(57)【要約】【課題】高いエネルギー密度を実現しつつ、過充電時の温度上昇を抑制し得る非水電解質二次電池を提供すること。【解決手段】  ここで提案される非水電解質二次電池は、正極および負極を備える。前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体に保持された負極活物質層とを備える。前記負極活物質層は、負極活物質として、チタン酸リチウムおよび酸化チタンの中から選択される少なくとも一種を含む。前記負極集電体は、多孔質アルミニウムにより構成されている。前記非水電解質二次電池のエネルギー密度が２４４Ｗｈ／Ｌ以上である。【選択図】図６
2016146262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極を備える非水電解質二次電池であって、
前記負極は、
負極集電体と、
前記負極集電体に保持された負極活物質層と
を備え、
前記負極活物質層は、負極活物質として、チタン酸リチウムおよび酸化チタンの中から選択される少なくとも一種を含み、
前記負極集電体は、多孔質アルミニウムにより構成されており、
前記電池のエネルギー密度が２４４Ｗｈ／Ｌ以上である、非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池に関する。詳しくは、負極集電体と、該負極集電体に保持された負極活物質層とを備えた非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池その他の非水電解質二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられている。
【０００３】
例えば、リチウムイオン二次電池では、正極と負極との間をＬｉイオンが行き来することによって充電および放電が行われる。リチウムイオン二次電池の典型的な構成では、リチウム遷移金属複合酸化物からなる正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、正極と負極との間に配置される多孔質フィルムからなるセパレータとを備えている。この種のセパレータに関する従来技術としては特許文献１が挙げられる。特許文献１には、過充電時に電池温度が上昇した場合に無孔状態となして電池反応を停止させるシャットダウン機能付きセパレータを備えた非水電解質二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７―１４９５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、セパレータのシャットダウン機能を発現させるためには、電池温度の上昇が必要である。しかしながら、電池温度が上昇すると、正極活物質や電解質が熱的不安定な状態に陥るため、更なる発熱を招く虞がある。過充電時には、電池温度をさほど上昇させることなく、電池反応を停止させたい。また、近年、プラグインハイブリッド（ＰＨＶ）あるいは電気自動車（ＥＶ）等の車両搭載用電源においては、電池のエネルギー密度を高くすることが求められている。しかし、エネルギー密度を高くすると、過充電時の発熱も増大傾向になり得る。本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、より高いエネルギー密度を実現しつつ、過充電時の温度上昇を抑制し得る非水電解質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】
【０００６】
ここで提案される非水電解質二次電池は、正極および負極を備える。前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体に保持された負極活物質層とを備える。前記負極活物質層は、負極活物質として、チタン酸リチウムおよび酸化チタンの中から選択される少なくとも一種を含む。また、前記負極集電体は、多孔質アルミニウムにより構成されている。そして、前記非水電解質二次電池のエネルギー密度が２４４Ｗｈ／Ｌ以上である。かかる構成によると、高いエネルギー密度を実現しつつ、過充電時には、電池温度が上昇する前に電池反応を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係る二次電池を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る捲回電極体を模式的に示す図である。
【図３】図３は、従来のリチウムイオン二次電池について、正極電位および負極電位の推移を示す図である。
【図４】図４は、従来のリチウムイオン二次電池について、過充電時の挙動を説明するためのフロー図である。
【図５】図５は、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池について、正極電位および負極電位の推移を示す図である。
【図６】図６は、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池について、過充電時の挙動を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
【０００９】
以下では捲回タイプの電極体（以下「捲回電極体」という。）と非水電解液とを角形（ここでは、直方体の箱形状）のケースに収容した形態のリチウムイオン二次電池を例に挙げる。なお、電池構造は、図示例に限定されず、特に、角形電池に限定されない。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００を示している。このリチウムイオン二次電池１００は、図１に示すように、捲回電極体２０と電池ケース３０とを備えている。図２は、捲回電極体２０を示す図である。本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００は、図１および図２に示すように、扁平形状の捲回電極体２０が、図示しない液状の非水電解質（非水電解液）とともに、扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）３０に収容されている。
【００１１】
電池ケース３０は、一端（電池の通常の使用状態における上端部に相当する。）に開口部を有する箱形（すなわち有底直方体状）のケース本体３２と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ矩形状プレート部材からなる封口板（蓋体）３４とから構成される。電池ケース３０の材質は、例えばアルミニウムが例示される。図１に示すように、封口板３４には外部接続用の正極端子４２および負極端子４４が形成されている。封口板３４の両端子４２、４４の間には、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉の安全弁３６が形成されている。
【００１２】
捲回電極体２０は、図２に示すように、長尺なシート状正極（正極シート５０）と、該正極シート５０と同様の長尺シート状負極（負極シート６０）とを計二枚の長尺シート状セパレータ（セパレータ７０，７２）とを備えている。図２中のＷＬは捲回電極体２０の捲回軸を示している。
【００１３】
正極シート５０は、帯状の正極集電体５２と正極活物質層５４とを備えている。正極集電体５２には、例えば、厚さが凡そ１２μｍの帯状のアルミニウム箔が用いられている。正極集電体５２の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部５２ａが設定されている。図示例では、正極活物質層５４は、正極集電体５２に設定された未塗工部５２ａを除いて、正極集電体５２の両面に保持されている。正極活物質層５４には、正極活物質や導電材やバインダが含まれている。
【００１４】
正極活物質には、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられる物質を使用することができる。正極活物質の例を挙げると、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣＯ２、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。
中でも、以下の式（Ｉ）：
ＬｉＮｉｘＭｅ１−ｘＯ２      （Ｉ）
（ここでＭｅは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、ＦｅおよびＴｉから選択される少なくとも１種である。ｘは、０．５≦Ｘ≦１、好ましくは０．８≦Ｘ≦１である。）
で表される層状型結晶構造を有するＮｉ含有リチウム遷移金属酸化物であることが好ましい。上記式（Ｉ）で表されるＮｉ含有リチウム遷移金属酸化物は、エネルギー密度が高く、電池性能の向上に寄与する一方で、過充電時の温度上昇によって熱的不安定な状態に陥りがちであるが、本態様によると、過充電時に温度上昇を伴わずに電池反応を停止できるため、上記Ｎｉ含有リチウム遷移金属酸化物を好ましく用いることができる。
【００１５】
正極活物質層５４には、正極活物質の他に、導電材としてアセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（グラファイト等）の粉末状カーボン材料を混合することができる。また、正極活物質と導電材の他に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のバインダを添加することができる。これらを適当な分散媒体に分散させて混練することによって、正極合剤（ペースト）を調製することができる。正極活物質層５４は、この正極合剤を正極集電体５２に塗布し、乾燥させ、予め定められた厚さに圧延（プレス）することによって形成されている。
