JP2000100421A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2000100421A
JP2000100421A JP10272654A JP27265498A JP2000100421A JP 2000100421 A JP2000100421 A JP 2000100421A JP 10272654 A JP10272654 A JP 10272654A JP 27265498 A JP27265498 A JP 27265498A JP 2000100421 A JP2000100421 A JP 2000100421A
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JP
Japan
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negative electrode
ester
secondary battery
unsaturated
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JP10272654A
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Japanese (ja)
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Naoki Shinoda
直樹 篠田
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having high initial charge and discharge efficiency and an excellent loading characteristic. SOLUTION: In this nonaqueous electrolyte secondary battery comprising positive electrodes 1, negative electrodes 2 and an electrolyte 4 of a nonaqueous solvent, graphite is used as an active material of the negative electrodes 2. The electrolyte 4 includes ester phosphate, and at least one of compounds having aliphatic unsaturated ether structural group or unsaturated ester structural group, then the content of the ester phosphate is set not less than 15% is volume ratio in the electrolyte 4. The compound having the aliphatic unsaturated ether structural group or unsaturated ester structural group can preferably be reduced on the negative electrodes 2 for metal Li at the volt of not less than 0.8 V, and the amount of the compound preferably is not less than 0.1 μL/cm2 per unit area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池に関し、さらに詳しくは、初回充放電効率が高く、か
つ負荷特性が優れた非水電解液二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery having high initial charge / discharge efficiency and excellent load characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池に代表される非水電解
液二次電池は、高容量で、かつ高電圧、高エネルギー密
度であることから、その発展に対して大きな期待が寄せ
られている。
2. Description of the Related Art Non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium secondary batteries have high capacity, high voltage and high energy density, and therefore, great expectations are placed on their development. .

【0003】この非水電解液二次電池では、負極活物質
としてリチウムまたはリチウム合金が用いられてきた
が、これらの負極活物質による場合、高容量化を期待で
きるものの、充電時のリチウムのデンドライト成長によ
り内部短絡を起こしやすく、そのため、電池性能が低下
したり、安全性に欠けるという問題があった。
In this non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium or a lithium alloy has been used as a negative electrode active material. In the case of using such a negative electrode active material, a high capacity can be expected. The internal short circuit is likely to occur due to the growth, and therefore, there has been a problem that the battery performance is lowered or the safety is lacking.

【0004】そこで、リチウムやリチウム合金に代え
て、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能
な炭素材料を負極活物質として用いることが提案されて
おり、これらの炭素材料の中でも特に黒鉛は結晶性が高
く、多量のリチウムイオンをドープ・脱ドープすること
ができるので、高容量化が可能であることから、負極活
物質としての利用に向けて盛んに研究が行われている
(特開平8−83609号公報、特開平8−31582
0号公報、特開平9−35752号公報、特開平10−
140425号公報など)。
Therefore, it has been proposed to use a carbon material capable of doping and undoping lithium ions as a negative electrode active material in place of lithium or a lithium alloy. Of these carbon materials, graphite is particularly preferred. It is highly active and can dope and undope a large amount of lithium ions, so that a high capacity can be achieved. -83609, JP-A-8-31582
0, JP-A-9-35752, JP-A-10-
No. 140425).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な非水電解液二次電池では、電解液の構成溶媒として有
機溶媒を使用するため、引火・発火の危険性がないこと
が要求され、そのような要求に応えるべく、保護回路な
どを設け、それによって、過充電を防止して内部短絡が
生じないようにするなどの対策が採られ、また、一般の
内部短絡では電池が発熱するだけで安全性にまでは問題
が発展しないように対策が採られている。
However, in the above-mentioned non-aqueous electrolyte secondary battery, since an organic solvent is used as a constituent solvent of the electrolyte, it is required that there is no danger of ignition or ignition. To respond to such demands, measures such as protection circuits are provided to prevent overcharging and prevent internal short circuit from occurring, and a general internal short circuit only generates heat in the battery. Measures have been taken to prevent the problem from developing into safety.

【0006】しかしながら、高容量化が期待できる活物
質を用いて高容量化を図った場合やユーザーから要求さ
れる仕様によっては、電池の構成を充分に工夫しておか
ないと、故意の異常使用を想定した苛酷な条件下での安
全性確認試験である圧壊試験や釘刺し試験をした場合
に、安全性が低下する傾向があることが判明した。この
ような圧壊試験や釘刺し試験は、電池が故意あるいは何
らかの事故などにより破壊された場合を想定したもので
あって、通常の使用条件下では起こり得ないものである
が、電池をこのような圧壊試験や釘刺し試験時において
も引火や発火の危険性のない安全性の高いものにしてお
くことが望ましい。特に黒鉛は、リチウムを多量に包摂
できるので高容量化に適しているものの、短絡すると瞬
時に膨大な電流が流れ、そのジュール熱により急激に発
熱して高温に達するため、異常使用時の引火や発火の危
険性が高いという問題があった。
However, if the capacity is increased by using an active material that can be expected to have a higher capacity, or depending on the specifications required by the user, intentional abnormal use may occur unless the structure of the battery is sufficiently devised. It was found that when a crush test or a nail piercing test, which is a safety confirmation test under severe conditions assuming the above, was performed, safety tended to decrease. Such a crush test or nail penetration test is based on the assumption that the battery is destroyed intentionally or by some accident, etc., and cannot occur under normal use conditions. It is desirable to have a high safety with no danger of ignition or ignition even during a crush test or a nail penetration test. In particular, graphite is suitable for high capacity because it can contain a large amount of lithium.However, when a short circuit occurs, an enormous current flows instantaneously, and its Joule heat causes rapid heat generation to reach a high temperature. There was a problem that the risk of ignition was high.

【0007】上記問題を解決するために、電解液の構成
溶媒として難燃性の溶媒を用いて電解液を難燃化するこ
とが試みられ、その一例として電解液溶媒にリン酸エス
テルを用いることが提案されている(特開平4−184
870号公報など)。
[0007] In order to solve the above problems, attempts have been made to make the electrolytic solution flame-retardant by using a flame-retardant solvent as a constituent solvent of the electrolytic solution. (Japanese Patent Laid-Open No. 4-184)
870, etc.).

