JP2000123865A - 電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 - Google Patents
電解液およびそれを用いたリチウム二次電池Info
- Publication number
- JP2000123865A JP2000123865A JP10296267A JP29626798A JP2000123865A JP 2000123865 A JP2000123865 A JP 2000123865A JP 10296267 A JP10296267 A JP 10296267A JP 29626798 A JP29626798 A JP 29626798A JP 2000123865 A JP2000123865 A JP 2000123865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- battery
- lithium secondary
- secondary battery
- methyl group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな放電容量と良好な充放電サイクル特
性、良好な安全性を有するリチウム二次電池を提供す
る。 【解決手段】 非水溶媒に電解質が溶解されている電解
液において、該電解液中に下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されている電解液、および
それを用いたリチウム二次電池である。
性、良好な安全性を有するリチウム二次電池を提供す
る。 【解決手段】 非水溶媒に電解質が溶解されている電解
液において、該電解液中に下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されている電解液、および
それを用いたリチウム二次電池である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解液およびそれ
を用いたリチウム二次電池に関する。
を用いたリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リチウム二次電池は小型電子機器
などの駆動用電源として広く使用されている。リチウム
二次電池は、主に正極、非水電解液および負極から構成
されており、特に、ＬｉＣｏＯ2などのリチウム複合酸
化物を正極とし、炭素材料又はリチウム金属を負極とし
たリチウム二次電池が好適に使用されている。そして、
そのリチウム二次電池用の電解液としては、高イオン導
電性を保つために高誘電率で、かつ低粘度のものが好適
に使用されている。例えば、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の高誘電率溶
媒と、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（ＥＭ
Ｃ）等の低粘度溶媒とを混合したものが使用されてい
る。
などの駆動用電源として広く使用されている。リチウム
二次電池は、主に正極、非水電解液および負極から構成
されており、特に、ＬｉＣｏＯ2などのリチウム複合酸
化物を正極とし、炭素材料又はリチウム金属を負極とし
たリチウム二次電池が好適に使用されている。そして、
そのリチウム二次電池用の電解液としては、高イオン導
電性を保つために高誘電率で、かつ低粘度のものが好適
に使用されている。例えば、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の高誘電率溶
媒と、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（ＥＭ
Ｃ）等の低粘度溶媒とを混合したものが使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ム二次電池を製造する際の電解液の注入工程に手間と時
間がかかり生産性が悪いことから、前記電解液に対して
は、微細孔を有する電極及びセパレータへの浸透性の向
上が求められている。また、最近高エネルギー密度であ
るリチウム二次電池を電気自動車用バッテリーや夜間電
力の分散貯蔵型装置として応用する研究が進められてい
る。しかしながら、これらの用途ではリチウム二次電池
が高温雰囲気にさらされることが予想されることから、
沸点の低い低粘度溶媒を多量に使用することは保存や安
全面において課題を有している。
ム二次電池を製造する際の電解液の注入工程に手間と時
間がかかり生産性が悪いことから、前記電解液に対して
は、微細孔を有する電極及びセパレータへの浸透性の向
上が求められている。また、最近高エネルギー密度であ
るリチウム二次電池を電気自動車用バッテリーや夜間電
力の分散貯蔵型装置として応用する研究が進められてい
る。しかしながら、これらの用途ではリチウム二次電池
が高温雰囲気にさらされることが予想されることから、
沸点の低い低粘度溶媒を多量に使用することは保存や安
全面において課題を有している。
【０００４】そこで、低粘度溶媒の代替として幾つかの
高粘度溶媒が提案されている。例えば、特開平７−２０
