium salt in a non-aqueous electrolyte is not specifically limited, 0.2-2 mol / l is preferable and 0.3-1.5 mol / l is more preferable.

また、前記の非水電解液は、ポリマーなどでゲル状(ゲル状電解質)としてから、非水電解液電池に用いてもよい。   In addition, the non-aqueous electrolyte may be used as a non-aqueous electrolyte battery after being gelled (gel-like electrolyte) with a polymer or the like.

非水電解液には、ビニレンカーボネート(VC)が添加されていることが好ましい。VCが添加された非水電解液を使用することで、負極の表面に皮膜が形成され、この皮膜が水分によるLiの失活を抑制することから、電池の重負荷放電特性が更に向上する。   It is preferable that vinylene carbonate (VC) is added to the non-aqueous electrolyte. By using the non-aqueous electrolyte to which VC is added, a film is formed on the surface of the negative electrode, and this film suppresses the deactivation of Li due to moisture, so that the heavy load discharge characteristics of the battery are further improved.

電池に使用する非水電解液におけるVCの含有量は、その使用による前記の効果を良好に確保する観点から、2質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。ただし、非水電解液中のVCの量が多すぎると、負極表面に形成される皮膜が厚くなりすぎて、内部抵抗の増大を引き起こす虞がある。よって、電池に使用する非水電解液におけるVCの含有量は、7質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。   The content of VC in the non-aqueous electrolyte used in the battery is preferably 2% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, from the viewpoint of ensuring the above-described effects due to its use. However, if the amount of VC in the non-aqueous electrolyte is too large, the film formed on the negative electrode surface becomes too thick, which may cause an increase in internal resistance. Therefore, the content of VC in the nonaqueous electrolytic solution used for the battery is preferably 7% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

本発明の非水電解液電池は、セパレータとして、ぬれ指数が30〜45mN/mの樹脂を含有する多孔質膜に、親水化処理を施したものを使用する。前記のぬれ指数を有する樹脂を含有する多孔質膜は、非水電解液電池のセパレータとして一般的に使用されているが、ニトリル系溶媒と共に前記溶媒(A)を含有する非水電解液は、このようなセパレータとの親和性が低く、このセパレータの空隙中に浸透し難い。よって、本発明の非水電解液電池では、前記の多孔質膜に親水化処理を施し、その空隙中への前記非水電解液の浸透性を高めたものをセパレータとして使用する。   The non-aqueous electrolyte battery of the present invention uses a separator obtained by subjecting a porous film containing a resin having a wetting index of 30 to 45 mN / m to a hydrophilic treatment. The porous membrane containing the resin having the wetting index is generally used as a separator of a non-aqueous electrolyte battery, but the non-aqueous electrolyte containing the solvent (A) together with the nitrile solvent is The affinity with such a separator is low, and it is difficult to penetrate into the voids of this separator. Therefore, in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, the porous membrane is subjected to a hydrophilization treatment and the non-aqueous electrolyte having improved permeability to the voids is used as a separator.

本明細書でいう樹脂(基材)のぬれ指数は(mN/m)、日本工業規格(JIS)K−6768に準拠する方法で測定するものとする。   The wetting index of the resin (base material) referred to in this specification is (mN / m) and is measured by a method in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS) K-6768.

ぬれ指数が前記の値を満たす樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィンなどが挙げられる。   Examples of the resin whose wetting index satisfies the above value include polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and ethylene-propylene copolymer.

ぬれ指数が前記の値を満たす樹脂を含有する多孔質膜には、前記樹脂を素材とし、公知の各種製法によって製造された微多孔フィルムや不織布を用いることができる。   For the porous film containing a resin having a wetness index satisfying the above value, a microporous film or a nonwoven fabric produced by various known production methods using the resin as a raw material can be used.

前記多孔質膜の親水化処理としては、例えば、公知の各種界面活性剤(非イオン性界面活性剤)を含む液(水溶液など)を前記多孔質膜に塗布し、乾燥させる処理;紫外線処理;コロナ放電処理;プラズマ放電処理などの、公知の各種親水化処理が挙げられる。   Examples of the hydrophilic treatment of the porous membrane include a treatment in which a liquid (such as an aqueous solution) containing various known surfactants (nonionic surfactant) is applied to the porous membrane and dried; an ultraviolet treatment; Various known hydrophilization treatments such as corona discharge treatment;

セパレータの厚みは、30〜400μmであることが好ましい。   The thickness of the separator is preferably 30 to 400 μm.