【0008】しかしながら、黒鉛を負極活物質とする負
極とリン酸エステル系の電解液を組み合わせて用いた非
水電解液二次電池では、化成時や加熱時に従来の電解液
より多量のガスを発生するため、通常使用中にも電流遮
断機構が作動する場合があり、しかも、初回充放電効率
や負荷特性が低下するという問題があった。また、負荷
特性を改善するために、環状カーボネートなどを併用す
ることも提案されているが、環状カーボネートなどを使
用すると、ガス発生がさらに顕著になり、かつ電解液中
に不純物が生成するという問題もあった。
However, in a non-aqueous electrolyte secondary battery using a combination of a negative electrode using graphite as a negative electrode active material and a phosphate-based electrolyte, a larger amount of gas is generated during formation or heating than in the conventional electrolyte. Therefore, there is a problem that the current cutoff mechanism may be operated during normal use, and the initial charge / discharge efficiency and load characteristics are reduced. Further, in order to improve the load characteristics, it has been proposed to use a cyclic carbonate or the like in combination. However, when a cyclic carbonate or the like is used, gas generation becomes more remarkable and impurities are generated in the electrolytic solution. There was also.

【0009】本発明は、上記のような高容量化を図った
場合の異常使用によって生じる安全性面での問題点を解
決し、高容量化が期待できる黒鉛を負極活物質として用
いた場合においても、引火・発火の危険性を解消し、高
容量で、安全性が高く、しかも初回充放電効率が高く、
かつ負荷特性が優れた非水電解液二次電池を提供するこ
とを目的とする。
The present invention solves the problem of safety caused by abnormal use in the case of increasing the capacity as described above, and solves the problem when graphite, which can be expected to have a high capacity, is used as the negative electrode active material. Also eliminates the danger of ignition and ignition, has high capacity, high safety, and high initial charge / discharge efficiency.
It is another object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent load characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、黒鉛を負極活物質とする非水電解液二次
電池において、電解液の主構成溶媒としてリン酸エステ
ルを用いることにより、電解液を難燃性にして、電池の
安全性を高めるとともに、上記電解液中にさらに脂肪族
の不飽和エーテル構造基または不飽和エステル構造基を
有する化合物の少なくとも1種を含有させることによ
り、リン酸エステルを主構成溶媒とする電解液中でも黒
鉛の充放電を可能にし、初回充放電効率が高く、かつ負
荷特性が優れた非水電解液二次電池が得られるようにし
たものである。
According to the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte secondary battery using graphite as a negative electrode active material, wherein a phosphate ester is used as a main constituent solvent of the electrolyte. To increase the safety of the battery by making the electrolyte solution flame-retardant, and to further include at least one compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group in the electrolyte solution. Thereby, it is possible to charge and discharge graphite even in an electrolytic solution containing a phosphate ester as a main constituent solvent, and to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery having high initial charge / discharge efficiency and excellent load characteristics. is there.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明において、上記のように、
負極活物質として黒鉛を用い、電解液の主構成溶媒とし
てリン酸エステルを用いた場合でも、脂肪族の不飽和エ
ーテル構造基または不飽和エステル構造基を有する化合
物を使用することによって、負極からのガスの発生を防
止し、初回充放電効率を高め、かつ負荷特性を向上させ
ることができる理由は、現在のところ必ずしも明確では
ないが、次のように考えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, as described above,
Even when graphite is used as the negative electrode active material and phosphate ester is used as the main constituent solvent of the electrolytic solution, by using a compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group, The reason why the generation of gas can be prevented, the initial charge / discharge efficiency can be improved, and the load characteristics can be improved is not always clear at present, but is considered as follows.

【0012】すなわち、従来から問題とされている負極
活物質として黒鉛を用い、電解液にリン酸エステルを含
有する場合に化成時や加熱時にガスが発生をするのは、
充電時にリチウムイオンが黒鉛にドープするより先に、
黒鉛上でリン酸エステルの分解反応が生じ、この分解反
応によってガスが発生するためであると考えられる。そ
して、黒鉛とリン酸エステルを用いた場合の初回充放電
効率や負荷特性の低下は、上記分解反応によってリン
(P)の被膜が黒鉛上に形成され、そのリン被膜が充電
時に移行してくるリチウムイオンの黒鉛中へのドープを
妨げるためであると考えられる。また、上記リン酸エス
テルの分解反応が生じる条件についても、本発明者らが
詳細に検討したところ、主に電池組立後の初充電時に生
じることが判明した。
That is, when graphite is used as a negative electrode active material, which has been a problem in the past, and a phosphoric acid ester is contained in an electrolytic solution, a gas is generated during chemical formation or heating.
Prior to lithium ion doping graphite during charging,
It is considered that a decomposition reaction of the phosphate ester occurs on the graphite, and a gas is generated by the decomposition reaction. The decrease in the initial charge / discharge efficiency and load characteristics when graphite and phosphate are used is caused by the formation of a phosphorus (P) film on graphite due to the decomposition reaction, and the phosphorus film is transferred during charging. This is presumably because lithium ions are prevented from being doped into graphite. Further, the present inventors have examined in detail the conditions under which the decomposition reaction of the phosphate ester occurs, and as a result, it has been found that the conditions mainly occur during the first charge after the battery is assembled.

【0013】そこで、本発明者らは、上記のような知見
に基づき、電解液にリン酸エステルを含有させた場合
に、前記リン酸エステルよりも先に黒鉛上で分解できる
とともに、その後、リン酸エステルが黒鉛に近接した場
合でも黒鉛との接触を妨げて分解反応を抑制し、しかも
その後にリチウムイオンのドープ・脱ドープを可能にす
る化合物を見出すべく鋭意研究を重ね、脂肪族の不飽和
エーテル構造基または不飽和エステル構造基を有する化
合物をリン酸エステルととも電解液中に含有させるとき
は、リン酸エステルに基づく初回充放電効率や負荷特性
の低下を抑制できることを見出した。そして、上記の脂
肪族の不飽和エーテル構造基または不飽和エステル構造
基を有する化合物としては、特に負極上で金属Liに対
して0.8V以上の電位で還元され得るものが好ましい
ことを見出した。
Therefore, based on the above findings, the present inventors have found that when a phosphate ester is contained in an electrolytic solution, it can be decomposed on graphite before the phosphate ester, and then the phosphorous ester can be decomposed. Even if the acid ester is in close proximity to graphite, it will hinder contact with graphite and suppress the decomposition reaction.Furthermore, intensive research has been conducted to find compounds that enable doping and undoping of lithium ions. It has been found that when a compound having an ether structure group or an unsaturated ester structure group is contained in an electrolytic solution together with a phosphate ester, it is possible to suppress a decrease in initial charge / discharge efficiency and load characteristics based on the phosphate ester. As the compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group, a compound that can be reduced at a potential of 0.8 V or more with respect to metal Li on a negative electrode is particularly preferable. .

