(57)【要約】【課題】  複数の非水電解質二次電池が直列に接続された電池ユニットの出力を高い状態で維持させながら、直列に接続された非水電解質二次電池が過充電状態になるのを簡単に抑制して、高い安全性が得られるようにする。【解決手段】  複数の非水電解質二次電池が直列に接続されてなる電池ユニットにおいて、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が異なる少なくとも２種類の非水電解質二次電池Ａ１，Ｂ１ａを直列に接続させた。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の非水電解質二次電池が直列に接続されてなる電池ユニットにおいて、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が異なる少なくとも２種類の非水電解質二次電池を直列に接続させたことを特徴とする電池ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の電池ユニットにおいて、上記の非水電解質二次電池として、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が高い第１非水電解質二次電池と、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い第２非水電解質二次電池とを用い、第１非水電解質二次電池における正極活物質に、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いる一方、第２非水電解質二次電池における正極活物質が、一般式ＬｉＭＰＯ4（式中、Ｍは、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎから選択される少なくとも１種である。）で表わされるオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物を含むようにしたことを特徴とする電池ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の電池ユニットにおいて、上記の第１非水電解質二次電池における正極活物質が、コバルトとニッケルとの少なくとも１種を含むリチウム遷移金属複合酸化物であることを特徴とする電池ユニット。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の電池ユニットにおいて、上記の第２非水電解質二次電池における正極活物質が、オリビン型リン酸リチウム化合物としてオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4又はスピネルマンガン酸リチウムＬｉＭｎ2Ｏ4を含むことを特徴とする電池ユニット。
【請求項５】
請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の電池ユニットにおいて、上記の第２非水電解質二次電池の正極は、正極集電体上に、正極活物質が一般式ＬｉＭＰＯ4（式中、Ｍは、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎから選択される少なくとも1種である。）で表わされるオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる第１層と、正極活物質が層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物からなる第２層とが積層されてなることを特徴とする電池ユニット。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の電池ユニットにおいて、少なくとも充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い第２非水電解質二次電池に、電池の内圧上昇により作動する電流遮断弁が設けられていることを特徴とする電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の非水電解質二次電池が直列に接続された電池ユニットに関するものであり、特に、電池ユニットの出力を高い状態で維持させながら、直列に接続された非水電解質二次電池が過充電状態になるのを簡単に抑制して、高い安全性が得られるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
高出力，高エネルギー密度の新型二次電池として、非水電解液を用い、リチウムイオンを正極と負極との間で移動させて充放電を行うようにした非水電解質二次電池が広く利用されている。
【０００３】
また、近年においては、このような非水電解質二次電池を、電動工具や電気自動車やバイブリッド自動車の電源等に利用されるようになっている。
【０００４】
ここで、このように非水電解質二次電池を電動工具や電気自動車やバイブリッド自動車の電源等に利用するにあたっては、非常に大きな出力及び容量が必要となる。
【０００５】
このため、上記のような非水電解質二次電池を直列に複数接続させた電池ユニットを用い、必要に応じて、このような電池ユニットを複数並列に接続させた電池モジュールとして使用することが行われている。
【０００６】
ここで、上記のように非水電解質二次電池を直列に複数接続させた電池ユニットや電池モジュールの状態で使用する場合、接続させる非水電解質二次電池の数が増加するほど、電池ユニットや電池モジュール内の放熱性が低下し、特に、高出力を得るために、正極活物質にコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2やニッケル酸リチウムＬｉＮｉＯ2等の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いた非水電解質二次電池を使用した場合、充電時に過充電状態になると、電池ユニットや電池モジュールの安全性が大きく低下するという問題があった。
【０００７】
このため、上記のように電池ユニットや電池モジュールの状態で使用するにあたり、過充電を防止するための保護回路を設けたり、電池温度の上昇を防止するためのファンを設けたりする等、各種の安全機構を設けることが提案されている。
【０００８】
さらに、高出力化及び高容量化に対応させるためには、より一層の安全化対策が必要となり、電池ユニットや電池モジュールにおける安全機構だけではなく、非水電解質二次電池自体における安全機構の開発が必要になっている。
【０００９】
また、従来においては、非水電解質二次電池における安全性を向上させるため、その正極活物質に、層状構造又はスピネル構造を有するリチウム金属複合酸化物と、オリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4等のオリビン型リン酸リチウム化合物とを用いることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【００１０】