１３６０号公報に示される環状カーボネートとアルキル
置換環状エステルとの混合溶媒を用いる電解液、特開平
７−２７２７５６号公報に示されるジアルキルエステル
を用いる電解液、特開平９−３０６５４２号公報に示さ
れる特定の鎖状エステルを用いる電解液、特開平９−２
７０２７０号公報に示される特定のジ炭酸エステルを用
いる電解液である。
高粘度溶媒が提案されている。例えば、特開平７−２０
１３６０号公報に示される環状カーボネートとアルキル
置換環状エステルとの混合溶媒を用いる電解液、特開平
７−２７２７５６号公報に示されるジアルキルエステル
を用いる電解液、特開平９−３０６５４２号公報に示さ
れる特定の鎖状エステルを用いる電解液、特開平９−２
７０２７０号公報に示される特定のジ炭酸エステルを用
いる電解液である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
高粘度溶媒のみを用いた電解液では、微細孔を有する電
極およびセパレータへの浸透性が悪く、このため電解液
の注入工程に手間と時間がかかり、生産性が悪いという
問題点がある。また、電解液が電極やセパレータに充分
浸透しない場合には、電池の充放電サイクル特性や保存
安定性が著しく低下するため、長寿命を必要とする電気
自動車用バッテリーや夜間電力の分散貯蔵型装置にはか
えって不適当であるという課題を有している。
高粘度溶媒のみを用いた電解液では、微細孔を有する電
極およびセパレータへの浸透性が悪く、このため電解液
の注入工程に手間と時間がかかり、生産性が悪いという
問題点がある。また、電解液が電極やセパレータに充分
浸透しない場合には、電池の充放電サイクル特性や保存
安定性が著しく低下するため、長寿命を必要とする電気
自動車用バッテリーや夜間電力の分散貯蔵型装置にはか
えって不適当であるという課題を有している。
【０００６】そこで、電極または電解液に界面活性剤を
含浸または添加する方法が特開平８−１６２１５５号公
報、特開平８−２８１３５号公報、特開平８−３０６３
８６号公報、特開平９−３０６５０１号公報などに提案
されているが、これらの界面活性剤は酸化分解が起こり
やすく、４Ｖ以上の高電圧まで充電されるリチウム二次
電池では期待される電池性能が得られない。また、特開
平９−２５９９２７号公報には電池製作後、加温状態で
長時間放置して電解液の電極への均一な浸透を図ること
が提案されているが、この場合電解液の加熱劣化が懸念
される。本発明は、前記のような状況に鑑みて、化学的
および電気化学的に安定で、しかも電極およびセパレー
タへの濡れ性を改良した電解液を提供することを目的と
する。
含浸または添加する方法が特開平８−１６２１５５号公
報、特開平８−２８１３５号公報、特開平８−３０６３
８６号公報、特開平９−３０６５０１号公報などに提案
されているが、これらの界面活性剤は酸化分解が起こり
やすく、４Ｖ以上の高電圧まで充電されるリチウム二次
電池では期待される電池性能が得られない。また、特開
平９−２５９９２７号公報には電池製作後、加温状態で
長時間放置して電解液の電極への均一な浸透を図ること
が提案されているが、この場合電解液の加熱劣化が懸念
される。本発明は、前記のような状況に鑑みて、化学的
および電気化学的に安定で、しかも電極およびセパレー
タへの濡れ性を改良した電解液を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、非水溶媒に電
解質が溶解されている電解液において、該電解液中に下
記一般式（Ｉ）
解質が溶解されている電解液において、該電解液中に下
記一般式（Ｉ）
【化３】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
る電解液に関する。また、本発明は、正極、負極および
非水溶媒に電解質が溶解されている電解液からなるリチ
ウム二次電池において、該電解液中に下記一般式（Ｉ）
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
る電解液に関する。また、本発明は、正極、負極および
非水溶媒に電解質が溶解されている電解液からなるリチ
ウム二次電池において、該電解液中に下記一般式（Ｉ）
【化４】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
るリチウム二次電池に関する。
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
るリチウム二次電池に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明における前記一般式（Ｉ）
で表されるエステル類において、Ｒ1がメチル基のとき
Ｒ2の炭素数が小さいと濡れ性改善の効果が小さく、ま
た引火点が低くなり、逆にＲ2の炭素数が大きすぎると
電解液への溶解性が低下するので、Ｒ2の炭素数は９以
上で１７以下とするのがよい。一方、Ｒ2が炭素数９〜
１７のアルキル基のときＲ1がメチル基以外の大きなア
ルキル基の場合には、エステル類が立体的に親水および
疎水配向をとりにくくなり、濡れ性が低下するので、Ｒ
1はメチル基とするのがよい。また、Ｒ2がメチル基のと