【0014】このような脂肪族の不飽和エーテル構造基
または不飽和エステル構造基を有する化合物としては、
例えば、ビニルエーテル、アクリルエステル、ビニルエ
ステルなどが挙げられ、具体的には、例えば、メトキシ
ブタジエン、ブチルビニルエーテルなどの不飽和エーテ
ル構造基を有する化合物、エトキシアクリレート、フマ
ル酸ジメチル、酢酸ビニルなどの不飽和エステル構造基
を有する化合物のほか、上記脂肪族の不飽和エーテル構
造基または不飽和エステル構造基を有するものであれ
ば、芳香環を有する化合物、例えば安息香酸ビニルなど
も用いることができる。特にフマル酸ジメチルのように
カルボニル基とアルケン基が共役できるものが負極への
親和性が高く、リン酸エステルに先んじて負極表面で反
応しやすいので好ましい。また、これら化合物は1種だ
けでなく2種以上を併用してもよい。
Compounds having such an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group include:
For example, vinyl ethers, acrylic esters, vinyl esters and the like can be mentioned. Specifically, for example, compounds having an unsaturated ether structural group such as methoxybutadiene and butyl vinyl ether, and unsaturated compounds such as ethoxy acrylate, dimethyl fumarate and vinyl acetate In addition to the compound having an ester structure group, a compound having an aromatic ring, for example, vinyl benzoate can be used as long as it has an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group. Particularly, dimethyl fumarate in which a carbonyl group and an alkene group can be conjugated is preferable because it has a high affinity for the negative electrode and easily reacts on the negative electrode surface prior to the phosphate ester. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0015】上記の脂肪族の不飽和エーテル構造基また
は不飽和エステル構造基を有する化合物の使用量は、黒
鉛上に上記化合物に基づく被膜を形成するという観点か
ら、負極との関係が重要である。すなわち、本発明者ら
が検討したところによれば、上記脂肪族の不飽和エーテ
ル構造基または不飽和エステル構造基を有する化合物は
負極の単位面積当たり0.1μL/cm2 以上1.0μ
L/cm2 以下が好ましく、0.3μL/cm2 以上
0.8μL/cm2 以下がより好ましい。このように脂
肪族の不飽和エーテル構造基または不飽和エステル構造
基を有する化合物の使用量を上記のようにすることによ
り、リン酸エステルの分解を抑制して、ガス発生を減少
させ、初回充放電効率を向上させ、かつ負荷特性を向上
させることができる。なお、上記の負極の単位面積と
は、負極活物質層または上記負極活物質を含む負極合剤
層が形成されている部分の単位面積をいい、負極の集電
体の露出部分たリード体などは含まない。また、Lはリ
ットルの意味であるが、本明細書では数字の「1」との
誤認を避けるため小文字にせず、大文字の「L」で表示
している。
The amount of the compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group to be used is important in relation to the negative electrode from the viewpoint of forming a film based on the compound on graphite. . That is, according to the study of the present inventors, the compound having the aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group is 0.1 μL / cm 2 or more and 1.0 μL or more per unit area of the negative electrode.
L / cm 2 or less is preferable, 0.3 [mu] L / cm 2 or more 0.8μL / cm 2 or less being more preferred. As described above, by using the amount of the compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group as described above, the decomposition of the phosphate ester is suppressed, the gas generation is reduced, and the first charge is performed. Discharge efficiency can be improved, and load characteristics can be improved. Note that the unit area of the negative electrode refers to a unit area of a portion where the negative electrode active material layer or the negative electrode mixture layer including the negative electrode active material is formed, such as an exposed portion of a negative electrode current collector and a lead body. Is not included. In addition, although L means liter, in this specification, in order to avoid erroneous recognition of the numeral "1", it is not represented by a lowercase letter but is represented by an uppercase "L".

【0016】本発明において、電解液中のリン酸エステ
ルの割合は、高容量化された黒鉛を負極に用いた電池を
難燃化するために、電解液中において体積比で15%以
上にする必要があり、好ましくは30%以上、より好ま
しくは50%以上、より好ましくは70%以上、さらに
好ましくは80%以上である。電解液は、電解液溶媒に
電解質を溶解させることによって構成されるが、電解質
の溶解時の体積は電解液溶媒の体積に比べて非常に小さ
いので、電解液の体積は実質上電解液溶媒の体積と同一
とみなすことができる。
In the present invention, the proportion of the phosphoric acid ester in the electrolytic solution is set to 15% or more by volume in the electrolytic solution in order to make the battery using a graphite having a high capacity as a negative electrode flame-retardant. It is necessary, and it is preferably at least 30%, more preferably at least 50%, more preferably at least 70%, further preferably at least 80%. The electrolyte is formed by dissolving the electrolyte in the electrolyte solvent, but the volume of the electrolyte when the electrolyte is dissolved is very small compared to the volume of the electrolyte solvent, so that the volume of the electrolyte is substantially the volume of the electrolyte solvent. It can be regarded as the same as the volume.

【0017】そして、リン酸エステルを電解液中体積比
で70%以上使用する場合には、電解液の伝導度が減少
するとともに、電解液の粘度が上昇して、負荷特性が低
下するおそれがある。そこで、本発明者らはさらに検討
を重ね、そのような場合には、環状リン酸エステルと鎖
状リン酸エステルとを併用することにより、電解液の伝
導度を向上させ、負荷特性の低下を軽減できることを見
出した。すなわち、上記のように環状リン酸エステルと
鎖状リン酸エステルを併用することにより、誘導率を上
昇させる一方、粘度の増加を抑えることができるように
なり、それによって、負荷特性の低下を軽減できる。そ
して、上記環状リン酸エステルと鎖状リン酸エステルと
の割合としては体積比で1 :1〜1:20、特に1:3
〜1:10が好ましい。
When the phosphate ester is used in a volume ratio of 70% or more in the electrolytic solution, the conductivity of the electrolytic solution is reduced, and the viscosity of the electrolytic solution is increased, so that the load characteristics may be reduced. is there. Therefore, the present inventors have further studied, and in such a case, by using a cyclic phosphate ester and a chain phosphate ester together, the conductivity of the electrolytic solution is improved, and the load characteristics are reduced. I found that it can be reduced. That is, by using a cyclic phosphate and a chain phosphate in combination as described above, it is possible to increase the induction rate while suppressing an increase in viscosity, thereby reducing the decrease in load characteristics. it can. The volume ratio of the cyclic phosphate to the chain phosphate is 1: 1 to 1:20, especially 1: 3 by volume.
1 : 1: 10 is preferred.

【0018】上記環状リン酸エステルとしては、例え
ば、エチレンメチルフォスフェート、エチレンエチルフ
ォスフェートなどが挙げられ、鎖状リン酸エステルとし
ては、例えば、トリメチルフォスフェート、トリエチル
フォスフェートなどが挙げられる。リン酸エステルの難
燃化効果はその炭素数が少ないほど効果が高いので、本
発明で用いるリン酸エステルのうち体積比で80%以上
が炭素数6以下のものであることが好ましく、炭素数4
以下のものであることがより好ましい。
Examples of the cyclic phosphate include ethylene methyl phosphate and ethylene ethyl phosphate, and examples of the linear phosphate include trimethyl phosphate and triethyl phosphate. Since the effect of the phosphoric acid ester on the flame retardancy is higher as the number of carbon atoms is smaller, it is preferable that 80% or more by volume of the phosphoric acid ester used in the present invention has 6 or less carbon atoms. 4
It is more preferable that:

【0019】本発明において、電解液には、上記以外
に、例えば、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエ
トキシエタン、プロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、
1,3−ジオキソラン、ジエルカーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルカーボネートなどの有機溶
媒の1種または2種以上を併用することができる。ま
た、リン酸エステル以外に、難燃性溶媒としての効果が
期待できるフォスファゼン誘導体、シラン、エーテルや
エステルのハロゲン化物などを併用することもできる。
In the present invention, in addition to the above, for example, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran,
One or more organic solvents such as 1,3-dioxolane, dierucarbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and the like can be used in combination. In addition to the phosphoric acid ester, a phosphazene derivative, a silane, a halide of an ether or an ester, and the like, which are expected to have an effect as a flame retardant solvent, can be used in combination.

【0020】電解質としては、例えば、LiClO4
LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiSb
6 、LiCF3 SO3 、LiC4 9 SO3 、LiC
3 CO 2 、Li2 2 4 (SO3 2 、LiN(C
3 SO2 2 、LiC(CF3SO2 3 、LiCn
2n+1SO3 (n≧2)、LiN(RfO SO2 2
〔ここでRfはフルオロアルキル基〕などを単独でまた
は2種以上用いることができ、特にLiPF6 やLiC
4 9 SO3 などが好ましい。電解液中における電解質
の濃度は、特に限定されるものではないが、濃度を1m
ol/l以上の多めにすると安全性がさらに良くなるの
で好ましく、1.2mol/l以上がより好ましく、ま
た、1.7mol/l以下にすると電気特性が良くなる
ので好ましく、1.5mol/l以下がより好ましい。
As the electrolyte, for example, LiClOFour,
LiPF6, LiBFFour, LiAsF6, LiSb
F6, LiCFThreeSOThree, LiCFourF9SOThree, LiC
FThreeCO Two, LiTwoCTwoFFour(SOThree)Two, LiN (C
FThreeSOTwo)Two, LiC (CFThreeSOTwo)Three, LiCn
F2n + 1SOThree(N ≧ 2), LiN (RfO SOTwo)Two
[Where Rf is a fluoroalkyl group] alone or
Can be used in combination of two or more, especially LiPF6And LiC
FourF9SOThreeAre preferred. Electrolyte in electrolyte
Is not particularly limited, but the concentration is 1 m
ol / l or more make the safety even better
And more preferably 1.2 mol / l or more.
Also, when the content is 1.7 mol / l or less, the electric characteristics are improved.
And more preferably 1.5 mol / l or less.

【0021】本発明において、負極活物質はリチウムイ
オンをドープ・脱ドープできるものであればよく、その
ような観点から黒鉛を負極活物質としているが、その黒
鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれであってもよい。そ
れらの中でも特に反応面積が大きく、高容量化が可能で
ある(002)面の面間隔(d002 )が0.35nm以
下で、c軸方向の結晶子の大きさ(Lc)が35nm以
上のものが好ましい。このような高容量化が期待できる
黒鉛は、優れた特性を有する反面、電解液中のリン酸エ
ステルを分解しやすいという欠点があり、従来はそれを
充分に活用することができなかったが、本発明では、そ
のような高容量化が期待できる黒鉛を用いた場合でも、
負荷特性の低下を防止することができ、そのような高容
量化が期待できる黒鉛を用いる場合に、本発明を適用す
ると、本発明の効果が顕著に発現する。
In the present invention, the negative electrode active material only needs to be capable of doping and undoping lithium ions. From such a viewpoint, graphite is used as the negative electrode active material. The graphite may be either natural graphite or artificial graphite. It may be. Among them, the interplanar spacing (d 002 ) of the (002) plane, which has a particularly large reaction area and can achieve high capacity, is 0.35 nm or less, and the crystallite size (Lc) in the c-axis direction is 35 nm or more. Are preferred. Graphite, which can be expected to have such a high capacity, has excellent properties, but has a drawback of easily decomposing the phosphate ester in the electrolytic solution, and in the past, it could not be fully utilized, According to the present invention, even when such a high capacity graphite is used,
When the present invention is applied to a case where graphite capable of preventing a decrease in load characteristics and expected to have such a high capacity is used, the effects of the present invention are remarkably exhibited.

【0022】負極は、例えば、上記負極活物質に、必要
に応じて、例えば鱗片状黒鉛、カーボンブラックなどの
導電助剤や、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、エチレンプロピレンジエンゴム、ポ
リアクリル酸、カルボキシメチルセルロースなどのバイ
ンダを加え、混合して負極合剤を調製し、それを水また
は溶剤に溶解または分散させて、ペースト状にし(バイ
ンダはあらかじめ溶剤などに溶解させておいてから負極
活物質などと混合してもよい)、その負極合剤ペースト
を銅箔などからなる集電体に塗布し、乾燥して、集電体
の少なくとも一方の面に負極合剤層を形成する工程を経
ることによって作製される。ただし、負極の作製方法は
上記例示の方法に限られることなく、他の方法によって
もよい。上記バインダの添加量は、特に制限されること
はないが、活物質に対して1〜50重量%にすることが
好ましく、2〜20重量%にすることがより好ましい。
The negative electrode is made of, for example, a conductive auxiliary such as flake graphite or carbon black, if necessary, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene propylene diene rubber, or polyacrylic. A binder such as an acid and carboxymethylcellulose is added and mixed to prepare a negative electrode mixture, which is dissolved or dispersed in water or a solvent to form a paste (the binder is dissolved in a solvent or the like beforehand, and then the negative electrode mixture is prepared). A negative electrode mixture paste may be applied to a current collector made of copper foil or the like, and dried to form a negative electrode mixture layer on at least one surface of the current collector. It is made by going through. However, the method for producing the negative electrode is not limited to the method exemplified above, and may be another method. The amount of the binder is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, based on the active material.

【0023】本発明において、正極活物質としては、例
えば、LiCoO2 などのリチウムコバルト酸化物、L
iNiO2 などのリチウムニッケル酸化物、LiMn2
4などのリチウムマンガン酸化物、LiTiO2 など
のリチウムチタン酸化物、LiNiO2 のNiの一部を
Coで置換したLi(NiCo)O2 、二酸化マンガ
ン、五酸化バナジウム、クロム酸化物などの金属酸化物
または二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属硫化
物などが用いられ、それらの中でもLiNiO2、Li
NiO2 、LiMn2 4 などの充電時の開路電圧がL
i基準で4V以上を示すリチウム複合酸化物は、高エネ
ルギー密度が得られるので好ましい。そして、正極活物
質として特にLiNiO2 などの熱的に不安定なリチウ
ムニッケル酸化物やニッケルを含む複合酸化物を用いる
場合に本発明を適用すると、その効果が顕著に発現す
る。
In the present invention, as the positive electrode active material, for example, lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 ;
lithium nickel oxide such as iNiO 2 , LiMn 2
Lithium manganese oxides such as O 4 , lithium titanium oxides such as LiTiO 2 , and metals such as Li (NiCo) O 2 in which a part of Ni of LiNiO 2 is replaced by Co, manganese dioxide, vanadium pentoxide, and chromium oxide Oxides or metal sulfides such as titanium disulfide and molybdenum disulfide are used. Among them, LiNiO 2 , Li
The open circuit voltage during charging of NiO 2 , LiMn 2 O 4, etc. is L
A lithium composite oxide exhibiting 4 V or more on an i basis is preferable because a high energy density can be obtained. In particular, when the present invention is applied to a thermally unstable lithium nickel oxide such as LiNiO 2 or a composite oxide containing nickel as the positive electrode active material, the effect is remarkably exhibited.

【0024】正極は、例えば、上記正極活物質に、必要
に応じて、前記負極の場合と同様に、鱗片状黒鉛などの
導電助剤やポリフッ化ビニリデンなどのバインダーを加
え、混合して正極合剤を調製し、それを水または溶剤な
どに溶解または分散させてペースト状にし(バインダー
はあらかじめ溶剤に溶解させてから正極活物質などと混
合してもよい)、その正極合剤ペーストをアルミニウム
箔などからなる集電体に塗布し、乾燥して、集電体の少
なくとも一方の面に正極合剤層を形成する工程を経るこ
とによって作製される。ただし、正極の作製方法は、上
記例示の方法に限られることなく、他の方法によっても
よい。
For the positive electrode, for example, a conductive additive such as flake graphite and a binder such as polyvinylidene fluoride are added to the above-mentioned positive electrode active material, if necessary, as in the case of the above-mentioned negative electrode. A paste is prepared by dissolving or dispersing the mixture in water or a solvent to form a paste (the binder may be dissolved in a solvent in advance and then mixed with the positive electrode active material). The current collector is applied to a current collector, dried and formed on at least one surface of the current collector to form a positive electrode mixture layer. However, the method for producing the positive electrode is not limited to the method described above, but may be another method.

【0025】正極や負極の集電体としては、例えば、ア
ルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの金属の
箔や、それらの金属を網状にしたものなどが用いられる
が、正極集電体としては特にアルミニウム箔が適してお
り、負極集電体としては特に銅箔が適している。
As the current collector for the positive electrode and the negative electrode, for example, a metal foil such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel, or a net formed of these metals is used. Aluminum foil is particularly suitable, and copper foil is particularly suitable as the negative electrode current collector.

【0026】セパレータとしては、強度が充分でしかも
電解液を多く保持できるものであればよく、そのような
観点から、厚みが10〜50μmで開孔率が30〜70
%のポリエチレン製、ポリプロピレン製、エチレンとプ
ロピレンとのコポリマー製の微孔性フィルムや不織布な
どが好ましい。
The separator may be any one that has sufficient strength and can hold a large amount of electrolyte. From such a viewpoint, the separator has a thickness of 10 to 50 μm and a porosity of 30 to 70 μm.
% Of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of ethylene and propylene.

【0027】電池は、例えば、上記のようにして作製し
た正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に
巻回して作製した渦巻状電極体などの巻回構造または積
層構造の電極体を、ニッケルメッキを施した鉄やステン
レス鋼製の電池ケース内に挿入し、封口する工程を経て
作製される。また、上記電池には、通常、電池内部に発
生したガスをある一定圧力まで上昇した段階で電池外部
に排出して、電池の高圧下での破裂を防止するための防
爆機構が取り入れられる。
The battery is, for example, a spirally wound electrode body or a laminated electrode body such as a spirally wound electrode body produced by spirally winding a separator between the positive electrode and the negative electrode produced as described above. Is inserted into a nickel-plated iron or stainless steel battery case and sealed. Further, the battery usually incorporates an explosion-proof mechanism for discharging the gas generated inside the battery to the outside of the battery when the pressure has risen to a certain pressure, thereby preventing the battery from bursting under high pressure.

【0028】[0028]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to only these examples.

【0029】実施例1 トリメチルフォスフェートとエチレンカーボネートとフ
マル酸ジメチルとを体積比84:8:8の割合で混合
し、その混合物中にLiPF6 を1.0mol/l溶解
させて非水溶媒系の電解液を調製した。
Example 1 Trimethyl phosphate, ethylene carbonate and dimethyl fumarate were mixed at a volume ratio of 84: 8: 8, and LiPF 6 was dissolved in the mixture at a ratio of 1.0 mol / l to obtain a non-aqueous solvent system. Was prepared.

【0030】また、リチウムコバルト酸化物(LiCo
2 )91重量部に黒鉛6重量部とポリフッ化ビニリデ
ン3重量部とを加えて混合して正極合剤を調製し、それ
をN−メチルピロリドンに分散させてペースト状にし
た。この正極合剤ペーストを正極集電体としての厚さが
20μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥
して正極合剤層を形成した後、ローラープレス機により
圧縮成形し、リード体の溶接を行い、帯状の正極を作製
した。
In addition, lithium cobalt oxide (LiCo
O 2) 91 parts by weight were mixed by adding graphite 6 parts by weight and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride to prepare a positive electrode mixture, and a paste by dispersing it in N- methylpyrrolidone. This positive electrode mixture paste is uniformly applied to both sides of a 20 μm-thick aluminum foil as a positive electrode current collector, dried to form a positive electrode mixture layer, and then compression-molded by a roller press to form a lead body. Welding was performed to produce a belt-shaped positive electrode.

【0031】上記とは別に、鱗片状黒鉛〔(002)面
の面間隔(d002 ):0.336nm、c軸方向の結晶
子の大きさ(Lc):42nm〕90重量部とポリフッ
化ビニリデン10重量部とを混合して負極合剤を調製
し、それをN−メチルピロリドンに分散させてペースト
状にした。この負極合剤ペーストを負極集電体としての
厚さが18μmの帯状の銅箔の両面に均一に塗布し、乾
燥して負極合剤層を形成した後、ローラープレス機で圧
縮成形し、リード体の溶接を行い、帯状の負極を作製し
た。上記負極合剤層の形成部分の面積は両面の合計で約
260cm2 であった。
Separately from the above, 90 parts by weight of flaky graphite [plane spacing (d 002 ) of (002) plane: 0.336 nm, crystallite size in the c-axis direction (Lc): 42 nm] and polyvinylidene fluoride The mixture was mixed with 10 parts by weight to prepare a negative electrode mixture, which was dispersed in N-methylpyrrolidone to form a paste. This negative electrode mixture paste is uniformly applied to both sides of a 18 μm-thick strip-shaped copper foil as a negative electrode current collector, dried to form a negative electrode mixture layer, and then compression-molded with a roller press to form a lead. The body was welded to produce a strip-shaped negative electrode. The area of the portion where the negative electrode mixture layer was formed was about 260 cm 2 in total on both sides.

【0032】つぎに、上記の帯状正極を厚さ25mmの
微孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介し
て上記帯状負極に重ね合わせ、渦巻状に巻回して渦巻状
電極体としたのち、外径14mmの有底円筒状の電池ケ
ース内に充填し、正極および負極のリード体の溶接を行
ったのち、上記の電解液1.6mLを電池ケース内に注
入した。ついで、電池ケースの開口部を封口し、化成、
エイジングして、図1に示す構造で筒形の非水電解液二
次電池を作製した。なお、負極の単位面積(ただし、負
極合剤層の形成部分の単位面積)当たりのフマル酸ジメ
チル量は0.48μL/cm2 であった。
Next, the above-mentioned strip-shaped positive electrode was overlaid on the above-mentioned strip-shaped negative electrode via a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 mm, spirally wound into a spiral electrode body, and then formed into an outer diameter of 14 mm. Was filled in the bottomed cylindrical battery case, and the positive electrode and the negative electrode lead bodies were welded. Then, 1.6 mL of the above-mentioned electrolytic solution was injected into the battery case. Then, close the opening of the battery case,
After aging, a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery having the structure shown in FIG. 1 was produced. The amount of dimethyl fumarate per unit area of the negative electrode (however, the unit area of the portion where the negative electrode mixture layer was formed) was 0.48 μL / cm 2 .

【0033】図1に示す電池について説明すると、1は
前記の正極で、2は負極であり、この図1では、繁雑化
を避けるため、正極1や負極2の作製にあたって使用し
た集電体兼基体としての金属箔などは図示していない。
そして、これらの正極1と負極2はセパレータ3を介し
て渦巻状に巻回され、渦巻状電極体として上記の電解液
4と共に電池ケース5内に収容されている。
Referring to the battery shown in FIG. 1, 1 is the positive electrode and 2 is the negative electrode. In FIG. 1, in order to avoid complication, the current collector and the negative electrode used for producing the positive electrode 1 and the negative electrode 2 were used. A metal foil or the like as a base is not shown.
The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are spirally wound with a separator 3 interposed therebetween, and are housed in a battery case 5 together with the electrolytic solution 4 as a spiral electrode body.

【0034】電池ケース5はステンレス鋼製で、その底
部には上記渦巻状電極体の挿入に先立って、ポリプロピ
レンからなる絶縁体6が配置されている。封口板7はア
ルミニウム製で、円板状をしていて、中央部に薄肉部7
aを設け、かつ上記薄肉部7aの周囲に電池内圧を防爆
弁9に作用させるための圧力導入口7bとしての孔が設
けられている。そして、この薄肉部7aの上面に防爆弁
9の突出部9aが溶接され、溶接部分11を構成してい
る。なお、上記の封口板7に設けた薄肉部7aや防爆弁
9の突出部9aなどは、図面上での理解がしやすいよう
に、切断面のみを図示しており、切断面後方の輪郭線は
図示を省略している。また、封口板7の薄肉部7aと防
爆弁9の突出部9aとの溶接部分11も、図面上での理
解が容易なように、実際よりは誇張した状態に図示して
いる。
The battery case 5 is made of stainless steel, and an insulator 6 made of polypropylene is disposed at the bottom of the battery case 5 before the spiral electrode body is inserted. The sealing plate 7 is made of aluminum, has a disk shape, and has a thin portion 7 in the center.
In addition, a hole is provided around the thin portion 7a as a pressure introduction port 7b for applying the internal pressure of the battery to the explosion-proof valve 9. The projection 9a of the explosion-proof valve 9 is welded to the upper surface of the thin portion 7a to form a welded portion 11. In addition, the thin portion 7a provided on the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 are illustrated only in a cut plane so as to be easily understood in the drawings, and a contour line behind the cut plane is shown. Is not shown. Further, the welded portion 11 between the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 is shown in an exaggerated state rather than the actual one so as to be easily understood in the drawings.