しかし、このように正極活物質に、層状構造又はスピネル構造を有するリチウム金属複合酸化物と、オリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4等のオリビン型リン酸リチウム化合物とを含む非水電解質二次電池を直列に複数接続させて電池ユニットとして使用する場合、高い出力を得ることが困難になるという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２１６７５５号公報
【特許文献２】米国特許公開２００６−００１９１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、複数の非水電解質二次電池が直列に接続された電池ユニットにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、高出力及び高容量を必要とする電動工具や電気自動車やハイブリッド自動車の電源等に利用する場合において、電池ユニットの出力を高い状態で維持させながら、直列に接続された非水電解質二次電池が過充電状態になるのを簡単に抑制して、高い安全性が得られるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、上記のような課題を解決するため、複数の非水電解質二次電池が直列に接続されてなる電池ユニットにおいて、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が異なる少なくとも２種類の非水電解質二次電池を直列に接続させるようにしたのである。
【００１３】
ここで、上記の２種類の非水電解質二次電池としては、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が高い第１非水電解質二次電池と、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い第２非水電解質二次電池とを用いるようにする。
【００１４】
そして、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が高い第１非水電解質二次電池においては、その正極活物質に、高出力が得られる層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、例えば、コバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2やニッケル酸リチウムＬｉＮｉＯ2等のコバルトとニッケルとの少なくとも１種を含むリチウム遷移金属複合酸化物を用いることが好ましい。
【００１５】
一方、充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い第２非水電解質二次電池においては、正極活物質に、一般式ＬｉＭＰＯ4（式中、Ｍは、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎから選択される少なくとも1種である。）で表わされるオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物が含まれるようにすることが好ましい。
【００１６】
ここで、上記の第２非水電解質二次電池において、その正極活物質に用いるオリビン型リン酸リチウム化合物としては、例えばオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を、またスピネル型リチウムマンガン複合酸化物としては、例えばスピネルマンガン酸リチウムＬｉＭｎ2Ｏ4を用いることができる。
【００１７】
また、上記の第２非水電解質二次電池においては、上記のようなオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる正極活物質を単独で用いる他、これらの正極活物質と合わせて、上記の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物からなる正極活物質を用いることも可能である。
【００１８】
また、このように第２非水電解質二次電池において、オリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる正極活物質と合わせて、上記の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いる場合には、正極集電体上に、正極活物質が上記のオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる第１層と、正極活物質が層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物からなる第２層とを積層させた正極を用いることが好ましい。
【００１９】
また、上記の第２非水電解質二次電池に、電池の内圧上昇により作動する電流遮断弁を設けることが好ましい。
【００２０】
なお、上記の第１非水電解質二次電池及び第２非水電解質二次電池においては、上記のような正極活物質を用いる他は、一般に公知の非水電解質二次電池と同様にして構成することができ、負極に用いる負極活物質、非水電解液に用いる非水系溶媒や溶質、セパレータ等については、一般に用いられている公知のものを使用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明における電池ユニットにおいては、上記のように充電時に正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が異なる少なくとも２種類の非水電解質二次電池を直列に接続させるようにしたため、このような電池ユニットを充電させた場合、正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い第２非水電解質二次電池の電気抵抗が大きく上昇し、正極活物質からリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が高い第１非水電解質二次電池が過充電状態になるのが抑制され、高い安全性が得られるようになる。
【００２２】
ここで、上記の第１非水電解質二次電池の正極活物質として、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2やニッケル酸リチウムＬｉＮｉＯ2を用いた場合、一般の非水電解質二次電池における上限充電電圧４．２Ｖ（リチウム参照極電位に対して４．３Ｖ）程度まで充電しても、これらの正極活物質中におけるＬｉイオンが全て放出されず、ＬｉＣｏＯ2の場合は５０％程度、ＬｉＮｉＯ2の場合は２５％程度のＬｉイオンが残存しており、更に高電圧に充電すると、Ｌｉイオンがさらに放出されて、エネルギー的に不安定な過充電状態となって熱的安定性が大きく低下するようになる。