き小さいと前記と同様に濡れ性改善の効果が小さく、ま
た引火点が低くなり、逆にＲ1の炭素数が大きすぎると
電解液への溶解性が低下するので、Ｒ1の炭素数は９以
上で１７以下とするのがよい。一方、Ｒ1が炭素数９〜
１７のアルキル基のときＲ2がメチル基以外の大きなア
ルキル基の場合には、前記と同様にエステル類が立体的
に親水および疎水配向をとりにくくなり、濡れ性が低下
するので、Ｒ2はメチル基とするのがよい。
で表されるエステル類において、Ｒ1がメチル基のとき
Ｒ2の炭素数が小さいと濡れ性改善の効果が小さく、ま
た引火点が低くなり、逆にＲ2の炭素数が大きすぎると
電解液への溶解性が低下するので、Ｒ2の炭素数は９以
上で１７以下とするのがよい。一方、Ｒ2が炭素数９〜
１７のアルキル基のときＲ1がメチル基以外の大きなア
ルキル基の場合には、エステル類が立体的に親水および
疎水配向をとりにくくなり、濡れ性が低下するので、Ｒ
1はメチル基とするのがよい。また、Ｒ2がメチル基のと
き小さいと前記と同様に濡れ性改善の効果が小さく、ま
た引火点が低くなり、逆にＲ1の炭素数が大きすぎると
電解液への溶解性が低下するので、Ｒ1の炭素数は９以
上で１７以下とするのがよい。一方、Ｒ1が炭素数９〜
１７のアルキル基のときＲ2がメチル基以外の大きなア
ルキル基の場合には、前記と同様にエステル類が立体的
に親水および疎水配向をとりにくくなり、濡れ性が低下
するので、Ｒ2はメチル基とするのがよい。
【０００９】本発明に用いられる前記一般式（Ｉ）で表
されるエステル類に該当するものとして、例えばデカン
酸メチル、ウンデカン酸メチル、ドデカン酸メチル、テ
トラデカン酸メチル、ヘキサデンカン酸メチル、オクタ
デカン酸メチル、酢酸デシル、酢酸ウンデシル、酢酸ド
デシル、酢酸テトラデシル、酢酸ヘキサデシルなどが挙
げられる。前記一般式（Ｉ）で表されるエステル類の含
有量は過度に少ないと効果が少なくなり、過度に多いと
電解液の電気伝導度が下がって電池の性能が低下するの
で、電解液中の前記エステル類の添加量は、１〜２０体
積％、好ましくは５〜１０体積％とするのがよい。
されるエステル類に該当するものとして、例えばデカン
酸メチル、ウンデカン酸メチル、ドデカン酸メチル、テ
トラデカン酸メチル、ヘキサデンカン酸メチル、オクタ
デカン酸メチル、酢酸デシル、酢酸ウンデシル、酢酸ド
デシル、酢酸テトラデシル、酢酸ヘキサデシルなどが挙
げられる。前記一般式（Ｉ）で表されるエステル類の含
有量は過度に少ないと効果が少なくなり、過度に多いと
電解液の電気伝導度が下がって電池の性能が低下するの
で、電解液中の前記エステル類の添加量は、１〜２０体
積％、好ましくは５〜１０体積％とするのがよい。
【００１０】本発明に用いられる前記一般式（Ｉ）で表
されるエステル類以外の非水溶媒としては、少なくとも
エステル結合を分子構造内に有する非水溶媒を主溶媒と
することが好ましく、特に高粘度を有する非水溶媒、例
えば２５℃で１センチポイズ以上の粘度を有する非水溶
媒が好ましい。前記非水溶媒に前記一般式（Ｉ）で表さ
れるエステル類を所定量含有させると濡れ性の改善効果
が顕著に現れる。このような高粘度を有する溶媒として
は、環状カーボネート、環状エステル、ジアルキルエス
テル、分子量の大きい直鎖カーボネート、またはこれら
の混合溶媒が挙げられる。この具体例としては、プロピ
レンカーボネート（ＰＣ；２５℃の粘度２．５センチポ
イズ）、エチレンカーボネート（ＥＣ；４０℃の粘度
１．９センチポイズ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ；
２５℃の粘度１．８センチポイズ）、ジアセトキシエタ
ン（ＤＡＥ；２５℃の粘度２．５センチポイズ）、ジブ
チルカーボネート（ＤＢＣ；２５℃の粘度１．６センチ
ポイズ）等が挙げられる。上記非水溶媒を主溶媒とした
場合、前記一般式（Ｉ）で表されるエステル類は、該非
水溶媒と同じ官能基であるエステル基を有することとな
り、化学的にも電気化学的にも安定である。なお、濡れ
性やサイクル特性等の本発明の効果を大幅に損なわない
範囲であれば、前記非水溶媒の一部を他の高誘電率溶媒
や低粘度溶媒で置換することができる。そのときの置換
量は最大２０体積％程度である。
されるエステル類以外の非水溶媒としては、少なくとも
エステル結合を分子構造内に有する非水溶媒を主溶媒と
することが好ましく、特に高粘度を有する非水溶媒、例
えば２５℃で１センチポイズ以上の粘度を有する非水溶
媒が好ましい。前記非水溶媒に前記一般式（Ｉ）で表さ
れるエステル類を所定量含有させると濡れ性の改善効果
が顕著に現れる。このような高粘度を有する溶媒として
は、環状カーボネート、環状エステル、ジアルキルエス
テル、分子量の大きい直鎖カーボネート、またはこれら
の混合溶媒が挙げられる。この具体例としては、プロピ
レンカーボネート（ＰＣ；２５℃の粘度２．５センチポ
イズ）、エチレンカーボネート（ＥＣ；４０℃の粘度
１．９センチポイズ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ；
２５℃の粘度１．８センチポイズ）、ジアセトキシエタ
ン（ＤＡＥ；２５℃の粘度２．５センチポイズ）、ジブ
チルカーボネート（ＤＢＣ；２５℃の粘度１．６センチ