本発明の非水電解液電池に係る負極には、負極活物質としてLi(リチウム)−Al(アルミニウム)合金を含有するものを使用する。   For the negative electrode according to the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, a negative electrode active material containing a Li (lithium) -Al (aluminum) alloy is used.

負極活物質としてLi−Al合金を含有する負極としては、Li−Al合金を含有するLi金属箔などが挙げられる。Li−Al合金を含有するLi金属箔は、例えば、Li金属箔の表面にAl金属箔を貼り合わせた積層体を有する負極を用いて組み立てた非水電解液電池内において、非水電解液の共存下でLi金属箔に係るLiの一部とAl金属箔に係るAlとが合金化することで形成される。   Examples of the negative electrode containing a Li—Al alloy as a negative electrode active material include a Li metal foil containing a Li—Al alloy. Li metal foil containing a Li-Al alloy is, for example, in a nonaqueous electrolyte battery assembled using a negative electrode having a laminate in which an Al metal foil is bonded to the surface of a Li metal foil. It is formed by alloying a part of Li related to the Li metal foil and Al related to the Al metal foil under the coexistence.

非水電解液電池の負極活物質には、一般にLiが使用されるが、前記の通り、親水化処理したセパレータには比較的多くの水分が吸着するため、これを用いて電池を組み立てると、内部に取り込まれる水分量が多くなる。こうした水分の存在によって負極活物質であるLiが失活するため、親水化処理したセパレータを用いると、電池特性が損なわれてしまう。   Li is generally used for the negative electrode active material of the non-aqueous electrolyte battery, but as described above, since a relatively large amount of moisture is adsorbed to the hydrophilically treated separator, The amount of moisture taken into the inside increases. Since the negative electrode active material Li is deactivated by the presence of such moisture, battery characteristics are impaired when a hydrophilic separator is used.

しかしながら、前記のようにして電池内において負極で生成したLi−Al合金は微粉化することから、負極のLi−Al合金の生成面は、比表面積が増大する。そのため、親水化処理を施したセパレータを用いて電池内の水分量が多くなり、この水分によって負極活物質が部分的に失活しても、電池の放電反応に必要な活性点が十分に残ることから、ニトリル系溶媒の使用による重負荷放電特性の向上効果を良好に確保することができる。   However, since the Li—Al alloy produced in the negative electrode in the battery as described above is pulverized, the specific surface area of the production surface of the Li—Al alloy in the negative electrode increases. Therefore, the amount of moisture in the battery is increased by using a separator that has been subjected to a hydrophilic treatment, and even if the negative electrode active material is partially deactivated by this moisture, sufficient active sites necessary for the discharge reaction of the battery remain. Therefore, it is possible to satisfactorily ensure the effect of improving heavy load discharge characteristics by using a nitrile solvent.

負極は、例えば、集電体を使用せずに、Li金属箔の片面にAl金属箔を貼り付け、これを用いて電池を組み立てることで、その電池内でLi−Al合金を形成することで製造することができる。   The negative electrode is formed by, for example, forming an Li-Al alloy in the battery by attaching an Al metal foil to one side of the Li metal foil without using a current collector and assembling the battery using this. Can be manufactured.

また、負極に集電体を使用する場合には、例えば、Li金属箔の片面にAl金属箔を貼り付けた積層体を、Li金属箔面で集電体の片面または両面に貼り付け、これを用いて電池を組み立てることで、その電池内でLi−Al合金を形成することで製造することができる。   In addition, when using a current collector for the negative electrode, for example, a laminate in which an Al metal foil is pasted on one side of a Li metal foil is pasted on one or both sides of the current collector on the Li metal foil side. Can be manufactured by forming a Li-Al alloy in the battery.