【0035】端子板8は、圧延鋼製で表面にニッケルメ
ッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしてお
り、この端子板8にはガス排出口8aが設けられてい
る。防爆弁9は、アルミニウム製で円板状をしており、
その中央部には発電要素側(図1では、下側)に先端部
を有する突出部9aが設けられ、かつ薄肉部9bが設け
られ、上記の突出部9aの下面が、前記したように、封
口板7の薄肉部7aの上面に溶接され、溶接部分11を
構成している。絶縁パッキング10は、ポリプロピレン
製で環状をしており、封口板7の周縁部の上部に配置さ
れ、その上部に防爆弁9が配置していて、封口板7と防
爆弁9とを絶縁するとともに、両者の間から電解液が漏
れないように両者の間隙を封止している。環状ガスケッ
ト12はポリプロピレン製で、リード体13はアルミニ
ウム製で、前記封口板7と正極1とを接続し、渦巻状電
極体の上部には絶縁体14が配置され、負極2と電池ケ
ース5の底部とはニッケル製のリード体15で接続され
ている。
The terminal plate 8 is made of rolled steel, nickel-plated on its surface, and has a hat-like shape with a brim-shaped peripheral portion. The terminal plate 8 is provided with a gas outlet 8a. . The explosion-proof valve 9 is made of aluminum and has a disk shape.
In the center thereof, a protruding portion 9a having a tip portion is provided on the power generation element side (the lower side in FIG. 1), and a thin portion 9b is provided, and the lower surface of the protruding portion 9a is, as described above, It is welded to the upper surface of the thin portion 7a of the sealing plate 7 to form a welded portion 11. The insulating packing 10 is made of polypropylene and has an annular shape. The insulating packing 10 is disposed above the peripheral portion of the sealing plate 7, and the explosion-proof valve 9 is disposed above the insulating packing 10. The insulating packing 10 insulates the sealing plate 7 from the explosion-proof valve 9. The gap between the two is sealed so that the electrolyte does not leak from between the two. The annular gasket 12 is made of polypropylene, and the lead body 13 is made of aluminum. The sealing plate 7 and the positive electrode 1 are connected to each other. An insulator 14 is disposed above the spiral electrode body. The bottom portion is connected by a lead body 15 made of nickel.

【0036】この電池においては、封口体7の薄肉部7
aと防爆弁9aとが溶接部分11で接触し、防爆弁9a
の周縁部と端子板8の周縁部とが接触し、正極1と封口
体7とは正極側のリード体13で接続されているので、
正極1と端子板8とはリード体13、封口体7、防爆弁
9およびそれらの溶接部分11によって電気的接続が得
られ、電路として正常に機能する。
In this battery, the thin portion 7 of the sealing body 7
a and the explosion-proof valve 9a come into contact at the welded portion 11, and the explosion-proof valve 9a
And the peripheral edge of the terminal plate 8 are in contact with each other, and the positive electrode 1 and the sealing body 7 are connected by the lead 13 on the positive electrode side.
The positive electrode 1 and the terminal plate 8 are electrically connected to each other by the lead body 13, the sealing body 7, the explosion-proof valve 9, and the welded portion 11 thereof, and function normally as an electric circuit.

【0037】そして、電池に異常事態が起こり、電池内
部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、そ
の内圧上昇により、防爆弁9の中央部が内圧方向(図1
では、上側の方向)に変形し、それに伴って溶接部分1
1で一体化されている薄肉部7aに剪断力が働いて、該
薄肉部7aが破断するか、または防爆弁9の突出部9a
と封口板7の薄肉部7aとの溶接部分11が剥離し、そ
れによって、正極1と端子板8との電気的接続が消失し
て、電流が遮断されるようになる。その結果、電池反応
が進行しなくなるので、過充電時や短絡時でも、充電電
流や短絡電流による電池の温度上昇や内圧上昇がそれ以
上進行しなくなって、電池の破裂などを防止できるよう
に設計されている。
When an abnormal situation occurs in the battery and gas is generated inside the battery and the internal pressure of the battery rises, the internal pressure rises and the central part of the explosion-proof valve 9 moves in the direction of the internal pressure (FIG. 1).
Then, it is deformed in the upper direction)
The shearing force acts on the thin portion 7a integrated at 1 and the thin portion 7a is broken or the projection 9a of the explosion-proof valve 9 is formed.
And the thin portion 7a of the sealing plate 7 is peeled off, whereby the electrical connection between the positive electrode 1 and the terminal plate 8 is lost and the current is cut off. As a result, the battery reaction does not progress, so even during overcharging or short-circuiting, the battery temperature and internal pressure rise due to charging current and short-circuit current do not progress further, and it is designed to prevent battery rupture etc. Have been.

【0038】実施例2 フマル酸ジメチルに代えて安息香酸ビニルを用いた以外
は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
Example 2 A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that vinyl benzoate was used instead of dimethyl fumarate.

【0039】実施例3 電解液としてトリメチルフォスフェートとエチレンメチ
ルフォスフェートとエチレンカーボネートとメトキシブ
タジエンとの体積比で74:10:8:8の混合物にL
iPF6 を1.0mol/l溶解させたものを用いた以
外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製
した。
Example 3 As an electrolyte, a mixture of trimethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene carbonate and methoxybutadiene in a volume ratio of 74: 10: 8: 8 was added to L.
except that the iPF 6 was used dissolved 1.0 mol / l was used to fabricate a non-aqueous electrolyte secondary battery in the same manner as in Example 1.

【0040】実施例4 フマル酸ジメチルに代えてブチルビニルエーテルを用い
た以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を
作製した。
Example 4 A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that butyl vinyl ether was used instead of dimethyl fumarate.

【0041】比較例1 電解液としてトリメチルフォスフェートとエチレンカー
ボネートとの体積比90:10の混合物にLiPF6
1.0mol/l溶解させたものを用いた以外は、実施
例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that a mixture of trimethyl phosphate and ethylene carbonate in a volume ratio of 90:10 in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / l was used as the electrolytic solution. A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured.

【0042】上記実施例1〜4および比較例1の電池に
ついて、電圧2.75V〜4.0Vの範囲で充放電さ
せ、初回の充放電効率〔(放電容量/充電容量)×10
0〕および電流密度1Cでの放電容量の電流密度0.1
Cでの放電容量に対する割合を調べた。その結果を表1
に示す。なお、表1では上記電流密度1Cでの放電容量
の電流密度0.1Cでの放電容量に対する割合を「放電
容量比(1C/0.1C)」として百分率で示す。
The batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were charged and discharged within a voltage range of 2.75 V to 4.0 V, and the initial charge / discharge efficiency [(discharge capacity / charge capacity) × 10 5
0] and the current density of the discharge capacity at a current density of 1 C of 0.1.
The ratio to the discharge capacity at C was examined. Table 1 shows the results.
Shown in In Table 1, the ratio of the discharge capacity at a current density of 1 C to the discharge capacity at a current density of 0.1 C is indicated as a percentage as a “discharge capacity ratio (1 C / 0.1 C)”.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】表1に示すように、実施例1〜4の電池
は、比較例1の電池に比べて、初回充放電効率が高く、
また、電流密度1Cでの放電容量の電流密度0.1Cで
の放電容量に対する割合〔放電容量比(1C/0.1
C)〕が高く、負荷特性が優れていた。特にカルボニル
基と共役するアルケン基を有するフタル酸ジメチルを用
いた実施例1の電池は、初回充放電効率が高かった。な
お、比較例1の電池の初回充放電効率が悪かったのは、
比較例1では電解液中のリン酸エステルの分解が生じ、
充電容量に不可逆な部分が多く発生したためであると考
えられる。また、比較例1の電池の負荷特性が悪かった
のは、比較例1では生成する被膜が電極反応を阻害した
ためであると考えられるが、本発明の実施例1〜4の電
池にはそのような初回充放電効率や負荷特性の低下が認
められなかった。
As shown in Table 1, the batteries of Examples 1 to 4 had higher initial charge / discharge efficiency than the battery of Comparative Example 1, and
The ratio of the discharge capacity at a current density of 1 C to the discharge capacity at a current density of 0.1 C [discharge capacity ratio (1 C / 0.1
C)] and the load characteristics were excellent. In particular, the battery of Example 1 using dimethyl phthalate having an alkene group conjugated to a carbonyl group had high initial charge / discharge efficiency. The initial charge / discharge efficiency of the battery of Comparative Example 1 was poor.
In Comparative Example 1, the decomposition of the phosphate ester in the electrolytic solution occurs,
It is considered that this is because many irreversible parts occurred in the charging capacity. The poor load characteristics of the battery of Comparative Example 1 are considered to be due to the fact that the coating formed inhibited the electrode reaction in Comparative Example 1. However, the batteries of Examples 1 to 4 of the present invention did not. No reduction in initial charge / discharge efficiency or load characteristics was observed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、初回
充放電効率が高く、かつ負荷特性が優れた非水電解液二
次電池を提供することができた。
As described above, according to the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery having high initial charge / discharge efficiency and excellent load characteristics can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る非水電解液二次電池の一例を模式
的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 セパレータ 4 電解液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Separator 4 Electrolyte

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H003 AA01 AA02 AA10 BB04 BB05 BB12 BD03 5H014 EE01 EE08 EE10 HH01 HH04 HH06 5H029 AJ02 AJ03 AJ12 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ09 EJ11 HJ02 HJ07 HJ18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H003 AA01 AA02 AA10 BB04 BB05 BB12 BD03 5H014 EE01 EE08 EE10 HH01 HH04 HH06 5H029 AJ02 AJ03 AJ12 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 H09H

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極、負極および非水溶媒系の電解液を
有する非水電解液二次電池において、上記負極の活物質
が黒鉛からなり、上記電解液が、リン酸エステルと、脂
肪族の不飽和エーテル構造基または不飽和エステル構造
基を有する化合物の少なくとも1種とを含有し、かつ上
記リン酸エステルが電解液中において体積比で15%以
上であることを特徴とする非水電解液二次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous solvent-based electrolyte, wherein the active material of the negative electrode comprises graphite, and the electrolyte comprises a phosphate ester and an aliphatic A non-aqueous electrolyte solution containing at least one compound having an unsaturated ether structure group or an unsaturated ester structure group, and wherein the phosphate ester is at least 15% by volume in the electrolyte solution. Rechargeable battery.
【請求項2】 脂肪族の不飽和エーテル構造基または不
飽和エステル構造基を有する化合物が、負極上で金属L
iに対して0.8V以上の電位で還元され得ることを特
徴とする請求項1記載の非水電解液二次電池。
2. A method according to claim 1, wherein the compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group comprises a metal L on the negative electrode.
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery can be reduced at a potential of 0.8 V or more with respect to i.
【請求項3】 脂肪族の不飽和エーテル構造基または不
飽和エステル構造基を有する化合物の量が、負極の単位
面積当たり0.1μL/cm2 以上であることを特徴と
する請求項1または2記載の非水電解液二次電池。
3. The method according to claim 1, wherein the amount of the compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or unsaturated ester structure group is 0.1 μL / cm 2 or more per unit area of the negative electrode. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above.
【請求項4】 リン酸エステルが電解液中において体積
比で70%以上であり、上記リン酸エステルが環状リン
酸エステルと鎖状リン酸エステルとからなることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液二次
電池。
4. The phosphoric acid ester is at least 70% by volume in the electrolytic solution, and the phosphoric acid ester comprises a cyclic phosphoric acid ester and a chain phosphoric acid ester. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the above.
【請求項5】 脂肪族の不飽和エーテル構造基または不
飽和エステル構造基を有する化合物の不飽和構造基が、
エーテル基またはエステル基に隣接していることを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解液二次
電池。
5. An unsaturated structural group of a compound having an aliphatic unsaturated ether structural group or an unsaturated ester structural group,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, which is adjacent to an ether group or an ester group.
【請求項6】 脂肪族の不飽和エーテル構造基または不
飽和エステル構造基を有する化合物の不飽和構造基が、
アクリル基またはビニル基であることを特徴とする請求
項1〜5のいずれかに記載の非水電解液電池。
6. An unsaturated structural group of a compound having an aliphatic unsaturated ether structure group or an unsaturated ester structure group,
The nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the nonaqueous electrolyte battery is an acrylic group or a vinyl group.
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