ポイズ）等が挙げられる。上記非水溶媒を主溶媒とした
場合、前記一般式（Ｉ）で表されるエステル類は、該非
水溶媒と同じ官能基であるエステル基を有することとな
り、化学的にも電気化学的にも安定である。なお、濡れ
性やサイクル特性等の本発明の効果を大幅に損なわない
範囲であれば、前記非水溶媒の一部を他の高誘電率溶媒
や低粘度溶媒で置換することができる。そのときの置換
量は最大２０体積％程度である。
【００１１】本発明で使用される電解質としては、例え
ば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＮ
（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣ
（ＳＯ2ＣＦ3）3などが挙げられる。これらの電解質
は、一種類で使用してもよく、二種類以上組み合わせて
使用してもよい。これら電解質は、前記の非水溶媒に通
常０．１〜３Ｍ、好ましくは０．５〜１．５Ｍの濃度で
溶解されて使用される。
ば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＮ
（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣ
（ＳＯ2ＣＦ3）3などが挙げられる。これらの電解質
は、一種類で使用してもよく、二種類以上組み合わせて
使用してもよい。これら電解質は、前記の非水溶媒に通
常０．１〜３Ｍ、好ましくは０．５〜１．５Ｍの濃度で
溶解されて使用される。
【００１２】本発明の電解液は、リチウム二次電池の構
成部材として使用される。二次電池を構成する電解液以
外の構成部材については特に限定されず、従来使用され
ている種々の構成部材を使用できる。
成部材として使用される。二次電池を構成する電解液以
外の構成部材については特に限定されず、従来使用され
ている種々の構成部材を使用できる。
【００１３】例えば、正極活物質としてはコバルト、マ
ンガン、ニッケル、クロム、鉄またはバナジウムなどの
遷移元素からなる選ばれる少なくとも一種類の金属と、
リチウムとの複合金属酸化物が使用される。このような
複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2などが挙げられる。
ンガン、ニッケル、クロム、鉄またはバナジウムなどの
遷移元素からなる選ばれる少なくとも一種類の金属と、
リチウムとの複合金属酸化物が使用される。このような
複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2などが挙げられる。
【００１４】正極は、前記の正極活物質をアセチレンブ
ラック、カーボンブラックなどの導電剤、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）などの結着剤および溶剤と混練して正極合
剤とした後、この正極合剤を集電体としてのアルミニウ
ム箔やステンレス製のラス板に塗布して、乾燥、加圧成
型後、５０〜２５０℃程度の温度で２時間程度真空下で
加熱処理することにより作製される。
ラック、カーボンブラックなどの導電剤、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）などの結着剤および溶剤と混練して正極合
剤とした後、この正極合剤を集電体としてのアルミニウ
ム箔やステンレス製のラス板に塗布して、乾燥、加圧成
型後、５０〜２５０℃程度の温度で２時間程度真空下で
加熱処理することにより作製される。
【００１５】負極活物質としては、各種炭素材料を用い
ることができるが、特に黒鉛型結晶構造を有する炭素材
料〔熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類（人造
黒鉛、天然黒鉛など）、有機高分子化合物燃焼体、炭素
繊維〕や複合スズ酸化物などの物質が使用される。特
に、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５〜
３．４０Å（オングストローム）である黒鉛型結晶構造
を有する炭素材料を使用することが好ましい。なお、炭
素材料のような粉末材料はエチレンプロピレンジエンモ
ノマー（ＥＰＤＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの結
着剤と混練して負極合剤として使用される。
ることができるが、特に黒鉛型結晶構造を有する炭素材
料〔熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類（人造
黒鉛、天然黒鉛など）、有機高分子化合物燃焼体、炭素
繊維〕や複合スズ酸化物などの物質が使用される。特
に、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５〜
３．４０Å（オングストローム）である黒鉛型結晶構造
を有する炭素材料を使用することが好ましい。なお、炭
素材料のような粉末材料はエチレンプロピレンジエンモ
ノマー（ＥＰＤＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの結
着剤と混練して負極合剤として使用される。
【００１６】リチウム二次電池の構造は特に限定される
ものではなく、正極、負極および単層又は複層のセパレ
ータを有するコイン型電池、さらに、正極、負極および
ロール状のセパレータを有する円筒型電池や角型電池な
どが一例として挙げられる。なお、セパレータとして
は、公知のポリエチレン製、ポリプロピレン製、フッ素
樹脂製等の多孔質フイルムを用いることができるが、ポ
リエチレン製、ポリプロピレン製の多孔質フイルムから
なるセパレータは一定の温度になると孔が閉塞すること
により、電流を遮断する効果が有り、過充電時における
安全性を確保するうえで好ましい。セパレータの孔径は
一般に電池用セパレータとして用いられる０．０１〜１
０μｍの範囲のものが用いられる。その他の活物質の結
着剤や周辺の電池部品等は通常のリチウム二次電池製造
に用いられるものが使用できる。
ものではなく、正極、負極および単層又は複層のセパレ
ータを有するコイン型電池、さらに、正極、負極および
ロール状のセパレータを有する円筒型電池や角型電池な
どが一例として挙げられる。なお、セパレータとして
は、公知のポリエチレン製、ポリプロピレン製、フッ素
樹脂製等の多孔質フイルムを用いることができるが、ポ
リエチレン製、ポリプロピレン製の多孔質フイルムから
なるセパレータは一定の温度になると孔が閉塞すること
により、電流を遮断する効果が有り、過充電時における
安全性を確保するうえで好ましい。セパレータの孔径は
一般に電池用セパレータとして用いられる０．０１〜１
０μｍの範囲のものが用いられる。その他の活物質の結
着剤や周辺の電池部品等は通常のリチウム二次電池製造
に用いられるものが使用できる。
【００１７】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
を具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定する
ものではない。 実施例１ 〔リチウム二次電池の作製および電池特性の測定〕エチ
レンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢ
Ｌ）、デカン酸メチルを体積比でＥＣ：ＧＢＬ：デカン
酸メチル＝３１．７：６３．３：５となるように混合
し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。この電解
液を図１に示すコイン型電池に注入して電池を作製し
た。図１中、１は正極端子を兼ねたケース、２は負極端
子を兼ねた封口板、３はケースと封口板とを絶縁するポ
リプロピレン製ガスケット、４はポリプロピレン製セパ
レータである。５は正極であり、ＬｉＭｎ2Ｏ4を８２ｗ
ｔ％とし、導電材料であるアセチレンブラックを９ｗｔ
％、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を
９ｗｔ％の重量比となるように１−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）を溶媒として混練、アルミニウム箔上に
シート成型し、直径１６ｍｍの円形に打ち抜いたもので
ある。負極は天然黒鉛（ｄ002＝３．３５Å（オングス
トローム））を９１重量％、結着剤であるポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）を９ｗｔ％の重量比となるように
１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を溶媒として混
練、アルミニウム箔上にシート成型し、直径１６ｍｍの
円形に打ち抜いたものである。セパレータはポリプロピ
レン製の微細多孔膜（セルガード２４００、平均孔径
０．１μｍ）を用いた。電池の大きさは直径２０ｍｍ、
厚さ３ｍｍの大きさである。
を具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定する
ものではない。 実施例１ 〔リチウム二次電池の作製および電池特性の測定〕エチ
レンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢ
Ｌ）、デカン酸メチルを体積比でＥＣ：ＧＢＬ：デカン
酸メチル＝３１．７：６３．３：５となるように混合
し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。この電解
液を図１に示すコイン型電池に注入して電池を作製し
た。図１中、１は正極端子を兼ねたケース、２は負極端
子を兼ねた封口板、３はケースと封口板とを絶縁するポ
リプロピレン製ガスケット、４はポリプロピレン製セパ
レータである。５は正極であり、ＬｉＭｎ2Ｏ4を８２ｗ
ｔ％とし、導電材料であるアセチレンブラックを９ｗｔ
％、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を
９ｗｔ％の重量比となるように１−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）を溶媒として混練、アルミニウム箔上に
シート成型し、直径１６ｍｍの円形に打ち抜いたもので