負極においては、負極に係るLi−Al合金の形成箇所の比表面積を十分に大きくして前記の効果をより良好に確保する観点からは、LiとAlとの合計量に対するAlの含有量が、1mol%以上であることが好ましく、3mol%以上であることがより好ましい。ただし、負極におけるAlの量が多くなりすぎると、容量が低下する虞がある。よって、負極においては、LiとAlとの合計量に対するAlの含有量が、10mol%以下であることが好ましく、5mol%以下であることがより好ましい。   In the negative electrode, from the viewpoint of ensuring the above-mentioned effect better by sufficiently increasing the specific surface area of the Li-Al alloy formation site related to the negative electrode, the content of Al with respect to the total amount of Li and Al is: The amount is preferably 1 mol% or more, and more preferably 3 mol% or more. However, if the amount of Al in the negative electrode is too large, the capacity may decrease. Therefore, in the negative electrode, the content of Al with respect to the total amount of Li and Al is preferably 10 mol% or less, and more preferably 5 mol% or less.

負極を構成するためのLi金属箔の厚みは、0.1〜0.3mmであることが好ましく、また、Al金属箔の厚みは、6〜20μmであることが好ましい。   The thickness of the Li metal foil for constituting the negative electrode is preferably 0.1 to 0.3 mm, and the thickness of the Al metal foil is preferably 6 to 20 μm.

負極に集電体を用いる場合には、その集電体としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、ステンレス鋼を素材とするものが挙げられ、その形態としては、平織り金網、エキスパンドメタル、ラス網、パンチングメタル、金属発泡体、箔(板)などが例示できる。集電体の厚みは、例えば、0.005〜0.1mmであることが好ましい。このような集電体の表面には、カーボンペーストや銀ペーストなどのペースト状導電材を塗布しておくことも望ましい。   In the case of using a current collector for the negative electrode, examples of the current collector include those made of copper, nickel, iron, and stainless steel. Examples of the current collector include plain woven wire mesh, expanded metal, and lath mesh. Punching metal, metal foam, foil (plate) and the like can be exemplified. The thickness of the current collector is preferably 0.005 to 0.1 mm, for example. It is also desirable to apply a paste-like conductive material such as carbon paste or silver paste to the surface of such a current collector.

本発明の非水電解液電池に係る正極には、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダなどを含有する合剤(正極合剤)をペレット状などに成形した成形体や、前記正極合剤からなる層(正極合剤層)を集電体の片面または両面に有する構造のものを使用することができる。   The positive electrode according to the non-aqueous electrolyte battery of the present invention includes, for example, a molded body in which a mixture (positive electrode mixture) containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and the like is formed into a pellet or the like, or the positive electrode mixture. A layer having a layer made of an agent (positive electrode mixture layer) on one side or both sides of a current collector can be used.

正極合剤に係る正極活物質としては、例えば、二酸化マンガン、フッ化黒鉛などが挙げられる。   Examples of the positive electrode active material related to the positive electrode mixture include manganese dioxide and graphite fluoride.

また、正極合剤に係る導電助剤としては、例えば、鱗片状黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラックなどが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Moreover, as a conductive support agent which concerns on a positive electrode mixture, for example, scaly graphite, acetylene black, ketjen black, carbon black etc. are mentioned, only 1 type may be used among these, and 2 or more types may be used. You may use together.

更に、正極合剤に係るバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、六フッ化プロピレンの重合体などのフッ素樹脂などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Furthermore, examples of the binder related to the positive electrode mixture include fluororesins such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and a polymer of propylene hexafluoride, and only one of these may be used. Two or more kinds may be used in combination.

正極は、正極合剤の成形体の場合には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを混合して調製した正極合剤を所定の形状に加圧成形することで製造することができる。   In the case of a molded body of a positive electrode mixture, for example, the positive electrode can be manufactured by pressure-molding a positive electrode mixture prepared by mixing a positive electrode active material, a conductive additive and a binder into a predetermined shape. it can.

また、正極合剤層と集電体とを有する形態の正極の場合には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを水またはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの有機溶媒に分散させて正極合剤含有組成物(スラリー、ペーストなど)を調製し(バインダは溶媒に溶解していてもよい)、これを集電体上に塗布し乾燥し、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。   In the case of a positive electrode having a positive electrode mixture layer and a current collector, for example, a positive electrode active material, a conductive aid, a binder, and the like are mixed with water or an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). To prepare a positive electrode mixture-containing composition (slurry, paste, etc.) (the binder may be dissolved in a solvent), which is coated on a current collector and dried, and if necessary, a calendering treatment It can manufacture through the process of performing press processing, such as.

ただし、正極は、前記の各方法で製造されたものに限定されず、他の方法で製造した者であってもよい。   However, a positive electrode is not limited to what was manufactured by said each method, The person manufactured by the other method may be sufficient.

正極に係る正極合剤中の組成としては、正極活物質の量が80〜90質量%であることが好ましく、導電助剤の含有量が1.5〜10質量%であることが好ましく、バインダの含有量が0.3〜8質量%であることが好ましい。   As a composition in the positive electrode mixture relating to the positive electrode, the amount of the positive electrode active material is preferably 80 to 90% by mass, the content of the conductive auxiliary agent is preferably 1.5 to 10% by mass, and the binder The content of is preferably 0.3 to 8% by mass.

正極合剤の成形体の場合、その厚みは、0.15〜1mmであることが好ましい。他方、正極合剤層と集電体とを有する形態の正極の場合、正極合剤層の厚み(集電体の片面あたりの厚み)は、30〜150μmであることが好ましい   In the case of a molded body of a positive electrode mixture, the thickness is preferably 0.15 to 1 mm. On the other hand, in the case of a positive electrode having a positive electrode mixture layer and a current collector, the thickness of the positive electrode mixture layer (thickness per one side of the current collector) is preferably 30 to 150 μm.

正極に集電体を用いる場合には、その集電体としては、例えば、SUS316、SUS430、SUS444などのステンレス鋼を素材とするものが挙げられ、その形態としては、平織り金網、エキスパンドメタル、ラス網、パンチングメタル、金属発泡体、箔(板)などが例示できる。集電体の厚みは、例えば、0.05〜0.2mmであることが好ましい。このような集電体の表面には、カーボンペーストや銀ペーストなどのペースト状導電材を塗布しておくことも望ましい。   In the case where a current collector is used for the positive electrode, examples of the current collector include those made of stainless steel such as SUS316, SUS430, and SUS444. Examples of the current collector include plain weave wire mesh, expanded metal, lath. Examples thereof include a net, punching metal, metal foam, and foil (plate). The thickness of the current collector is preferably, for example, 0.05 to 0.2 mm. It is also desirable to apply a paste-like conductive material such as carbon paste or silver paste to the surface of such a current collector.

本発明の非水電解液電池において、前記の負極(集電体を有する負極)と前記の正極(集電体を有する正極)とは、セパレータを介して積層した積層体(積層電極体)や、この積層体を渦巻状に巻回した巻回体(巻回電極体)、更にこの巻回体を横断面が扁平状となるように成形した扁平状巻回体(扁平状巻回電極体)の形で使用することができる。また、後述する扁平形の非水電解質電池の場合には、正極合剤の成形体からなる正極と、集電体を有しない負極とを、セパレータを介在させつつ扁平形の電池ケース内に収容して使用することができる。   In the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, the negative electrode (negative electrode having a current collector) and the positive electrode (positive electrode having a current collector) are laminated with a separator (laminated electrode body) or A wound body (wound electrode body) obtained by winding the laminated body in a spiral shape, and a flat wound body (flat wound electrode body) obtained by forming the wound body so as to have a flat cross section. ) Can be used. In the case of a flat nonaqueous electrolyte battery, which will be described later, a positive electrode made of a positive electrode mixture and a negative electrode not having a current collector are accommodated in a flat battery case with a separator interposed therebetween. Can be used.

本発明の非水電解液電池の形態については特に制限はなく、外装缶と封口板とをガスケットを介してカシメ封口したり、外装缶と封口板とを溶接して封口したりする電池ケースを有する扁平形(コイン形、ボタン形を含む);金属ラミネートフィルムからなる外装体を有するラミネート形;有底筒形の外装缶と封口板とをガスケットを介してカシメ封口したり、外装缶と封口板とを溶接して封口したりする電池ケースを有する筒形〔円筒形、角形(角筒形)〕;など、いずれの形態とすることもできる。   The form of the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is not particularly limited, and a battery case that seals the outer can and the sealing plate via a gasket or welds and seals the outer can and the sealing plate. Flat shape (including coin shape, button shape); Laminate shape having an exterior body made of a metal laminate film; Caulking and sealing between a bottomed cylindrical exterior can and a sealing plate via a gasket Any shape such as a cylindrical shape [cylindrical shape, rectangular shape (square cylindrical shape)] having a battery case for welding and sealing a plate can be used.

図1に、本発明の非水電解液電池の一例を模式的に表す縦断面図を示す。図1に示す非水電解液電池1は、コイン形などの扁平形電池の例である。非水電解液電池1では、正極2が、ステンレス鋼などを素材とする外装缶5の内側に収容され、その上にセパレータ4を介して負極3が配置されている。また、負極3は封口板6の内面に圧着されている。更に、電池1の内部には非水電解液(図示しない)が注入されている。   In FIG. 1, the longitudinal cross-sectional view which represents typically an example of the nonaqueous electrolyte battery of this invention is shown. The non-aqueous electrolyte battery 1 shown in FIG. 1 is an example of a flat battery such as a coin type. In the non-aqueous electrolyte battery 1, the positive electrode 2 is accommodated inside an outer can 5 made of stainless steel or the like, and the negative electrode 3 is disposed thereon via a separator 4. The negative electrode 3 is pressure-bonded to the inner surface of the sealing plate 6. Further, a non-aqueous electrolyte (not shown) is injected into the battery 1.

非水電解液電池1において、外装缶5は正極端子を兼ねており、封口板6は負極端子を兼ねている。そして、封口板6は、外装缶5の開口部に、樹脂製の絶縁ガスケット7を介して嵌合しており、外装缶5の開口端部が内方に締め付けられ、これにより絶縁ガスケット7が封口板6に当接することで、外装缶5の開口部が封口されて電池内部が密閉構造となっている。すなわち、非水電解液電池1は、外装缶5と封口板6と、これらの間に介在する絶縁ガスケット7とで形成され、密閉された電池ケース内に、正極(例えば、正極合剤の成形体からなる正極)2、セパレータ4および負極3を積層した電極体と、非水電解液とが収容されている。   In the non-aqueous electrolyte battery 1, the outer can 5 also serves as a positive electrode terminal, and the sealing plate 6 also serves as a negative electrode terminal. The sealing plate 6 is fitted to the opening of the outer can 5 via a resin insulating gasket 7, and the opening end of the outer can 5 is tightened inward, whereby the insulating gasket 7 is By contacting the sealing plate 6, the opening of the outer can 5 is sealed, and the inside of the battery has a sealed structure. That is, the non-aqueous electrolyte battery 1 is formed of an outer can 5, a sealing plate 6, and an insulating gasket 7 interposed therebetween, and a positive electrode (for example, forming a positive electrode mixture) in a sealed battery case. The electrode body which laminated | stacked the positive electrode 2 which consists of a body, the separator 4, and the negative electrode 3, and the nonaqueous electrolyte solution are accommodated.

なお、負極3がLi−Al合金を含有する場合、そのLi−Al合金は、前記の通り、Li金属箔にAl金属箔を貼り付けた積層体を、Al金属箔側がセパレータ4側となるように配置した電池ケース内において、非水電解液の共存下でAl金属箔中のAlとLi金属箔中のLiとを合金化させて形成すればよい。   In addition, when the negative electrode 3 contains a Li-Al alloy, as described above, the Li-Al alloy is a laminate in which an Al metal foil is bonded to a Li metal foil, and the Al metal foil side is the separator 4 side. In the battery case arranged in the above, Al in the Al metal foil and Li in the Li metal foil may be alloyed in the presence of the non-aqueous electrolyte.

