JP2000182663A - 非水電解液及びリチウム二次電池 - Google Patents

非水電解液及びリチウム二次電池

Info

Publication number
JP2000182663A
JP2000182663A JP10354484A JP35448498A JP2000182663A JP 2000182663 A JP2000182663 A JP 2000182663A JP 10354484 A JP10354484 A JP 10354484A JP 35448498 A JP35448498 A JP 35448498A JP 2000182663 A JP2000182663 A JP 2000182663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
organic solvent
carbonate
aqueous electrolyte
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.)
Granted
Application number
JP10354484A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3870584B2 (ja
Inventor
Hitoshi Suzuki
仁 鈴木
Tomohiro Sato
智洋 佐藤
Minoru Kotado
稔 古田土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP35448498A priority Critical patent/JP3870584B2/ja
Publication of JP2000182663A publication Critical patent/JP2000182663A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3870584B2 publication Critical patent/JP3870584B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電過程における分解が抑制された非水電
解液、及びこれを用いたリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 ベンゼン環にアルキル置換基を有してい
てもよいベンジルアルキルカーボネート、及びアルキル
置換基を有していてもよいフェニル基を有する5員環以
上のラクトンの少くとも一方を含有する有機溶媒に、電
解質を溶解したものを電解液とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機溶媒中に電解質
を溶解してなる非水電解液、及びこれを用いたリチウム
二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気製品の軽量化、小型化に伴
い、高いエネルギー密度を有するリチウム二次電池が注
目されており、その一部は既に実用化されている。リチ
ウム二次電池の電解液としては、カーボネートやラクト
ン等の有機溶媒に無機又は有機リチウム塩を溶解した非
水電解液が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、リチウム
二次電池は電圧が高く、またリチウムは極めて活性なの
で、充放電過程において電解液が分解するという問題が
ある。電解液の分解は充放電効率を低下させ、かつサイ
クル特性も悪化させる。従って本発明は、充放電過程に
おける分解が抑制された非水電解液、及びこれを用いた
充放電効率が高く、かつサイクル特性の優れたリチウム
二次電池を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解液
は、ベンゼン環にアルキル置換基を有していてもよいベ
ンジルアルキルカーボネート及びアルキル置換基を有し
ていてもよいフェニル基を有する5員環以上のラクトン
の少くとも一方を含有する有機溶媒に電解質を溶解した
ものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に係る電解液に用いるベン
ジルアルキルカーボネートのベンジル基のベンゼン環に
置換するアルキル基としては、メチル基、エチル基、n
−プロピル基、i−プロピル基などの炭素数1〜3のア
ルキル基が好ましい。ベンゼン環に置換するアルキル基
の数は通常は1個であるが、2個以上であってもよい。
また、ベンジル基と共にカーボネートを形成するアルキ
ルとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i
−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−
ブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4のア
ルキル基が好ましい。ベンジルアルキルカーボネートの
いくつかを例示すると、ベンジルメチルカーボネート、
ベンジルエチルカーボネート、p−メチルフェニルメチ
ル−メチルカーボネート、p−メチルフェニルメチル−
エチルカーボネート、o−メチルフェニルメチル−メチ
ルカーボネート、o−メチルフェニルメチル−エチルカ
ーボネート、m−メチルフェニルメチル−メチルカーボ
ネート、及びm−メチルフェニルメチル−エチルカーボ
ネートなどが挙げられる。
【0006】本発明に係る電解液に用いるラクトンは5
員環以上であればよいが、5員環又は6員環が好まし
い。ラクトン環にはフェニル基が結合していることが必
要である。フェニル基に置換するアルキル基としては、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基
などの炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。フェニル
基に置換するアルキル基の数は通常は1個であるが、2
個以上であってもよい。このようなラクトンのいくつか
を例示すると、ジヒドロ−5−フェニル−2(3H)−
フラノン、ジヒドロ−3−フェニル−2(3H)−フラ
ノン、テトラヒドロ−6−フェニル−2H−ピラン−2
−オン、テトラヒドロ−3−フェニル−2H−ピラン−
2−オン、ジヒドロ−5−(4−メチルフェニル)−2
(3H)−フラノン、ジヒドロ−3−(4−メチルフェ
ニル)−2(3H)−フラノン、テトラヒドロ−6−
(4−メチルフェニル)−2H−ピラン−2−オン、テ
トラヒドロ−3−(4−メチルフェニル)−2H−ピラ
ン−2−オンなどが挙げられる。
【0007】本発明に係る電解液において、これらのベ
ンジルアルキルカーボネート及びラクトンは、有機溶媒
に占める容積が、30℃で測定して通常0.05〜60
容量%、好ましくは0.1〜30容量%となるように用
いられる。なお、これらのベンジルアルキルカーボネー
ト及びラクトンは通常は1種類を用いるが、所望ならば
いくつかを併用することもできる。
【0008】ベンジルアルキルカーボネート及びラクト
ンと共に本発明に係る電解液の有機溶媒を構成する溶媒
としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネートなどのアルキレンカーボネ
ート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、エチルメチルカーボネートなどのジアルキルカーボ
ネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンな
どのラクトン類;酢酸メチル、プロピオン酸メチルなど
のカルボン酸エステル類;テトラヒドロフラン、2−メ
チルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどの環
状エーテル類;ジメトキシメタン、ジメトキエタンなど
の鎖状エーテル類;スルフォラン、ジエチルスルホンな
どの含硫黄有機溶媒など、非水電解液の溶媒として知ら
れているもののなかから、適宜選択して用いればよい。
なかでもアルキレンカーボネートを用いるのが好まし
い。特に好ましくはアルキレンカーボネートとアルキル
カーボネートを併用する。そして上記のベンジルアルキ
ルカーボネート、フェニル基を有する5員環以上のラク
トン、アルキレンカーボネート及びジアルキルカーボネ
ートの合計が、有機溶媒の70容量%以上を占めるよう
にする。この合計量が80容量%以上、特に90容量%
以上を占めるようにするのが好ましい。
【0009】有機溶媒と共に電解液を構成する電解質と
しては、LiClO4 、LiPF6、LiBF4 などの
無機リチウム塩や、LiCF3 SO3 、LiN(CF3
SO 2 2 、LiN(C2 5 SO2 2 、LiN(C
3 SO2 )(C4 9 SO 2 )、LiC(CF3 SO
2 3 などの含フッ素有機リチウム塩などが用いられ
る。これらは2種以上を併用することもできる。電解液
中のこれらの電解質の濃度は通常0.5〜2.0モル/
lである。電解質の濃度が高過ぎても低過ぎても電解液
の電導度は低下する。
【0010】本発明に係る非水電解液は、常用の負極活
物質及び正極活物質と組合せて、リチウム二次電池に用
いることができる。負極活物質としては黒鉛が好ましい
が、酸化錫や酸化珪素などのリチウムを吸蔵・放出可能
な金属酸化物、更にはリチウム金属、リチウム合金など
を用いることもできる。負極用集電体としては銅、ニッ
ケル、ステンレス鋼などが用いられるが、加工性と価格
の点からして銅が好ましい。
【0011】正極活物質としては、LiCoO2 、Li
NiO2 、LiMn2 4 などのリチウム遷移金属複合
酸化物やフッ化黒鉛などが用いられる。正極用集電体と
してはアルミニウム、チタン、タンタルやその合金など
が用いられるが、アルミニウムを用いるのが好ましい。
負極と正極とを隔離するセパレーターとしては、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンの多孔性
フィルムや不織布などが用いられる。電池の構造は、シ
ート状の電極とセパレーターとを重ねて渦巻き状に巻い
たシリンダータイプ、又は薄片状の電極とセパレーター
とを積層したコインタイプなど、従来公知の任意の構造
とすることができる。
【0012】
【実施例】以下に実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。 正極の製作;LiCoO2 85重量部にカーボンブラッ
ク6重量部及びポリフッ化ビニリデン(呉羽化学社製、
KF−1000)9重量部を加えてよく混合した。この
混合物にN−メチルピロリドンを加えてスラリーとし、
これを厚さ20μmのアルミニウム箔に均一厚さとなる
ように塗布して乾燥した。これを直径12.5mmの円
板状に打抜いて正極とした。
【0013】負極の製作;天然黒鉛粉末(関西熱化学社
製品、NG−7)94重量部にポリフッ化ビニリデン6
重量部を加えてよく混合した。これにN−メチルピロリ
ドンを加えてスラリーとし、厚さ18μmの銅箔に均一
厚さとなるように塗布して乾燥した。これを直径12.
5mmの円板状に打抜いて負極とした。
【0014】電解液の調製;エチレンカーボネートと他
のカーボネートとの混合溶媒95容量部に、ベンジルア
ルキルカーボネート又はフェニル基で置換されたラクト
ン5容量部を添加した。この非水溶媒に乾燥アルゴン雰
囲気下で十分に乾燥した六フッ化リン酸リチウム(Li
PF6 )を1モル/lとなるように溶解して電解液とし
た。
【0015】電池の製作;正極導電体を兼ねるステンレ
ス鋼製の正極缶に正極を収容し、その上に電解液を含浸
させたセパレーターを介して負極を載置した。負極上に
負極導電体を兼ねるステンレス鋼製の封口板をかぶせ、
正極缶と封口板とを電気絶縁性のガスケットを介してか
しめて密封し、コイン型電池を製作した。
【0016】充放電試験;上記で得た電池について、2
5℃で0.5mAの定電流で、充電終止電圧4.2V、
放電終止電圧2.5Vで、充放電試験を行った。それぞ
れの電池の5サイクル目の充放電効率(%)を表−1に
示す。 充放電効率(%)=(放電容量/充電容量)×100 また、充放電のサイクルと放電容量との関係を図1に示
す。
【0017】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の電池と比較例1の電池の充放電サイ
クル数と放電容量との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田土 稔 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱化学株式会社筑波研究所内 Fターム(参考) 5H029 AJ05 AK03 AL06 AM03 AM07 BJ03 DJ09 EJ11 HJ01 HJ10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機溶媒に電解質を溶解してなる非水電
    解液において、有機溶媒がベンゼン環にアルキル置換基
    を有していてもよいベンジルアルキルカーボネート及び
    アルキル置換基を有していてもよいフェニル基を有する
    5員環以上のラクトンの少くとも一方を含有することを
    特徴とする非水電解液。
  2. 【請求項2】 有機溶媒に占める当該ベンジルアルキル
    カーボネート及びラクトンの合計量が0.1〜30容量
    %であることを特徴とする請求項1記載の非水電解液。
  3. 【請求項3】 有機溶媒がアルキレンカーボネートを含
    有することを特徴とする請求項1又は2記載の非水電解
    液。
  4. 【請求項4】 電解質が、LiClO4 、LiPF6
    LiBF4 、LiCF3 SO3 、LiN(CF3
    2 2 、LiN(C2 5 SO2 2 、LiN(CF
    3 SO2 )(C4 9 SO2 )及びLiC(CF3 SO
    2 3 よりなる群から選ばれたものであることを特徴と
    する請求項1ないし3のいずれかに記載の非水電解液。
  5. 【請求項5】 電解液中の電解質の濃度が0.5〜2.
    0モル/lであることを特徴とする請求項1ないし4の
    いずれかに記載の非水電解液。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の非
    水電解液を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。
JP35448498A 1998-12-14 1998-12-14 非水電解液及びリチウム二次電池 Expired - Fee Related JP3870584B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35448498A JP3870584B2 (ja) 1998-12-14 1998-12-14 非水電解液及びリチウム二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35448498A JP3870584B2 (ja) 1998-12-14 1998-12-14 非水電解液及びリチウム二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000182663A true JP2000182663A (ja) 2000-06-30
JP3870584B2 JP3870584B2 (ja) 2007-01-17

Family

ID=18437886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35448498A Expired - Fee Related JP3870584B2 (ja) 1998-12-14 1998-12-14 非水電解液及びリチウム二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3870584B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017258A (ja) * 2008-02-29 2014-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及び非水系電解液電池
US8889302B2 (en) 2008-02-29 2014-11-18 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery
EP2869389A4 (en) * 2012-06-29 2015-07-08 Mitsubishi Chem Corp NONAQUEOUS ELECTROLYTIC SOLUTION AND NONAQUEOUS ELECTROLYTIC SOLUTION CELL USING THE SAME
US9780409B2 (en) 2012-03-30 2017-10-03 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery employing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017258A (ja) * 2008-02-29 2014-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及び非水系電解液電池
US8889302B2 (en) 2008-02-29 2014-11-18 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery
US8916298B2 (en) 2008-02-29 2014-12-23 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery
US9083058B2 (en) 2008-02-29 2015-07-14 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery
US9780409B2 (en) 2012-03-30 2017-10-03 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous-electrolyte battery employing the same
EP2869389A4 (en) * 2012-06-29 2015-07-08 Mitsubishi Chem Corp NONAQUEOUS ELECTROLYTIC SOLUTION AND NONAQUEOUS ELECTROLYTIC SOLUTION CELL USING THE SAME
KR101857930B1 (ko) * 2012-06-29 2018-05-14 미쯔비시 케미컬 주식회사 비수계 전해액 및 그것을 사용한 비수계 전해액 전지
US10320030B2 (en) 2012-06-29 2019-06-11 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery employing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3870584B2 (ja) 2007-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3978881B2 (ja) 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池
JP3187929B2 (ja) リチウム二次電池
JP2000133304A (ja) 非水電解液及びそれを用いたリチウム二次電池
JPH1167270A (ja) 非水系電解液二次電池
JP2008071559A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2009026542A (ja) リチウム二次電池
JP2000243437A (ja) 非水電解質電池用溶質及び非水電解質電池
JPH09147910A (ja) リチウム二次電池
JPH087886A (ja) 非水系電解質二次電池及びその製造方法
JPWO2017213149A1 (ja) リチウムイオン二次電池および組電池
JP2002260735A (ja) 非水系電解液二次電池
JP2000048820A (ja) リチウム二次電池
JP4568920B2 (ja) 非水電解液二次電池及びそれに用いる非水電解液
JP3870584B2 (ja) 非水電解液及びリチウム二次電池
CN115152058A (zh) 电化学装置和包含其的电子装置
JP2015095427A (ja) リチウムイオン二次電池
JPH117977A (ja) 非水電解質電池
JP4147691B2 (ja) 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池
JP3831599B2 (ja) リチウム二次電池
JPH08171934A (ja) リチウム二次電池
JP4197785B2 (ja) 非水電解液二次電池
KR101863441B1 (ko) 리튬이차전지용 양극 활물질체를 포함하는 리튬이차전지
JP2000182666A (ja) 非水電解液二次電池
WO2012086618A1 (ja) 負極活物質、負極および非水電解液二次電池
JP2000040524A (ja) リチウム二次電池用電解液及び二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050315

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061009

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees