(57)【要約】【課題】本発明は、次世代クリーンエネルギー自動車に適用可能な信頼性・安全性の高いリチウム二次電池を提供することである。【解決手段】本発明のリチウム二次電池は、リチウムを吸蔵放出する正極とリチウムを吸蔵放出する負極とが、リチウム塩を含有する非水電解液およびセパレータを介して形成されるものであり、前記セパレータは、多孔性高分子樹脂膜と、前記多孔性高分子樹脂膜の少なくとも片面に炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムと結着剤とを含む混合層と、を有することを特徴とするものである。【選択図】  図１
2011175810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムを吸蔵放出する正極とリチウムを吸蔵放出する負極とが、リチウム塩を含有する非水電解液およびセパレータを介して形成されるリチウム二次電池において、
前記セパレータは、多孔性高分子樹脂膜と、前記多孔性高分子樹脂膜の少なくとも片面に炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムと結着剤とを含む混合層と、を有することを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記混合層が、多孔質層であることを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項３】
請求項１において、
前記混合層の厚さが、３μｍ〜１０μｍであることを特徴とするリチウム二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の排出削減など環境負荷の軽減，エネルギーの石油依存度の低減といった観点から、燃料電池自動車，プラグインハイブリッド自動車などの次世代クリーンエネルギー自動車の実用化が望まれている。
【０００３】
リチウム二次電池（以下「電池」と称する）は、軽量・コンパクトであり、高いエネルギー密度と高い出力密度とを有するため、このような次世代クリーンエネルギー自動車用の電源として、その期待が近年益々高まっている。
【０００４】
このような期待に応え、電池を実用化するためには、電池の高性能化が必要であることは言うまでもないが、さらなる信頼性・安全性の向上がより一層重要になってくる。
【０００５】
このような背景のもと、正極材料，負極材料，電解液，セパレータなどの電池の材料の改善、あるいは、電池の構造の改良による電池の信頼性・安全性の向上に関する様々な技術が開発されている。
【０００６】
電池の材料の面においては、電解液の難燃化・不燃化などによる信頼性・安全性の向上が提案されており、その研究・開発も盛んである。
【０００７】
しかしながら、これらの電解液は、現在、用いられている非水電解液に比較して、イオン伝導度が低く、出力低下が懸念されるため、次世代クリーンエネルギー自動車の車載用の電池への適用には至っていない状況である。
【０００８】
例えば、特許文献１には、ガス抜き弁の作動圧よりも小さいガス圧で変形する電池外装体を用いることにより、電池の信頼性・安全性を高める技術が、開示されている。
【０００９】
セパレータの材料においても、電池の信頼性・安全性の向上を図るために、様々な工夫がなされている。
【００１０】
例えば、特許文献２には、セパレータにガス発生剤を含有させる技術が提案されており、電池の信頼性・安全性を向上させる技術が開示されている。特許文献２に記載の技術は、ガス発生剤の水溶液をセパレータに滴下させた後に乾燥し、セパレータにガス発生剤を含ませて、信頼性・安全性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２０４７８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の技術の場合、セパレータの細孔部にもガス発生剤が含まれてしまう可能性があり、電解液中のリチウムイオンの移動が阻害されることによる電池の性能低下の恐れに関しては、検討されていないと思われる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、リチウム二次電池として重要な出力性能は確保しつつ、次世代クリーンエネルギー自動車に適用可能な信頼性・安全性の高いリチウム二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは課題解決のため鋭意研究を行った結果、多孔性高分子樹脂膜に、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末と結着剤と混合した多孔質の混合層を形成したセパレータを用いることにより、課題を解決し、次世代クリーンエネルギー自動車など環境対応自動車に適用可能な信頼性・安全性の高いリチウム二次電池を提供できることを見出したものである。
【００１５】
本発明の概要は以下の通りである。
【００１６】
すなわち、本発明のリチウム二次電池は、リチウムを吸蔵放出する正極とリチウムを吸蔵放出する負極とが、リチウム塩を含有する非水電解液およびセパレータを介して形成されるものであって、セパレータは、多孔性高分子樹脂膜と、多孔性高分子樹脂膜の少なくとも片面に炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムと結着剤とを含む混合層と、を有することを特徴とする。
【００１７】
そして、混合層が多孔質層であることが好ましい。
【００１８】
また、この多孔質層は、多孔性高分子樹脂膜の片面または両面に形成してよく、その厚さは、合計で３μｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
これにより、本発明は、次世代クリーンエネルギー自動車に適用可能な信頼性・安全性の高いリチウム二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態における円筒型のリチウム二次電池を示す側面断面図である。
【図２】本実施形態における円筒型のリチウム二次電池の捲回体の拡大図である。
【図３】本実施形態における円筒型のリチウム二次電池の負荷特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態におけるリチウム二次電池（以下「電池」と称する）は、リチウムを吸蔵放出する正極とリチウムを吸蔵放出する負極とが、リチウム塩を含有する非水電解液およびセパレータを介して形成されるものであって、セパレータは、多孔性高分子樹脂膜と、多孔性高分子樹脂膜の少なくとも片面に炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムと結着剤とを含む混合層（多孔質層）と、を有するものである。
【００２２】
電池の信頼性・安全性は、電池材料や電池構造など様々な面から検討されている。
【００２３】
電池材料においては、電極材料の熱安定性の改良，電解液の難燃化・不燃化などの工夫がなされている。
【００２４】
特に、正極と負極とを短絡させないセパレータの役割は重要であり、セパレータの耐熱性向上などの技術も検討されている。
【００２５】
電池に異常が生じた場合、電池温度が上昇し、熱暴走に至る事態を招く恐れがある。
【００２６】
このような事態を回避するためには、電池温度が上昇する前に、電池の安全弁を開放し、電池の温度上昇を抑制することが重要である。
【００２７】
電池が熱暴走に至る発熱要因の一つに熱分解反応が挙げられている。この熱分解反応の温度領域は、材料によっても異なるが、数１００℃とされている。
【００２８】
従って、この様な温度領域に至る前に、確実に電池の安全弁を開放することが、電池の信頼性・安全性を確保する上で重要である。
【００２９】
このような観点から、多孔質層の材料を種々検討し、多孔質層を設けたセパレータと電池特性との関連を種々検討した結果、多孔性高分子樹脂膜の少なくとも片面に、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末と結着剤（バインダー）とを混合した多孔質層を設けた構造のセパレータを用いることにより、信頼性・安全性の高い電池を提供できることが明らかとなった。
【００３０】
本実施形態では、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末と結着剤とを混合した多孔質層を多孔性高分子樹脂膜に設けるため、多孔性高分子樹脂膜の細孔を塞ぐことがなく、リチウムイオンの移動が阻害される恐れがない。従って、車載用の電池として必要な出力を確保することが可能となる。
【００３１】
つまり、本実施形態に用いるセパレータは、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末と結着剤とを混合した多孔質層の平均孔径が、多孔性高分子樹脂膜の平均孔径よりも大きいことが好ましい。また、本実施形態に用いるセパレータは、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末の粒子径が、多孔性高分子樹脂膜の平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、多孔性高分子樹脂膜の細孔を塞ぐことがなく、リチウムイオンの移動が阻害される恐れがない。
【００３２】
セパレータは、正極と負極との間に介在し、正極または負極のいずれよりも大きいため、正極および負極のいずれをも覆うように多孔質層を正極と負極との間に介在させることができる。
【００３３】
従って、多孔質層の材料が、万一、熱分解し、ガスを発生した場合であっても、電池の内圧を上昇させ、安全弁の確実な作動を促す。さらに、ガスの発生により正極と負極との間隔を拡大し、正極と負極との短絡の抑制が可能となり、より一層、電池の信頼性・安全性を確保することができる。