【００２３】
これに対して、上記の第２非水電解質二次電池において、正極活物質にオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物を含ませると、これらの正極活物質の場合、一般の非水電解質二次電池における上限充電電圧４．２Ｖ（リチウム参照極電位に対して４．３Ｖ）程度まで充電すると、結晶中のＬｉイオンが全て放出されて電気抵抗が大きく上昇し、この第２非水電解質二次電池を流れる電流が大きく低下するようになる。
【００２４】
このため、上記の第１非水電解質二次電池と第２非水電解質二次電池とを直列に接続させた電池ユニットを、非水電解質二次電池における上限充電電圧４．２Ｖ（リチウム参照極電位に対して４．３Ｖ）程度まで充電させると、上記のように第２非水電解質二次電池における電気抵抗が大きく上昇して、電池ユニットを流れる電流が大きく低下し、第１非水電解質二次電池が過充電状態になるのが抑制されて、高い安全性が得られるようになる。
【００２５】
また、上記の第１非水電解質二次電池の正極活物質として、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2やニッケル酸リチウムＬｉＮｉＯ2を用いると、この第１非水電解質二次電池によって高い出力の電池ユニットが得られるようになる。
【００２６】
また、上記の第２非水電解質二次電池の正極活物質に、上記のオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物と合わせて、上記の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いると、第２非水電解質二次電池の正極活物質にオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物だけを用いた場合に比べて、より高い出力の電池ユニットが得られるようになる。
【００２７】
また、このように第２非水電解質二次電池の正極活物質に、上記のオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物と合わせて、上記の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いるにあたり、正極集電体上に、上記のオリビン型リン酸リチウム化合物又はスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる正極活物質の第１層と、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物からなる正極活物質の第２層とを積層させると、第１層におけるオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物からなる正極活物質の量を少なくしても、正極集電体と接触したこの第１層におけるオリビン型リン酸リチウム化合物やスピネル型リチウムマンガン複合酸化物によって、電池ユニットが過充電状態になるのが効果的に防止されるようになると共に、上記の第２層における層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物によって、より高い出力の電池ユニットが得られるようになる。
【００２８】
さらに、上記の第２非水電解質二次電池に、電池の内圧上昇により作動する電流遮断弁を設けると、電圧上昇により非水電解液が分解してガスが発生し、電池内の圧力が上昇した場合にも、この電流遮断弁が作動して電流が遮断され、過充電状態になるのがより一層抑制されて、より高い安全性が得られるようになる。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明に係る電池ユニットについて、実施例を挙げて具体的に説明すると共に、本発明の電池ユニットにおいては、過充電状態になるのが防止されることを、比較例を挙げて明らかにする。なお、本発明の電池ユニットは下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００３０】
ここで、非水電解質二次電池として、下記のようにして作製した５種類の非水電解質二次電池を用いるようにした。
【００３１】
（非水電解質二次電池Ａ１）
非水電解質二次電池Ａ１においては、下記のようにして作製した正極と負極と非水電解液とを用いるようにした。
【００３２】
［正極の作製］
正極活物質としてコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2を用い、この正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを９２：５：３の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて正極合剤スラリーを調製し、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて正極を作製した。
【００３３】
［負極の作製］
負極活物質の黒鉛と、結着剤のスチレン・ブタジエンゴムと、増粘剤のカルボキシメチルセルロースとを９８：１：１の質量比にして、これらを水中において混合させて負極合剤スラリーを調製し、この負極合剤スラリーを銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて負極を作製した。
【００３４】
［非水電解液の作製］
非水系溶媒としてエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを３：７の体積比で混合させた混合溶媒を用い、この混合溶媒に電解質としてＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させて非水電解液を作製した。
【００３５】
そして、この非水電解質二次電池Ａ１においては、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の正極１にアルミニウムからなる正極集電タブ１ａを取り付けると共に、上記の負極２にニッケルからなる負極集電タブ２ａを取り付け、この正極１と負極２とがポリエチレン製多孔質体からなるセパレータ３を介して対向するように捲回して電極体４を作製し、この電極体４をプレスして扁平にした。
【００３６】
次いで、図２に示すように、上記の電極体４をアルミニウムラミネートフィルムで構成された外装体５内に挿入させる一方、上記の正極集電タブ１ａと負極集電タブ２ａとを外装体５の外部に取り出すようにして、この外装体５内に上記の非水電解液を加え、その後、上記の外装体５の開口部を封口させて、設計容量が７８０ｍＡｈである扁平なカード型の非水電解質二次電池Ａ１を得た。
