【実施例】
【0034】
以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
[試験1]
<試料の作製>
(試料a1)
[正極電極の作製]
正極活物質としてLiNi
0.5Co
0.2Mn
0.3O
2(D50=2μm)と、導電助剤として鱗片状黒鉛と、バインダとしてPVDFと、溶媒としてNMPとを混練し、ペースト状である正極用の合剤を得た。続けて、厚さ15μmのアルミニウム箔に対して正極用の合剤を塗布し、さらに乾燥させて正極活物質層を形成した後にシート状に切り出して正極電極を得た。
【0035】
[負極電極の作製]
負極活物質として黒鉛(D50=40μm)と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)と、バインダとしてスチレンブタジエンゴム(SBR)と、溶媒として水とを混練し、ペースト状である負極用の合剤を得た。続けて、厚さ10μmの銅箔に対して負極用の合剤を塗布し、さらに乾燥及びプレスしたのちにシート状に切り出し負極電極を得た。
【0036】
[評価用セルの作製]
作製した正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させた状態で基準(参照)電極を設置して評価用セルを作製し、これを試料a1とした。基準電極としては、予め金属リチウム基準で3.43Vの電位に調整したLiFePO
4を用いた。
【0037】
(試料a2)
正極電極に粒径(D50)が3μmの正極活物質を用い、負極電極に粒径(D50)が30μmの負極活物質を用いて試料a2を作製した。なお、試料a2〜a6では、正極活物質及び負極活物質の粒径が試料a1と異なるものの、作製手順は試料a1と同様であるので詳細な説明を省略する。
【0038】
(試料a3)
正極電極に粒径(D50)が4μmの正極活物質を用い、負極電極に粒径(D50)が22μmの負極活物質を用いて試料a3を作製した。
【0039】
(試料a4)
正極電極に粒径(D50)が5μmの正極活物質を用い、負極電極に粒径(D50)が23μmの負極活物質を用いて、試料a4を作製した。
【0040】
(試料a5)
正極電極に粒径(D50)が7μmの正極活物質を用い、負極電極に粒径(D50)が20μmの負極活物質を用いて、試料a5を作製した。
【0041】
(試料a6)
正極電極に粒径(D50)が9μmの正極活物質を用い、負極電極に粒径(D50)が20μmの負極活物質を用いて、試料a6を作製した。
【0042】
<電位の測定(1)>
作製した試料a1〜a6について、25℃の環境温度のもと、1Cの電流レートによる充電を行うとともに、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧を測定した。その結果を表1に示す。なお、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧が基準電圧Va(ここでは3.93Vとした)以上である場合、合格判定とした。
【0043】
【表1】
表1に示すように、正極活物質の粒径D1と負極活物質の粒径D2との比が0.18以上である場合に、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧が基準電圧Va以上となる結果が得られた。また、表1に示す結果からは、正極活物質の粒径D1と負極活物質の粒径D2との比が0.15以上である場合に好ましいことがわかる。
【0044】
<電位の測定(2)>
次に、合格判定となった試料a3〜a6を60℃の環境下で100日にわたって保存してエイジングを行ったのち、「電位の測定(1)」と同様にして、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧を測定した。その結果を表2に示す。
【0045】
【表2】
表2に示すように、正極活物質の粒径D1と負極活物質の粒径D2との比が0.39以下である場合に、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧が基準電圧Va以上となる結果が得られた。また、表2に示す結果からは、正極活物質の粒径D1と負極活物質の粒径D2との比が0.4以下である場合に好ましいことがわかる。
[試験2]
<試料の作製>
(試料b1)
[正極電極の作製]
正極活物質としてLiNi
0.5Co
0.2Mn
0.3O
2(D50=6μm)と、導電助剤として鱗片状黒鉛と、バインダとしてPVDFと、溶媒としてNMPとを混練し、ペースト状である正極用の合剤を得た。続けて、厚さ15μmのアルミニウム箔に対して正極用の合剤を塗布し、さらに乾燥させて正極活物質層を形成した後にシート状に切り出して正極電極を得た。
【0046】
[負極電極の作製]
負極活物質として黒鉛(D50=20μm)と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)と、バインダとしてスチレンブタジエンゴム(SBR)と、溶媒として水とを混練し、ペースト状である負極用の合剤を得た。続けて、厚さ10μmの銅箔に対して負極用の合剤を塗布し、さらに乾燥させて負極活物質層を形成した。
【0047】
次に、絶縁性粒子として酸化アルミニウムと、バインダとしてPVDFと、溶媒としてNMPとを混練してペースト状の合剤を得るとともに、該合剤を負極活物質層の表面に塗布し、さらに乾燥させて耐熱層を形成した。その後、シート状に切り出して負極電極を得た。
【0048】
[評価用セルの作製]
作製した正極電極と負極電極とについて、正極活物質層におけるNMPの含有量C1(ppm)と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2(ppm)との比(C1/C2)が3.2となるように乾燥させ、各電極におけるNMPの含有量を調整した。そして、作製した正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させた状態で基準(参照)電極を設置して評価用セルを作製した。基準電極としては、予め金属リチウム基準で3.43Vの電位に調整したLiFePO
4を用いた。その後、60℃の環境下で100日にわたって保存してエイジングし、試料b1とした。
【0049】
(試料b2)
正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が2.5となるように調整し、試料b2を作製した。なお、試料b2〜a5では、含有量C1,C2の比(C1/C2)が試料b1と異なるものの、作製手順は試料b1と同様であるので詳細な説明を省略する。
【0050】
(試料b3)
正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が1.1となるように調整し、試料b3を作製した。
【0051】
(試料b4)
正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が0.4となるように調整し、試料b4を作製した。
【0052】
(試料b5)
正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が0.2となるように調整し、試料b5を作製した。
【0053】
<電位の測定>
作製した試料b1〜b5について、25℃の環境温度のもと、1Cの電流レートによる充電を行うとともに、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧を測定した。その結果を表3に示す。なお、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧が基準電圧Va(ここでは3.93Vとした)以上である場合、合格判定とした。
【0054】
【表3】
表3に示すように、正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が1.1以上である場合に、負極電位が金属リチウム基準で0Vを下回るときの電極間電圧が基準電圧Va以上となる結果が得られた。また、表3に示す結果から、正極活物質層におけるNMPの含有量C1と、負極活物質層及び耐熱層におけるNMPの含有量C2との比(C1/C2)が1以上である場合に好ましいことがわかる。
【0055】
以下、上記実施形態及び実施例から把握できる技術的思想について追記する。
(イ)上記蓄電装置において、前記正極活物質はニッケルを含み、前記負極活物質は炭素材料であることが好ましい。
【0056】
(ロ)前記粒径D1及び前記粒径D2はメジアン径であることが好ましい。