本発明の非水電解液電池は、一次電池の態様をとることも二次電池の態様をとることもでき、優れた重負荷連続放電特性を有していることから、こうした特性を生かして、警報機用電源、通信機器用電源、小型モーター用電源などの用途に好適に用い得る他、従来から知られている非水電解液電池が採用されている各種用途と同じ用途にも適用することができる。   The nonaqueous electrolyte battery of the present invention can take the form of a primary battery or a form of a secondary battery, and has excellent heavy load continuous discharge characteristics. In addition to being suitable for applications such as power supplies for alarm devices, power supplies for communication devices, power supplies for small motors, etc., it should also be applied to the same applications as those for which conventionally known nonaqueous electrolyte batteries are used. Can do.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
<正極の作製>
正極活物質である二酸化マンガンと、導電助剤であるカーボンブラックと、バインダであるポリテトラフルオロエチレンとを、質量比で93:3:4で混合した正極合剤295mgを加圧成形して、平面視で円形の成形体(正極)とした。この正極は、厚みが0.64mmで直径が16.0mmであった。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
295 mg of a positive electrode mixture prepared by mixing manganese dioxide as a positive electrode active material, carbon black as a conductive auxiliary agent, and polytetrafluoroethylene as a binder in a mass ratio of 93: 3: 4 is pressure-molded, It was set as the circular molded object (positive electrode) by planar view. This positive electrode had a thickness of 0.64 mm and a diameter of 16.0 mm.

<負極の作製>
厚みが0.24mmのLi金属箔を直径15.8mmの円形に打ち抜き、その片面に、直径11mmに打ち抜いた円形のAl金属箔(厚み6μm)を貼り付けて、負極(電池組み立て用の負極)を得た。この負極においては、LiとAlとの合計量中のAlの含有量を5質量%とした。
<Production of negative electrode>
A Li metal foil having a thickness of 0.24 mm is punched into a circle having a diameter of 15.8 mm, and a circular Al metal foil having a diameter of 11 mm (thickness 6 μm) is pasted on one surface thereof to form a negative electrode (a negative electrode for battery assembly). Got. In this negative electrode, the content of Al in the total amount of Li and Al was 5% by mass.

<セパレータの親水化処理>
厚みが0.30mmのPP製不織布(PPのぬれ指数32mN/m)に、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤の濃度:1質量%の水溶液を塗布し、乾燥することで親水化処理を行った。
<Hydrophilic treatment of separator>
A non-woven fabric made of PP having a thickness of 0.30 mm (PP wetting index of 32 mN / m) was coated with an aqueous solution of a polyethylene glycol-type nonionic surfactant having a concentration of 1% by mass, and dried to effect hydrophilic treatment. .

<非水電解液の調製>
アセトニトリルとECとの体積比42:53の混合溶媒に、過塩素酸リチウムを0.5Mの濃度で溶解させ、更にVCを6質量%となる量で溶解させて、非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving lithium perchlorate at a concentration of 0.5M in a mixed solvent of acetonitrile and EC in a volume ratio of 42:53, and further dissolving VC in an amount of 6% by mass. .

<電池の組み立て>
前記の正極と、前記の負極と、前記のセパレータと、前記の非水電解液128.4mgとを用いて、図1に示す構造の非水電解液電池(直径20.0mm、厚み1.53mm)を組み立てた。
<Battery assembly>
Using the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte 128.4 mg, the non-aqueous electrolyte battery (diameter 20.0 mm, thickness 1.53 mm) having the structure shown in FIG. ) Was assembled.

比較例1
実施例1でセパレータに用いたものと同じPP製不織布を、親水化処理を施さずにセパレータとして使用した以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
Comparative Example 1
A non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the same PP nonwoven fabric used for the separator in Example 1 was used as the separator without being subjected to hydrophilic treatment.

比較例2
厚みが0.24mmのLi金属箔を直径15.8mmの円形に打ち抜き、Al金属箔を貼り付けることなく電池組み立て用の負極に使用した以外は、比較例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
Comparative Example 2
A nonaqueous electrolyte battery in the same manner as in Comparative Example 1 except that a Li metal foil having a thickness of 0.24 mm was punched into a circle having a diameter of 15.8 mm and used as a negative electrode for battery assembly without attaching an Al metal foil. Was made.

比較例3
アセトニトリルとECとの体積比18:77の混合溶媒に過塩素酸リチウムを0.5Mの濃度で溶解させ、更にVCを5質量%となる量で溶解させて、非水電解液を調製した。
Comparative Example 3
Lithium perchlorate was dissolved at a concentration of 0.5M in a mixed solvent of acetonitrile and EC in a volume ratio of 18:77, and VC was further dissolved in an amount of 5% by mass to prepare a nonaqueous electrolyte.

そして、前記の非水電解液を用い、かつ厚みが0.24mmのLi金属箔を直径15.8mmの円形に打ち抜き、Al金属箔を貼り付けることなく電池組み立て用の負極に使用した以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。   And, using the above non-aqueous electrolyte and punching a Li metal foil with a thickness of 0.24 mm into a circle with a diameter of 15.8 mm, and using it as a negative electrode for battery assembly without attaching an Al metal foil, A nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1.

比較例4
厚みが0.24mmのLi金属箔を直径15.8mmの円形に打ち抜き、Al金属箔を貼り付けることなく電池組み立て用の負極に使用した以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
Comparative Example 4
A nonaqueous electrolyte battery in the same manner as in Example 1, except that a Li metal foil having a thickness of 0.24 mm was punched into a circle having a diameter of 15.8 mm and used as a negative electrode for battery assembly without attaching an Al metal foil. Was made.

実施例および比較例の非水電解液電池について、下記の重負荷放電特性評価および高温貯蔵特性評価を行った。   The non-aqueous electrolyte batteries of Examples and Comparative Examples were subjected to the following heavy load discharge characteristic evaluation and high temperature storage characteristic evaluation.

<重負荷放電特性評価>
実施例および比較例の各非水電解液電池について、100Ωの条件で放電開始から0.3秒後の閉路電圧(CCV)を測定した。
<Heavy load discharge characteristics evaluation>
For each of the nonaqueous electrolyte batteries of Examples and Comparative Examples, the closed circuit voltage (CCV) 0.3 seconds after the start of discharge was measured under the condition of 100Ω.

<高温貯蔵特性評価>
実施例および比較例の非水電解液電池(他の評価を行っていない電池)について、60℃の恒温槽内で10日間貯蔵し、取り出して放冷してから、20℃で20mAの電流値で電池電圧が2.0Vになるまで連続放電を行い、放電容量(貯蔵後容量)を求めた。
<High temperature storage characteristics evaluation>
About the non-aqueous electrolyte battery of Example and Comparative Example (battery not subjected to other evaluation), it was stored in a constant temperature bath at 60 ° C. for 10 days, taken out and allowed to cool, and then a current value of 20 mA at 20 ° C. Then, continuous discharge was performed until the battery voltage reached 2.0 V, and the discharge capacity (capacity after storage) was determined.

実施例および比較例の非水電解電池の構成を表1に示し、前記の各評価結果を表2に示す。   Table 1 shows the configurations of the nonaqueous electrolytic batteries of Examples and Comparative Examples, and Table 2 shows the evaluation results.

Figure 0006253571
Figure 0006253571

なお、表1に記載のセパレータの「非水電解液の浸透性」は、各電池に用いたものと同じセパレータについて、各電池に用いたものと同じ非水電解液が良好に浸透し得るか否かを評価した結果を示しており、「○」は非水電解液の浸透性が良好であったことを意味し、「×」は非水電解液が良好に浸透しなかったことを意味している。   The “non-aqueous electrolyte permeability” of the separator shown in Table 1 indicates that the same non-aqueous electrolyte solution used in each battery can penetrate well with respect to the same separator used in each battery. The result of evaluating whether or not, “○” means that the permeability of the non-aqueous electrolyte was good, “×” means that the non-aqueous electrolyte did not penetrate well doing.

Figure 0006253571
Figure 0006253571

表2に示す各評価結果の欄の「−」は、セパレータへ非水電解液が良好に浸透しなかったため、各評価を行うことができなかったことを意味している。   “−” In each evaluation result column shown in Table 2 means that each evaluation could not be performed because the non-aqueous electrolyte did not penetrate well into the separator.

表1および表2に示す通り、Li−Al合金を含有する負極と、ぬれ指数が所定値の樹脂で構成された不織布を親水化処理して作製したセパレータと、特定の溶媒を含有する非水電解液とを用いた実施例1の非水電解液電池は、重負荷放電特性評価時の電圧が高く、重負荷放電特性が良好であった。また、実施例1の非水電解液電池は、高温貯蔵後の重負荷放電容量が大きく、高温貯蔵特性も優れていた。   As shown in Table 1 and Table 2, a negative electrode containing a Li—Al alloy, a separator prepared by hydrophilizing a nonwoven fabric composed of a resin having a predetermined wetting index, and non-water containing a specific solvent The non-aqueous electrolyte battery of Example 1 using the electrolytic solution had a high voltage at the time of heavy load discharge characteristics evaluation, and had good heavy load discharge characteristics. In addition, the nonaqueous electrolyte battery of Example 1 had a large heavy load discharge capacity after high-temperature storage and excellent high-temperature storage characteristics.

これに対し、親水化処理を施していないセパレータを使用した比較例1、2の電池は、非水電解液がセパレータへ良好に浸透しなかったため、各評価を実施することができなかった。また、負極にLiのみを使用し、ニトリル系溶媒を含有しない非水電解液を用いた比較例3の電池、および負極にLiのみを使用した比較例4の電池は、重負荷放電特性評価時の電圧が低く、重負荷放電特性が劣っていた。   In contrast, the batteries of Comparative Examples 1 and 2 using a separator that had not been subjected to a hydrophilic treatment could not be evaluated because the non-aqueous electrolyte did not penetrate well into the separator. In addition, the battery of Comparative Example 3 that uses only Li for the negative electrode and does not contain a nitrile solvent, and the battery of Comparative Example 4 that uses only Li for the negative electrode are subjected to heavy load discharge characteristics evaluation. The voltage was low and the heavy load discharge characteristics were inferior.

1 非水電解液電池
2 正極
3 負極
4 セパレータ
5 外装缶
6 封口板
7 絶縁ガスケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonaqueous electrolyte battery 2 Positive electrode 3 Negative electrode 4 Separator 5 Exterior can 6 Sealing plate 7 Insulation gasket

Claims (8)

正極、負極、セパレータおよび非水電解液を有する非水電解液電池であって、
前記負極は、Li−Al合金を含有しており、
前記セパレータは、ぬれ指数が30〜45mN/mの樹脂を含有する多孔質膜であり、かつ親水化処理されており、
前記非水電解液は、有機溶媒として、ニトリル系溶媒と、前記ニトリル系溶媒以外の溶媒であって、表面張力が25〜45mN/mの溶媒(A)とを含有し
前記ニトリル系溶媒としてモノニトリルを含有していることを特徴とする非水電解液電池。
A non-aqueous electrolyte battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte,
The negative electrode contains a Li-Al alloy,
The separator is a porous film containing a resin having a wetting index of 30 to 45 mN / m, and has been hydrophilized.
The non-aqueous electrolyte contains, as an organic solvent, a nitrile solvent and a solvent (A) that is a solvent other than the nitrile solvent and has a surface tension of 25 to 45 mN / m ,
A non-aqueous electrolyte battery comprising mononitrile as the nitrile solvent .
前記セパレータが含有する前記樹脂がポリオレフィンである請求項1に記載の非水電解液電池。   The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the resin contained in the separator is a polyolefin. 前記非水電解液は、前記溶媒(A)として、誘電率が30〜110の溶媒を含有している請求項1または2に記載の非水電解液電池。   The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte contains a solvent having a dielectric constant of 30 to 110 as the solvent (A). 前記非水電解液は、前記溶媒(A)として、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートを含有している請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液電池。   The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte contains ethylene carbonate or propylene carbonate as the solvent (A). 前記非水電解液が含有する有機溶媒全量中において、前記モノニトリルの含有量が20質量%以上である請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解液電池。 The nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the content of the mononitrile is 20% by mass or more in the total amount of the organic solvent contained in the nonaqueous electrolyte. 前記非水電解液は、モノニトリルとして、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリルまたはアクリロニトリルを含有している請求項1〜のいずれかに記載の非水電解液電池。 The secondary battery as mononitrile, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 5 containing a benzonitrile or acrylonitrile. 前記負極において、LiとAlとの合計量に対するAlの含有量が、1mol%以上である請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解液電池。   The nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 6, wherein in the negative electrode, the content of Al with respect to the total amount of Li and Al is 1 mol% or more. 前記非水電解液は、ビニレンカーボネートを含有している請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解液電池。   The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte contains vinylene carbonate.
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