【００１６】
負極シート６０は、図２に示すように、帯状の負極集電体６２と負極活物質層６４とを備えている。負極集電体６２は、多孔質アルミニウム（アルミニウム合金を含み得る。以下、同じ。）から構成されている。ここで多孔質アルミニウムとは、内部に細孔が導入されたアルミニウム材料のことをいう。多孔質アルミニウムの製造方法としては、例えば、メッシュ基材（細孔の表面）をＡｌで被覆する方法が挙げられる。メッシュ基材にＡｌを被覆する方法としては、無電解メッキ法、スパッタリング法、真空蒸着法などを適宜採用し得る。なかでも無電解メッキ法を用いることが好ましい。無電解メッキ法を用いる場合、例えば、Ａｌを含む室温溶融塩（例えばＡｌＣｌ３）と還元剤（例えばＬｉＡｌＨ４）とを用いた無電解メッキ浴を用意し、該無電解メッキ浴中にメッシュ基材を含浸させ、不活性ガス（例えばＮ２）雰囲気下にて無電解メッキ処理を行うとよい。これにより、メッシュ基材の内部細孔の隅々までＡｌで被覆することができる。
【００１７】
メッシュ基材としては、不織布が例示される。不織布は、繊維同士の連続的な接点が適度に少ないため、後述する過充電時の膨張・脆化により構造破壊されやすい点で好適である。不織布の繊維径としては、１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。不織布の繊維径が小さすぎると、負極シートを作製する際の圧延（プレス）工程において、負極シートの形状維持が困難になり得る。また、製造コストも割高になり得る。また、不織布の繊維径が大きすぎると、繊維同士の接点が増加するため、後述する過充電時における構造破壊が起こりにくくなり、所望の効果（抵抗増加効果）が得られない場合があり得る。この実施形態では、負極集電体６２には、厚さが凡そ２０μｍの帯状のアルミニウムメッシュ（Ａｌで被覆した不織布）が用いられている。
【００１８】
負極集電体６２の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部６２ａが設定されている。負極活物質層６４は、負極集電体６２に設定された未塗工部６２ａを除いて、負極集電体６２の両面に保持されている。負極活物質層６４には、負極活物質や増粘剤やバインダなどが含まれている。
【００１９】
負極活物質としては、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３等の、リチウムとチタンを構成金属元素として含む酸化物（チタン酸リチウム）を主成分とする負極活物質が挙げられる。あるいは、ＴｉＯ２等の酸化チタンを用いてもよい。これらの材料は、リチウムの吸蔵放出電位がＬｉ／Ｌｉ＋に対して０．８Ｖ以上であり、一般的な電解液の還元分解電位よりも高いため、電解液の還元分解が抑制されてサイクル特性の向上が図られる点で好ましい。また、これらの材料は、高温時の発熱量が比較的少ないため、過充電時等の温度上昇の抑制が図られる点で好ましい。この実施形態では、負極活物質として、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２が用いられている。
【００２０】
負極活物質層６４には、導電材としてアセチレンブラック（ＡＢ）等の粉末状カーボン材料を混合してもよい。これらを適当な分散媒体に分散させて混練することによって、負極合剤（ペースト）を調製することができる。負極活物質層６４は、この負極合剤を負極集電体６２に塗布し、乾燥させ、予め定められた厚さに圧延（プレス）することによって形成されている。
【００２１】
セパレータ７０、７２は、図２に示すように、正極シート５０と負極シート６０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ７０、７２は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ７０、７２には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。また、かかる樹脂で構成されたシート材の表面に、絶縁性を有する粒子の層をさらに形成してもよい。ここで、絶縁性を有する粒子としては、絶縁性を有する無機フィラー（例えば、金属酸化物、金属水酸化物などのフィラー）、或いは、絶縁性を有する樹脂粒子（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの粒子）で構成してもよい。この例では、図２に示すように、負極活物質層６４の幅ｂ１は、正極活物質層５４の幅ａ１よりも広い（ｂ１＞ａ１）。また、セパレータ７０、７２の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層６４の幅ｂ１よりも広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
【００２２】
電解液（非水電解液）としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、等を用いることができる。なかでも、ＰＣ、ＤＭＣおよびＥＭＣの一種以上を用いることが好ましい。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を用いることができる。上記非水電解液としては、還元分解電位がＡｌ‐Ｌｉ合金化電位よりも低いものを用いることが好ましい。例えば、還元分解電位がＬｉ／Ｌｉ＋に対して０．２
Ｖ〜０．４Ｖである非水電解液を好適に使用し得る。ただし、還元分解電位がＡｌ‐Ｌｉ合金化電位よりも高い電解液を用いた場合でも、Ａｌ‐Ｌｉ合金化電位よりも高い電位によって強固で安定なＳＥＩ被膜が負極活物質表面に形成されることで、電解液の還元分解を抑制することが可能である。そのため、還元分解電位がＡｌ‐Ｌｉ合金化電位よりも高い電解液を用いた場合でも、後述する作用効果（図６参照）を得ることができる。
【００２３】
以下、本実施形態に係る負極シート６０について、より詳細に説明する。
【００２４】
図３は、従来のリチウムイオン二次電池の過充電時の正極電位および負極電位の推移を示す図である。このリチウムイオン二次電池は、例えば、セパレータとして、ポリエチレン（ＰＥ）等の多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂シートが用いられている。かかるリチウムイオン二次電池では、図３および図４に示すように、過充電が進行すると、正極電位が上昇し、負極電位が降下する。そして、正極電位の上昇に伴い、正極活物質からのＬｉの引き抜き量が増加することで、正極活物質の結晶構造が不安定化する。また、負極においては、負極電位が電解液の還元分解電位に到達することで、電解液の還元分解反応が生じ、それに伴い電池内が発熱する。この発熱による温度上昇によって、セパレータにシャットダウン機能が働き、電池反応が停止する。しかし、上記シャットダウン機能が働く程度まで電池温度が上昇すると、正極活物質および電解液が更に熱的不安定な状態に陥り、更なる発熱をもたらす可能性がある。
【００２５】
これに対し、ここで開示されるリチウムイオン二次電池は、前述したように、正極シート５０および負極シート６０を備えている。負極シート６０は、負極集電体６２と、負極集電体６２に保持された負極活物質層６４とを備えている。負極活物質層６４は、負極活物質として、チタン酸リチウムおよび／または酸化チタンを含んでいる。そして、負極集電体６２は、内部に細孔が形成された多孔質アルミニウムにより構成されている。
【００２６】
かかるリチウムイオン二次電池では、図５および図６に示すように、過充電が進行すると（Ａ→Ｂ）、正極電位が上昇し、負極電位が降下する。そして、電解液の還元分解反応が始まる前（典型的には負極電位が電解液の還元分解電位に到達する前、もしくは負極電位が電解液の還元分解電位に到達した場合でもＳＥＩ被膜により電解液の還元分解反応が抑制されている間）に、Ａｌ‐Ｌｉ合金化電位（例えばＬｉ／Ｌｉ＋に対して０．４Ｖ未満、例えば０．２Ｖ以上０．４Ｖ未満）に到達する（Ｂ→Ｃ）。そのため、電解液の還元分解反応よりもＡｌとＬｉとの合金化が優先的に生じ、負極集電体がリチウムと合金化する。また、ここで開示されるリチウムイオン二次電池は、負極集電体として、多孔質アルミニウムが用いられている。そのため、負極集電体がリチウムと合金化すると、膨張・脆化し、残留応力に耐えられず構造破壊される。このことによって、負極集電体と負極活物質間の電子的接点および負極集電体自体の電子伝導性が保たれなくなって抵抗が増大する（典型的には絶縁化する）。その結果、正負極間に流れる電流が減少し、電池反応を停止させることができる。かかる態様によると、セパレータのシャットダウンとは異なり、温度上昇を伴わない。そのため、Ｎｉ含有リチウム遷移金属酸化物のような、熱的安定性が低いがエネルギー密度が高い材料を正極活物質として採用することが可能になる。
【００２７】
ここで開示されるリチウムイオン二次電池は、上述のように、過充電時の熱的安定性に優れ、かつ、高エネルギー密度を有するものであり得る。例えば、リチウムイオン二次電池の体格体積１Ｌあたりのエネルギー容量が２４０Ｗｈ／Ｌ以上（例えば２４０Ｗｈ／Ｌ〜５００Ｗｈ／Ｌ）、好ましくは２４４Ｗｈ／Ｌ以上（例えば２４４Ｗｈ／Ｌ〜４００Ｗｈ／Ｌ）であるものが例示され得る。このような高エネルギー密度を有する二次電池は、過充電時の温度上昇も増大傾向になり得るが、本態様によると、そのような過充電時の温度上昇を適切に抑制し得る。
【００２８】
本発明者は、かかる負極シート６０の作用効果を評価するべく試験をした。
【００２９】
＜実施例１＞
負極シート６０は、以下のようにして作製した。厚み２０μｍの不織布を用意し、無電解メッキ法によりアルミニウムで被覆した。具体的には、Ａｌを含む室温溶融塩（ＡｌＣｌ３）と還元剤（ＬｉＡｌＨ４）とを用いた無電解メッキ浴を用意し、該無電解メッキ浴中にメッシュ状の不織布を含浸させ、Ｎ２雰囲気下にて無電解メッキ処理を行った。不織布の平均繊維径は１０００ｎｍとした。得られた平板を乾燥した後、所定サイズに切り出した。このようにして多孔質アルミニウムからなる負極集電体（アルミニウムメッシュ）を得た。
【００３０】
負極活物質としてのＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２（ＬＴＯ）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）とを、これらの材料の質量比が９３．５５：３．７５：２．７となるようにＮＭＰ中に分散させて負極合剤を調製した。この負極合剤を上記アルミニウムメッシュの両面に塗布し、乾燥することにより、負極集電体６２の両面に負極活物質層６４が設けられた負極シート６０を作製した。負極合剤の塗布量は、両面合わせて約４０ｍｇ／ｃｍ２（固形分基準）となるように調節した。乾燥後、負極活物質層６４が所定の密度となるように圧延した。
【００３１】
評価用セルの正極シートは、厚さ１２μｍのアルミニウム箔を正極集電体に用いた。正極活物質層を形成する際に用意した正極合剤の固形分は、質量割合において正極活物質：導電材：バインダ＝９３．５５：３．７５：２．７とした。正極活物質としては、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ｍｎ０．０５Ｏ２（リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）を用いた。導電材としてＡＢを用い、バインダとしてＰＶＤＦを用いた。この正極合剤を上記アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥することにより、正極集電体５２の両面に正極活物質層５４が設けられた正極シート５０を作製した。正極合剤の塗布量は、両面合わせて約３４ｍｇ／ｃｍ２（固形分基準）となるように調節した。乾燥後、正極活物質層５４が所定の密度となるように圧延した。
【００３２】
セパレータ７０、７２としては、ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）からなる厚さ１６μｍの三層構造の多孔質フィルムの表面に、絶縁性を有するアルミナ粒子の多孔層（厚み４μｍ）が形成されたものを使用した。非水電解液としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを３：４：３の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させたものを用いた。該電解液には、ＣＨＢ４質量％を添加した。このようにして評価試験用の電池を作製した。かかる電池のエネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）は２４４Ｗｈ／Ｌである。
【００３３】
＜実施例２＞
不織布の平均繊維径を１００ｎｍとしたこと以外は、上述した実施例１と同じ手順で評価試験用の電池を作製した。
【００３４】
＜比較例１＞
多孔質のアルミニウムメッシュに代えて、厚み２０μｍの緻密なアルミニウム箔を用いたこと以外は、上述した実施例１と同じ手順で評価試験用の電池を作製した。
【００３５】
＜比較例２＞
電池のエネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）が２２４Ｗｈ／Ｌとなるように調節したこと以外は、上述した比較例１と同じ手順で評価試験用の電池を作製した。
【００３６】
＜比較例３＞
正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を用いたこと以外は、上述した比較例１と同じ手順で評価試験用の電池を作製した。
【００３７】
＜比較例４＞
不織布に代えて、発泡樹脂を用いたこと以外は、上述した実施例１と同じ手順で評価試験用の電池を作製した。
【００３８】
上記得られた各例の電池を２５℃の恒温槽内に入れ、２．７Ｖまで定電流定電圧充電した後、６０℃の恒温槽内に入れ、２４時間放置して活性化した。そして、活性化工程の後、評価試験用の電池について、温度２５℃、１．５Ｖから２．７Ｖの電圧範囲で、次の手順１〜３によって初期容量を測定した。
手順１：１／３Ｃの定電流放電によって放電し、１．５Ｖに到達後、定電圧放電にて２時間放電し、その後、１０秒間休止する。
手順２：手順１の後、１／３Ｃの定電流充電によって充電し、２．７Ｖに到達後、定電圧方式にて２時間充電し、その後、１０秒間休止する。
手順３：手順２の後、１／３Ｃの定電流放電によって１．５Ｖに到達するまで放電する。
ここでは、手順３における定電流放電における放電容量を初期容量とした。また、初期容量に対して平均電圧を乗じた値を電池ケースの体格体積で徐することで、前述のエネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）を算出した。
【００３９】
各例の評価試験用の電池について、ＳＯＣ調整にて、ＳＯＣ１００％の充電状態にした後、１Ｃの定電流充電によって過充電を開始し、１０Ｖで５分間保持した。その際、電池ケースの外表面に熱電対を貼り付けて、継続的な温度上昇があるか否かを確認した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2016146262.tif 000003
【００４１】
表１から明らかなように、緻密なアルミニウム箔を用いた比較例１に係る電池は、エネルギー密度は高かったものの、過充電時に継続的な温度上昇が発生した。また、正極活物質および負極活物質の使用量を減らした比較例２に係る電池は、過充電時の温度上昇は抑制されていたものの、活物質量を低減した分、エネルギー密度は低下傾向となった。また、正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を用いた比較例３に係る電池は、熱的安定性に優れた正極活物質を用いたため、過充電時の温度上昇は抑制されていたものの、他の例に比べて、エネルギー密度は低下傾向となった。これに対し、多孔質のアルミニウムメッシュを用いた実施例１、２に係る電池は、比較例２、３に比べてエネルギー密度がより高く、かつ、比較例１に比べて過充電時の温度上昇は抑制されていた。実施例１、２では、過充電時に多孔質アルミニウムメッシュ（負極集電体）の脆化・構造破壊により、負極集電体と負極活物質層との界面の密着強度および負極集電体自体の構造強度が低下する。そのため、負極集電体と負極活物質層間の抵抗増加により正負極間を流れる電流が減少し、ジュール熱が抑制された結果、温度上昇が抑制されたものと推測される。この結果から、多孔質のアルミニウムメッシュを用いることにより、電池のエネルギー密度を高めた場合でも、過充電時の温度上昇を抑制し得ることが確認された。
【００４２】
なお、比較例３と実施例１、２との対比から、高エネルギー密度を実現する観点からは、正極活物質として、Ｎｉの含有率が高いＮｉ含有リチウム遷移金属酸化物を用いることが望ましい。また、比較例４と実施例１、２との対比から、発泡樹脂よりもメッシュ形状の不織布を用いることが好ましい。
【００４３】
以上、ここで提案される非水電解質二次電池について種々説明したが、本発明は、特に言及されない限りにおいて、上述した何れの実施形態にも限定されない。例えば、電池の種類は上述したリチウムイオン二次電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタであってもよい。
【００４４】
また、角形電池に限定されず、他の電池形態として、円筒型電池やラミネート型電池などであってもよい。ここで円筒型電池は、円筒型の電池ケースに捲回電極体を収容した電池である。また、ラミネート型電池は、正極シートと負極シートとをセパレータを介在させて積層した電池である。さらに、二次電池の電極体は、捲回電極体を例示したが、正極シートと、負極シートとが、セパレータを介して交互に積層された、いわゆる積層型の電極体で構成してもよい。
【００４５】
ここで提案される二次電池は、上述したように、高いいエネルギー密度を実現しつつ、過充電時の温度上昇を抑制し得る。このため、ここで提案される二次電池は、特に、自動車用途における車載搭載用の電源として好適である。この場合、例えば、二次電池の複数個を接続して組み合わせた組電池の形態で、自動車などの車両のモータ（電動機）を駆動させる車両駆動用電源として好適に利用され得る。
【符号の説明】
【００４６】
２０    捲回電極体
５０    正極シート
５２    正極集電体
５４    正極活物質層
６０    負極シート
６２    負極集電体
６４    負極活物質層
７０，７２    セパレータ
１００  リチウムイオン二次電池
【図１】
2016146262.tif 000004
【図２】
2016146262.tif 000005
【図３】
2016146262.tif 000006
【図４】
2016146262.tif 000007
【図５】
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【図６】
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