【００３４】
本実施形態に用いる多孔性高分子樹脂膜は、一般的に、リチウム二次電池のセパレータとして用いることができるものであれば良く、特に、限定はされない。
【００３５】
また、多孔質層は、炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末に結着剤および溶剤を加えて、炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムを塗布する塗布用スラリーを作製し、多孔性高分子樹脂膜に塗布機で塗布することにより形成することができる。
【００３６】
結着剤には、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），フッ素ゴムなどを用いればよく、電池に悪影響を及ぼさないものであれば、特に、限定されない。特に、ポリフッ化ビニリデンが好ましく用いられる。
【００３７】
溶剤には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤が好ましく用いられる。
【００３８】
多孔質層の塗布厚さは、多孔性高分子樹脂膜の通気性を損なわない範囲（リチウムイオンの移動が阻害されない範囲）であればよく、作業性などの観点から、多孔質層の塗布厚さは、３μｍ〜１０μｍが好適である。
【００３９】
多孔質層の厚さは、電池の性能を損なわない範囲で塗布してもよい。
【００４０】
炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムからなる多孔質層の塗布厚さは、３μｍ〜１０μｍの範囲が好適である。
【００４１】
また、多孔質層を多孔性高分子樹脂膜の片面に設けても、両面に設けてもその効果に影響はなく、両面に多孔質層を設けた場合においても、両面の多孔質層の厚さの合計（総和）が、３μｍ〜１０μｍの範囲が好適である。
【００４２】
塗布厚さを厚くし、塗布量を多くすると、ガスの発生量は多くなり、安全弁の開放はより確実になる。しかし、反面、セパレータの全体が厚くなり、それに伴い正極と負極との電極間距離が大きくなり、電池抵抗の増大が懸念され、車載用の電池として重要な負荷特性の低下を招く恐れがある。
【００４３】
一方、塗布厚さを薄くし、塗布量を少なくすると、電池抵抗の増大は減少するが、安全弁を作動させるために十分なガス発生量を得ることが難しい。
【００４４】
このように、炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムからなる多孔質層の塗布厚さは、車載用の電池として極めて重要な出力特性および信頼性・安全性を確保する上で大切な要素であることがわかる。
【００４５】
炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末の塗布用スラリーにおける炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末と結着剤との混合比は、特に限定されないが、炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウム粉末を１とした場合、重量比で１：０.０２〜０.１５が好ましい。
【００４６】
また、塗布機には、両面塗布に適した性能を有するものもあるが、このような設備を適用する場合には、作業性等を考慮し、多孔性高分子樹脂膜の両面に多孔質層を設けてもよい。
【００４７】
本実施形態に用いる正極は、正極活物質，導電剤および結着剤から構成された正極合剤を、アルミニウム箔の両面に塗布した後、乾燥，プレスして形成される。
【００４８】
正極活物質には、化学式ＬｉＭＯ2（Ｍは、少なくとも１種のＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏなどの遷移金属）で表されるものや、スピネルマンガンなどを用いることができる。
【００４９】
マンガン酸リチウム，ニッケル酸リチウム，コバルト酸リチウムなどの正極活物質中のＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏなどの一部を１種あるいは２種以上の遷移金属で置換して用いることもできる。
【００５０】
さらに、遷移金属の一部をＭｇ，Ａｌなどの金属元素で置換して用いることもできる。
【００５１】
導電剤には、例えば、黒鉛，アセチレンブラック，カーボンブラック，炭素繊維などの炭素系導電剤を用いることができる。
【００５２】
結着剤には、例えば、ポリフッ化ビニリデン，フッ素ゴムなどを用いればよい。特に、ポリフッ化ビニリデンが好ましく用いられる。
【００５３】
溶剤には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤が好ましく用いられるが、公知の種々の溶剤を適宜選択して使用することができる。
【００５４】
正極合剤における正極活物質，導電剤および結着剤の混合比は、特に限定されないが、例えば、正極活物質を１とした場合、重量比で１：０.０５〜０.２０：０.０２〜０.１０が好ましい。
【００５５】
本実施形態に用いる負極は、負極活物質および結着剤から構成される負極合剤を、銅箔の両面に塗布された後、乾燥，プレスして形成される。
【００５６】
負極活物質には、黒鉛あるいは非晶質炭素などの炭素系の材料を用いることができる。
【００５７】
結着剤には、例えば、ポリフッ化ビニリデン，フッ素ゴムなどを用いればよい。特に、ポリフッ化ビニリデンが好ましく用いられる。
【００５８】
溶剤には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤が好ましく用いられるが、公知の種々の溶剤を適宜選択して使用することができる。
【００５９】
負極合剤における負極活物質および結着剤の混合比は、特に限定されないが、例えば、負極活物質を１とした場合、重量比で１：０.０５〜０.２０が好ましい。
【００６０】
本実施形態に用いられる非水電解液としては、特に限定はされない。
【００６１】
例えば、非水電解液を構成する非水溶媒としては、プロピレンカーボネート，エチレンカーボネート，ブチレンカーボネート，ビニレンカーボネート，ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，メチルエチルカーボネート，テトラヒドロフラン、１，２−ジエトキシエタン等がある。
【００６２】
これらの非水溶媒の１種以上に、例えば、ＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＣｌＯ4等から選ばれた１種以上のリチウム塩を溶解させて、非水電解液を調整することができる。
【００６３】
また、電池の形状は、捲回型，積層型等があるが、特に限定されない。
【００６４】
本実施形態において説明する電池は円筒型であり、例えば、以下のように製造することができる。
【００６５】
正極活物質と黒鉛等の導電剤とを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に溶解させ、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤を所定の重量比（正極活物質１：導電剤０.０５〜０.２０：結着剤０.０２〜０.１０）で加えて混練し、正極スラリーを得る。
【００６６】
次に、正極スラリーをアルミニウム金属箔の集電体の両面に塗布する。その後、乾燥，プレスして、正極電極を作製する。
【００６７】
負極活物質を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等に溶剤に溶解させ、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤を所定の重量比（負極活物質１：結着剤０.０５〜０.２０）で加えて混練し、負極スラリーを得る。
【００６８】
次に、負極スラリーを銅箔の集電体の両面に塗布する。その後、乾燥，プレスして、負極電極を作製する。
【００６９】
ＬｉＰＦ6等を、エチレンカーボネート等の非水溶媒に溶解し、非水電解液を作製する。
【００７０】
得られた正極電極と負極電極との電極の間に、炭酸水素ナトリウムまたは／および炭酸水素カリウムの多孔質層を多孔性の高分子樹脂膜に設けたセパレータを挟み、これを捲回した後、ステンレスやアルミニウムで成型された電池缶に挿入する。
【００７１】
負極電極のリード片と電池缶とを接続した後、非水電解液を注入し、正極電極のリード片と電池蓋とを接続した後、電池缶と電池蓋とを封口して、電池を得る。
【００７２】
本実施形態において説明する円筒形の電池を図１に示す。図１は、本実施形態における円筒型の電池を示す側面断面図である。
【００７３】
また、本実施形態において説明する円筒型の電池の捲回体を図２に示す。図２は、本実施形態における円筒型の電池の捲回体の拡大図である。
【００７４】
正極合剤をアルミニウム箔の両面に塗布してなる正極１と、負極合剤を銅箔の両面に塗布してなる負極２と、正極１と負極２との間に配置され、多孔質層１２１が塗布されたセパレータ３と、正極１と正極集電リード部７とを接続する正極集電リード片５と、負極２と負極集電リード部８とを接続する負極集電リード片６と、負極集電リード部８が接続された電池缶４と、電池缶４の開口端部にガスケット１２を介してカシメにより固定された電池蓋９と、電池蓋９の裏面に接触する正極端子部１１、および、正極端子部１１に形成された安全弁１０と、から構成されている。
【００７５】
正極１は、正極合剤１１１をアルミニウム箔１０１の両面に塗布してなる。また、負極２は、負極合剤１１２を銅箔１０２の両面に塗布してなる。
【００７６】