ある。負極は天然黒鉛（ｄ002＝３．３５Å（オングス
トローム））を９１重量％、結着剤であるポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）を９ｗｔ％の重量比となるように
１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を溶媒として混
練、アルミニウム箔上にシート成型し、直径１６ｍｍの
円形に打ち抜いたものである。セパレータはポリプロピ
レン製の微細多孔膜（セルガード２４００、平均孔径
０．１μｍ）を用いた。電池の大きさは直径２０ｍｍ、
厚さ３ｍｍの大きさである。
【００１８】上記のように作製した電池について、室温
（２０℃）で充放電試験を行った。なお、充電は０．３
Ｃのレートで４．２Ｖまで定電流充電を行い、その後全
充電時間が５時間となるまで定電圧充電を行った。放電
は０．３Ｃのレートで２．７Ｖまで定電流放電を行っ
た。以後この充放電を繰り返した。
（２０℃）で充放電試験を行った。なお、充電は０．３
Ｃのレートで４．２Ｖまで定電流充電を行い、その後全
充電時間が５時間となるまで定電圧充電を行った。放電
は０．３Ｃのレートで２．７Ｖまで定電流放電を行っ
た。以後この充放電を繰り返した。
【００１９】実施例２ プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン
（ＧＢＬ）、酢酸デシルを体積比でＰＣ：ＧＢＬ：酢酸
デシル＝３１．７：６３．３：５となるように混合し、
ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。その他の電池
の作製および充放電試験については実施例１と同様に行
った。
（ＧＢＬ）、酢酸デシルを体積比でＰＣ：ＧＢＬ：酢酸
デシル＝３１．７：６３．３：５となるように混合し、
ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。その他の電池
の作製および充放電試験については実施例１と同様に行
った。
【００２０】比較例１ エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン
（ＧＢＬ）を体積比でＥＣ：ＧＢＬ＝１：２となるよう
に混合し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。そ
の他の電池の作製および充放電試験については実施例１
と同様に行った。
（ＧＢＬ）を体積比でＥＣ：ＧＢＬ＝１：２となるよう
に混合し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解した。そ
の他の電池の作製および充放電試験については実施例１
と同様に行った。
【００２１】比較例２ エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン
（ＧＢＬ）、ヘプタン酸メチルを体積比でＥＣ：ＧＢ
Ｌ：ヘプタン酸メチル＝３１．７：６３．３：５となる
ように混合し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解し
た。その他の電池の作製および充放電試験については実
施例１と同様に行った。
（ＧＢＬ）、ヘプタン酸メチルを体積比でＥＣ：ＧＢ
Ｌ：ヘプタン酸メチル＝３１．７：６３．３：５となる
ように混合し、ＬｉＢＦ4を１モル／リットル溶解し
た。その他の電池の作製および充放電試験については実
施例１と同様に行った。
【００２２】［充放電試験結果］図２に本発明における
実施例と比較例の室温（２０℃）での充放電試験の結果
を示す。図２から明らかなように実施例１及び実施例２
の電池は高容量を示し、良好なサイクル特性を有してい
ることが分かる。これに対して比較例１の電池は著しく
低容量であることが分かる。また比較例２の電池は初期
の充放電容量は大きいもののサイクル特性は実施例１に
比較して劣り、二次電池として良好とは言えないことが
分かる。
実施例と比較例の室温（２０℃）での充放電試験の結果
を示す。図２から明らかなように実施例１及び実施例２
の電池は高容量を示し、良好なサイクル特性を有してい
ることが分かる。これに対して比較例１の電池は著しく
低容量であることが分かる。また比較例２の電池は初期
の充放電容量は大きいもののサイクル特性は実施例１に
比較して劣り、二次電池として良好とは言えないことが
分かる。
【００２３】［濡れ性の測定］セパレーターに対する濡
れ性を測定した。実施例および比較例に用いた電解液に
あらかじめ重量を測定したポリプロピレン製セパレータ
（平均孔径０．１μｍ）を浸漬し、３０秒後に引き上げ
た。引き上げたセパレータ表面を木綿ガーゼで軽く拭
い、電解液の滴を取り除き、再び重量を測定した。表１
に以上に述べたセパレータの重量変化を下記［数式１］
で定義する重量変化率で示す。
れ性を測定した。実施例および比較例に用いた電解液に
あらかじめ重量を測定したポリプロピレン製セパレータ
（平均孔径０．１μｍ）を浸漬し、３０秒後に引き上げ
た。引き上げたセパレータ表面を木綿ガーゼで軽く拭
い、電解液の滴を取り除き、再び重量を測定した。表１
に以上に述べたセパレータの重量変化を下記［数式１］