【００３７】
（非水電解質二次電池Ｂ１ａ）
非水電解質二次電池Ｂ１ａにおいては、下記のようにして作製した正極を用いるようにし、それ以外は、上記の非水電解質二次電池Ａ１と同様にして、設計容量が７８０ｍＡｈである扁平なカード型の非水電解質二次電池Ｂ１ａを得た。
【００３８】
ここで、この非水電解質二次電池Ｂ１ａにおいては、正極活物質としてオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用い、この正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを８５：１０：５の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて正極合剤スラリーを調製し、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて正極を作製した。
【００３９】
（非水電解質二次電池Ｂ１ｂ）
非水電解質二次電池Ｂ１ｂにおいては、下記のようにして作製した正極を用いるようにし、それ以外は、上記の非水電解質二次電池Ａ１と同様にして、設計容量が７８０ｍＡｈである扁平なカード型の非水電解質二次電池Ｂ１ｂを得た。
【００４０】
ここで、この非水電解質二次電池Ｂ１ｂにおいては、第１正極活物質にオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用い、この第１正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを８５：１０：５の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて第１正極合剤スラリーを調製した。また、第２正極活物質にコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2を用い、この第２正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを９２：５：３の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて第２正極合剤スラリーを調製した。
【００４１】
そして、上記の第１正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布して、第１正極活物質のオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を含む第１層を形成した後、この第１層の上に第２正極合剤スラリーを塗布して、第２正極活物質のコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2を含む第２層を形成し、その後、これを乾燥させ、圧延させて正極を作製した。
【００４２】
（非水電解質二次電池Ａ２）
非水電解質二次電池Ａ２においては、下記のようにして作製した正極と負極と非水電解液とを用いるようにした。
【００４３】
［正極の作製］
正極活物質に層状構造を有するＬｉＮｉ0.3Ｃｏ0.3Ｍｎ0.3Ｏ2からなるリチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物を用い、この正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを９４：３：３の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて正極合剤スラリーを調製し、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて正極を作製した。
【００４４】
［負極の作製］
負極活物質の黒鉛と、結着剤のスチレン・ブタジエンゴムと、増粘剤のカルボキシメチルセルロースとを９８：１：１の質量比にして、これらを水中において混合させて負極合剤スラリーを調製し、この負極合剤スラリーを銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて負極を作製した。
【００４５】
［非水電解液の作製］
非水系溶媒としてエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを３：７の体積比で混合させた混合溶媒を用い、この混合溶媒に電解質としてＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させて非水電解液を作製した。
【００４６】
そして、この非水電解質二次電池Ａ２においては、図３に示すように、上記のようにして作製した正極１１と負極１２との間に、セパレータ１３としてリチウムイオン透過性のポリエチレン製の微多孔膜を介在させ、これらをスパイラル状に巻いて電池缶１４内に収容させ、上記の正極１１を正極タブ１５によって正極蓋１６に取り付けられた正極外部端子１９に接続させると共に、上記の負極１２を負極タブ１７によって電池缶１４に接続させた後、この電池缶１４内に上記の非水電解液を注液し、電池缶１４と正極蓋１６とを絶縁パッキン１８により電気的に分離させて封口し、設計容量が１３００ｍＡｈである円筒型の非水電解質二次電池Ａ２を得た。
【００４７】
（非水電解質二次電池Ｂ２）
非水電解質二次電池Ｂ２においては、下記のようにして作製した正極を用いるようにし、それ以外は、上記の非水電解質二次電池Ａ２と同様にして、設計容量が１３００ｍＡｈである円筒型の非水電解質二次電池Ｂ２を得た。
【００４８】
ここで、この非水電解質二次電池Ｂ２においては、正極活物質としてオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用い、この正極活物質と、導電剤の人工黒鉛粉末と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを８５：１０：５の質量比にしてＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で混合させて正極合剤スラリーを調製し、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、これを乾燥させた後、圧延させて正極を作製した。
【００４９】
そして、実施例１の電池ユニットにおいては、図４に示すように、上記のカード型の非水電解質二次電池Ａ１と非水電解質二次電池Ｂ１ａとを直列に接続させ、実施例２の電池ユニットにおいては、図５に示すように、上記のカード型の非水電解質二次電池Ａ１と非水電解質二次電池Ｂ１ｂとを直列に接続させ、比較例１の電池ユニットにおいては、図６に示すように、上記のカード型の非水電解質二次電池Ａ１を２つ直列に接続させるようにした。
【００５０】
また、実施例３の電池ユニットにおいては、図７に示すように、上記の円筒型の非水電解質二次電池Ａ２と非水電解質二次電池Ｂ２とを直列に接続させ、比較例２の電池ユニットにおいては、図８に示すように、上記の円筒型の非水電解質二次電池Ａ２を２つ直列に接続させるようにした。
【００５１】
そして、実施例１，２及び比較例１の電池ユニットについては２３４０ｍＡｈ（７８０ｍＡｈ×３）の充電電流で、また実施例３及び比較例２の電池ユニットについては３９００ｍＡｈ（１３００ｍＡｈ×３）の充電電流で、それぞれ電圧が２４Ｖになるまで充電させた後、２４Ｖの定電圧で電流が流れなくなるまで定電圧充電させるようにして、それぞれ５つの電池ユニットについて過充電試験を行い、電池温度が大きく上昇して内部短絡が発生した電池ユニットの数を求め、その結果を下記の表１に示した。なお、上記の過充電試験においては、各非水電解質二次電池における過充電の状態を確認するため、市販の非水電解質二次電池とは異なり、セパレータのシャットダウン機構、電流遮断弁及び保護素子を除く、他の安全性確保のための手段を排除した。
【００５２】
【表１】
2008192437.tif 000003
【００５３】
この結果、正極活物質に層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2を用いた非水電解質二次電池Ａ１を２つ直列に接続させた比較例１の電池ユニットや、正極活物質に層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるＬｉＮｉ0.3Ｃｏ0.3Ｍｎ0.3Ｏ2を用いた非水電解質二次電池Ａ２を２つ直列に接続させた比較例２の電池ユニットにおいては、５つの電池ユニット全てが過充電状態になって、電池温度が大きく上昇し、内部短絡が発生していた。
【００５４】
これに対して、正極活物質に層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2を用いた非水電解質二次電池Ａ１と、正極活物質にオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用いた非水電解質二次電池Ｂ１ａとを直列に接続させた実施例１の電池ユニットや、上記の非水電解質二次電池Ａ１と、集電体の上に正極活物質がオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4からなる第１層と正極活物質がコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2を含む第２層とを積層させた非水電解質二次電池Ｂ１ｂとを直列に接続させた実施例２の電池ユニットや、正極活物質に層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるＬｉＮｉ0.3Ｃｏ0.3Ｍｎ0.3Ｏ2を用いた非水電解質二次電池Ａ２と、正極活物質にオリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用いた非水電解質二次電池Ｂ２とを直列に接続させた実施例３の電池ユニットにおいては、５つの電池ユニット全てが過充電状態になるのが防止され、電池温度が大きく上昇して内部短絡が発生するということはなかった。
【００５５】
なお、上記の実施例においては、上記の非水電解質二次電池Ｂ１ａ，Ｂ１ｂ，Ｂ２において、充電時にリチウムが放出されて電気抵抗が上昇する電位が低い正極活物質として、オリビン型リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ4を用いるようにしたが、その他のオリビン型リン酸リチウム化合物や、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物を用いた場合においても同様の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例において、非水電解質二次電池Ａ１，Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの作製に用いた電極体の概略平面図及び部分断面説明図である。
【図２】上記の非水電解質二次電池Ａ１，Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの概略平面図である。
【図３】本発明の実施例において作製した非水電解液二次電池Ａ２，Ｂ２の概略断面図である。
【図４】非水電解質二次電池Ａ１と非水電解質二次電池Ｂ１ａとを直列に接続させた実施例１の電池ユニットを示した概略説明図である。
【図５】非水電解質二次電池Ａ１と非水電解質二次電池Ｂ１ｂとを直列に接続させた実施例１の電池ユニットを示した概略説明図である。
【図６】非水電解質二次電池Ａ１を２つ直列に接続させた比較例１の電池ユニットを示した概略説明図である。
【図７】非水電解質二次電池Ａ２と非水電解質二次電池Ｂ２とを直列に接続させた実施例３の電池ユニットを示した概略説明図である。
【図８】非水電解質二次電池Ａ２を２つ直列に接続させた比較例２の電池ユニットを示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  正極
１ａ  正極集電タブ
２  負極
２ａ  負極集電タブ
３  セパレータ
４  電極体
５  外装体
１１  正極
１２  負極
１３  セパレータ
１４  電池缶
１５  正極タブ
１６  正極蓋
１７  負極タブ
１８  絶縁パッキン
１９  正極外部端子
Ａ１，Ｂ１ａ，Ｂ１ｂ，Ａ２，Ｂ２  非水電解質二次電池
【図１】
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【図２】
2008192437.tif 000005
【図３】
2008192437.tif 000006
【図４】
2008192437.tif 000007
【図５】
2008192437.tif 000008
【図６】
2008192437.tif 000009
【図７】
2008192437.tif 000010
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月17日(2007.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
【表１】
2008192437.tif 000012
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008192437.tif 000013
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008192437.tif 000014
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008192437.tif 000015