正極１および負極２は、セパレータ３を介して捲回され、電極群として電池缶４の内部に配置されている。電池缶４および電池蓋９により構成される空間には電解液（図示せず）が充填されている。
【００７７】
本実施形態において説明する電池の用途としては、次世代クリーンエネルギー自動車などの環境対応自動車の電源への適用、高負荷特性・高出力特性が必要とされる電動工具などの電源への適用、さらには、携帯機器の電源への適用も可能である。
【実施例】
【００７８】
以下、本実施形態を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本実施形態の範囲を限定するものではない。
【００７９】
（実施例１）
正極活物質にＬｉＣｏＯ2を用い、正極活物質，導電剤の黒鉛，結着剤のポリフッ化ビニリデンを８５：１０：５の重量比で混練機を用いて、３０分間混練し、正極合剤を得た。
【００８０】
正極合剤を集電体である厚さ３０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、正極電極を得た。
【００８１】
負極活物質に黒鉛材を用い、負極活物質，結着剤のポリフッ化ビニリデンを９０：１０の重量比で混練機を用いて、３０分間混練し、負極合剤を得た。
【００８２】
負極合剤を集電体である厚さ２０μｍの銅箔の両面に塗布し、負極電極を得た。
【００８３】
作製した正極電極および負極電極は、いずれもプレス機で圧延成型した後、１５０℃で５時間真空乾燥した。
【００８４】
次に、炭酸水素ナトリウム粉末，結着剤のポリフッ化ビニリデンを９５：５の重量比で３０分間混練し、炭酸水素ナトリウム塗布用スラリーを得た。
【００８５】
これをポリエチレン（ＰＥ）からなる多孔性高分子樹脂膜（厚さ２０μｍ）の片面に塗布し、炭酸水素ナトリウムの多孔質層を設けたセパレータを得た。
【００８６】
なお、多孔質層の厚さは２μｍ，３μｍ，５μｍ，７μｍ，１０μｍ，１２μｍであった。
【００８７】
ガーレー法（ＪＩＳ  Ｐ８１１７準拠）で多孔質層の塗布前後の通気度を測定した結果、多孔質層の塗布前が２９６sec／１００cc、塗布後が、２μｍが３０２sec／１００cc、３μｍが２９８sec／１００cc、５μｍが３００sec／１００cc、７μｍが３０８sec／１００cc、１０μｍが３０７sec／１００cc、１２μｍが３１５sec／１００ccであった。
【００８８】
セパレータを６０℃で真空乾燥後、正極１と負極２とをセパレータ３を介して捲回し、得られた捲回群を電池缶４に挿入した。
【００８９】
負極集電リード片６はニッケルの負極集電リード部８に集めて超音波溶接し、ニッケルの負極集電リード部８を電池缶４に溶接した（図１）。
【００９０】
正極集電リード片５はアルミニウムの正極集電リード部７に集めて超音波溶接し、アルミニウムの正極集電リード部７を電池蓋９に溶接した（図１）。
【００９１】
電解液として、リチウム塩（ＬｉＰＦ6），ＥＣ（エチレンカーボネート），ＭＥＣ（メチルエチルカーボネート）を用い、ＥＣ（エチレンカーボネート）：ＭＥＣ（メチルエチルカーボネート）を１：２の割合で注入後、電池缶４をかしめることにより、電池蓋９を封口し、円筒形電池を得た。
【００９２】
なお、電池缶４の上端と電池蓋９との間には、絶縁性と密閉性とを兼ねてガスケット１２を挿入した。
【００９３】
本実施例で作製した電池を、多孔質層の厚さが、２μｍの電池をＮo.１−１、３μｍの電池をＮo.１−２、５μｍの電池をＮo.１−３、７μｍの電池をＮo.１−４、１０μｍの電池をＮo.１−５、１２μｍの電池をＮo.１−６とする。
【００９４】
（実施例２）
セパレータを除き、実施例１と同じ方法で、正極，負極及び電池を作製した。
【００９５】
本実施例では、セパレータには、ポリプロピレン（ＰＰ）からなる多孔性高分子樹脂膜（厚さ２０μｍ）の片面に炭酸水素カリウムの多孔質層を設けたものを用いた。
【００９６】
炭酸水素カリウムの多孔質層の厚さは６μｍであった。
【００９７】
ガーレー法（ＪＩＳ  Ｐ８１１７準拠）で多孔質層の塗布前後の通気度を測定した結果、多孔質層の塗布前が３７７sec／１００cc、塗布後は３６３sec／１００ccであった。
【００９８】
（実施例３）
セパレータを除き、実施例１と同じ方法で、正極，負極及び電池を作製した。
【００９９】
本実施例では、セパレータには、ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）の３層からなる多孔性高分子樹脂膜（厚さ２５μｍ）の片面に炭酸水素ナトリウムと炭酸水素カリウムとを混合した粉末からなる多孔質層を設けたものを用いた。
【０１００】
炭酸水素ナトリウムと炭酸水素カリウムとの混合粉の多孔質層の厚さは５μｍであった。
【０１０１】
ガーレー法（ＪＩＳ  Ｐ８１１７準拠）で多孔質層の塗布前後の通気度を測定した結果、多孔質層の塗布前が４４１sec／１００cc、塗布後は４６４sec／１００ccであった。
【０１０２】
（実施例４）
セパレータを除き、実施例１と同じ方法で、正極，負極及び電池を作製した。
【０１０３】
本実施例では、セパレータには、ポリエチレン（ＰＥ）からなる多孔性高分子樹脂膜（厚さ２０μｍ）の両面に炭酸水素ナトリウムの多孔質層を設けたものを用いた。
【０１０４】
炭酸水素ナトリウムの多孔質層の厚さは両面合わせて９μｍであった。
【０１０５】
ガーレー法（ＪＩＳ  Ｐ８１１７準拠）で多孔質層の塗布前後の通気度を測定した結果、多孔質層の塗布前が２９６sec／１００cc、塗布後は２８９sec／１００ccであった。
【０１０６】
（比較例１）
セパレータを除き、実施例１と同じ方法で、正極，負極及び電池を作製した。
【０１０７】
本比較例では、セパレータには、多孔質層を設けていないポリエチレン（ＰＥ）の多孔性高分子樹脂膜（厚さ２０μｍ）を用いた。
【０１０８】
（比較例２）
セパレータを除き、実施例１と同じ方法で、正極，負極及び電池を作製した。
【０１０９】
本比較例では、セパレータには、多孔質層を設けていないポリプロピレン（ＰＰ）の多孔性高分子樹脂膜（厚さ２０μｍ）を用いた。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
実施例１〜４および比較例１，２の電池を、それぞれ充電終止電圧４.２Ｖ，放電終止電圧３.０Ｖ，充放電レート１Ｃ（１時間率）で充放電し、電池容量を確認した。
【０１１２】
実施例１の電池Ｎo.１−１〜電池Ｎo.１−６について、負荷特性を調べた。
【０１１３】
その結果を図３に示す。図３は、本実施形態における円筒型のリチウム二次電池の負荷特性図である。
【０１１４】
図３は、放電レート１Ｃ容量と１０Ｃ容量との容量比（１０Ｃ容量／１Ｃ容量）で示した。電池１−１〜電池１−５は、１Ｃの放電容量に対して１０Ｃの放電容量が、０.８以上の容量比を示した。
【０１１５】
しかし、多孔質層の厚さが１２μｍの電池Ｎo.１−６は、１０Ｃでの容量が小さく、容量比が０.６であった。
【０１１６】
過充電試験は、実施例１〜４および比較例１，２で作製した電池を満充電し、その後、１Ｃの充電レートで、現象が発生するまで充電した。
【０１１７】
実施例１の電池Ｎo.１−２〜電池Ｎo.１−６および実施例２〜４の電池では、電池表面温度が最高でも１４７℃と低く、図１における安全弁１０がいずれの電池も安定して開放した。なお、表１中に記載した電池表面温度は、安全弁１０が開放したときの温度を示している。
【０１１８】
比較例１，２の電池および多孔質層の厚さが２μｍの実施例１の電池Ｎo.１−１では、安全弁１０が開放した温度が、３３０℃以上と高い温度であった。また、安全弁１０が開放するまでの時間も、比較例１，２の電池および多孔質層の厚さが２μｍの実施例１の電池Ｎo.１−１は、実施例２〜４の電池および多孔質層の厚さが３μｍ〜１０μｍの実施例１の電池Ｎo.１−２〜電池Ｎo.１−６に比較して、遅いことがわかった。
【０１１９】
このように、本実施例に記載の電池は、信頼性・安全性が高く、高容量，長寿命な電池である。そして、こうした電池は、次世代クリーンエネルギー自動車などの環境対応自動車に好適である。さらには、電動工具など高負荷特性・高出力特性が必要とされる分野へも適用できる。
【０１２０】
また、本実施例に用いたセパレータは、多孔質層に用いた炭酸水素ナトリウム粉末または／および炭酸水素カリウム粉末の平均孔径が、多孔性高分子樹脂膜の平均孔径よりも大きいことがわかった。
【０１２１】
これにより、多孔性高分子樹脂膜の細孔を塞ぐことがなく、リチウムイオンの移動が阻害されず、信頼性・安全性が高く、高容量な電池を実現できる。
【０１２２】
つまり、セパレータの細孔部をふさぐことがなく、電解液中のリチウムイオンの移動が阻害されず、電池の性能低下が懸念されることはなく、特に、次世代クリーンエネルギー自動車などの環境対応自動車に適用可能な電池で重要な出力性能の確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、次世代クリーンエネルギー自動車などの環境対応自動車の電源，高負荷特性・高出力特性が必要とされる電動工具などの電源、さらには、携帯機器の電源に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  正極
２  負極
３  セパレータ
４  電池缶
５  正極集電リード片
６  負極集電リード片
７  正極集電リード部
８  負極集電リード部
９  電池蓋
１０  安全弁
１１  正極端子部
１２  ガスケット
１０１  アルミニウム箔
１０２  銅箔
１１１  正極合剤
１１２  負極合剤
１２１  多孔質層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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