で定義する重量変化率で示す。
【００２４】［数式１］ 重量変化率（％） ＝ ［（重量Ｂ−重量Ａ）／重量
Ａ］×１００
Ａ］×１００
【００２５】ここで重量Ａは電解液に濡れる前のセパレ
ータの重量であり、重量Ｂは電解液に濡れた後のセパレ
ータの重量である。実施例１及び実施例２に用いた電解
液に浸けたセパレータ重量変化率は大きく、電解液が細
孔内まで入りこんでいることを示している。一方、比較
例１に用いた電解液に浸漬したセパレータの重量変化は
小さく、電解液が細孔内に入り込んでいないことを示し
ている。このことから、比較例１の電気容量が低いの
は、セパレータや電極の細孔内に充分電解液が浸透して
いないため、電池の内部抵抗が著しく高くなることが原
因であったと考えられる。なお、比較例２に用いた電解
液に浸漬したセパレータ重量変化率は比較例１に比較す
ればかなり改善されている。しかしながら、サイクル特
性は実施例１及び実施例２に比較して低く、充分に濡れ
性の改善がなされていないものと考えられる。
ータの重量であり、重量Ｂは電解液に濡れた後のセパレ
ータの重量である。実施例１及び実施例２に用いた電解
液に浸けたセパレータ重量変化率は大きく、電解液が細
孔内まで入りこんでいることを示している。一方、比較
例１に用いた電解液に浸漬したセパレータの重量変化は
小さく、電解液が細孔内に入り込んでいないことを示し
ている。このことから、比較例１の電気容量が低いの
は、セパレータや電極の細孔内に充分電解液が浸透して
いないため、電池の内部抵抗が著しく高くなることが原
因であったと考えられる。なお、比較例２に用いた電解
液に浸漬したセパレータ重量変化率は比較例１に比較す
ればかなり改善されている。しかしながら、サイクル特
性は実施例１及び実施例２に比較して低く、充分に濡れ
性の改善がなされていないものと考えられる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、電池のサイクル特性、
電気容量、保存特性などの電池特性に優れたリチウム二
次電池を提供することができる。
電気容量、保存特性などの電池特性に優れたリチウム二
次電池を提供することができる。
【００２７】
【表１】
【図１】本発明において充放電試験に用いたコイン型電
池の構成を示す概略断面図である。
池の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明における実施例と比較例の室温（２０
℃）での充放電試験の結果を示す図である。
℃）での充放電試験の結果を示す図である。
【符号の説明】 １ 正極端子を兼ねたケース ２ 負極端子を兼ねた封口板 ３ ガスケット ４ セパレータ ５ 正極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ04 AJ05 AJ14 AK03 AL06 AL07 AM01 AM02 AM03 AM07 BJ02 BJ03 HJ02 HJ07
Claims (2)
- 【請求項１】 非水溶媒に電解質が溶解されている電解
液において、該電解液中に下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
る電解液。 - 【請求項２】 正極、負極および非水溶媒に電解質が溶
解されている電解液からなるリチウム二次電池におい
て、該電解液中に下記一般式（Ｉ） 【化２】 （式中、Ｒ1はメチル基または炭素数９〜１７のアルキ
ル基であり、Ｒ1がメチル基のときＲ2は炭素数９〜１７
のアルキル基であり、またＲ1が炭素数９〜１７のアル
キル基のときＲ2はメチル基である。）で表されるエス
テル類が１〜２０体積％含有されていることを特徴とす
るリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296267A JP2000123865A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296267A JP2000123865A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000123865A true JP2000123865A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17831369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10296267A Pending JP2000123865A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000123865A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002237330A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-23 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池 |
| JP2009004235A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Aoi Electronics Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2011009230A (ja) * | 2000-08-11 | 2011-01-13 | Ube Industries Ltd | 非水電解液およびリチウム二次電池 |
-
1998
- 1998-10-19 JP JP10296267A patent/JP2000123865A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011009230A (ja) * | 2000-08-11 | 2011-01-13 | Ube Industries Ltd | 非水電解液およびリチウム二次電池 |
| JP2002237330A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-23 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池 |
| JP4711319B2 (ja) * | 2001-02-13 | 2011-06-29 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池 |
| JP2009004235A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Aoi Electronics Co Ltd | リチウム二次電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6469879B2 (ja) | ゲル高分子電解質、その製造方法およびゲル高分子電解質を含む電気化学素子 | |
| JP5032773B2 (ja) | イオン性液体を用いたリチウム二次電池 | |
| JP3815087B2 (ja) | 非水電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP3675460B2 (ja) | 有機電解液及びそれを採用したリチウム電池 | |
| JP4320914B2 (ja) | 非水電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 | |
| CN108808098B (zh) | 锂离子二次电池的制造方法 | |
| JP4691871B2 (ja) | 非水電解液およびリチウム二次電池 | |
| JP2001297790A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| KR20190030345A (ko) | 이차전지용 음극의 전리튬화 방법 | |
| JP2012089352A (ja) | 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 | |
| JP2019053983A (ja) | 非水電解液用添加剤、非水電解液電池用電解液、及び非水電解液電池 | |
| JP4193295B2 (ja) | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP3632389B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2001057234A (ja) | 非水電解液および非水電解液二次電池 | |
| US20030148190A1 (en) | Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same | |
| WO2014038535A1 (ja) | ポリマーゲル電解質、リチウムイオン電池およびその製造方法 | |
| JP5271751B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP2004158213A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
| JP2005294028A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4561034B2 (ja) | 非水電解液電池の製造方法 | |
| JP5110057B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4016497B2 (ja) | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP2000149987A (ja) | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JPH11273723A (ja) | リチウム二次電池用電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP4147691B2 (ja) | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |