JP2000243443A - 非水電解液およびそれを用いた二次電池 - Google Patents
非水電解液およびそれを用いた二次電池Info
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- JP2000243443A JP2000243443A JP11041103A JP4110399A JP2000243443A JP 2000243443 A JP2000243443 A JP 2000243443A JP 11041103 A JP11041103 A JP 11041103A JP 4110399 A JP4110399 A JP 4110399A JP 2000243443 A JP2000243443 A JP 2000243443A
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- 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
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電特性、負荷特性および低温特性に優れ
た非水電解液およびそれを用いた二次電池を提供する。 【解決手段】 一般式［１］で表されるシアノエチル基
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなるこ
とを特徴とする非水電解液。 【化１】 （式［１］中、Ｘは炭素、窒素または酸素であり、Ｘが
炭素または窒素の時、Ｒは水素または炭素数１〜１０の
炭化水素基である）
た非水電解液およびそれを用いた二次電池を提供する。 【解決手段】 一般式［１］で表されるシアノエチル基
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなるこ
とを特徴とする非水電解液。 【化１】 （式［１］中、Ｘは炭素、窒素または酸素であり、Ｘが
炭素または窒素の時、Ｒは水素または炭素数１〜１０の
炭化水素基である）
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、充放電特性に優れた非水
電解液、およびそれを用いた二次電池に関する。より詳
細には、シアノエチル基を含む化合物を含有するリチウ
ム二次電池に適した非水電解液、およびそれを用いた二
次電池に関する。
電解液、およびそれを用いた二次電池に関する。より詳
細には、シアノエチル基を含む化合物を含有するリチウ
ム二次電池に適した非水電解液、およびそれを用いた二
次電池に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】非水電解液を用いた電池は、高電
圧でかつ高エネルギー密度を有しており、また貯蔵性な
どの信頼性も高いので、民生用電子機器の電源として広
く用いられている。
圧でかつ高エネルギー密度を有しており、また貯蔵性な
どの信頼性も高いので、民生用電子機器の電源として広
く用いられている。
【０００３】このような電池として非水電解液二次電池
があり、その代表的存在は、リチウムイオン二次電池で
ある。それに用いられる非水溶媒として、誘電率の高い
カーボネート化合物が知られており、各種カーボネート
化合物の使用が提案されている。また電解液として、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの前
記高誘電率カーボネート化合物溶媒と、炭酸ジエチルな
どの低粘度溶媒との混合溶媒に、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6、
ＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＣＦ3ＳＯ3、Ｌi2ＳiＦ6な
どの電解質を混合した溶液が用いられている。
があり、その代表的存在は、リチウムイオン二次電池で
ある。それに用いられる非水溶媒として、誘電率の高い
カーボネート化合物が知られており、各種カーボネート
化合物の使用が提案されている。また電解液として、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの前
記高誘電率カーボネート化合物溶媒と、炭酸ジエチルな
どの低粘度溶媒との混合溶媒に、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6、
ＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＣＦ3ＳＯ3、Ｌi2ＳiＦ6な
どの電解質を混合した溶液が用いられている。
【０００４】一方で、電池の高容量化を目指して電極の
研究も進められており、リチウムイオン二次電池の負極
として、リチウムの吸蔵、放出が可能な炭素材料が用い
られている。特に黒鉛などの高結晶性炭素は、放電電位
が平坦であるなどの特徴を有していることから、現在市
販されているリチウムイオン二次電池の大半の負極とし
て採用されている。
研究も進められており、リチウムイオン二次電池の負極
として、リチウムの吸蔵、放出が可能な炭素材料が用い
られている。特に黒鉛などの高結晶性炭素は、放電電位
が平坦であるなどの特徴を有していることから、現在市
販されているリチウムイオン二次電池の大半の負極とし
て採用されている。
【０００５】しかしながら、黒鉛などの高結晶性炭素を
負極に用いる場合、電解液用の非水溶媒として、凝固点
の低い高誘電率溶媒であるプロピレンカーボネートや1,
2‐ブチレンカーボネートを用いると、充電時に溶媒の
還元分解反応が起こり、活物質であるリチウムイオンの
黒鉛への挿入反応はほとんど進行しなくなり、電解液の
機能を果たさなくなる。その結果、特に初回の充放電効
率は極端に低下する。
負極に用いる場合、電解液用の非水溶媒として、凝固点
の低い高誘電率溶媒であるプロピレンカーボネートや1,
2‐ブチレンカーボネートを用いると、充電時に溶媒の
還元分解反応が起こり、活物質であるリチウムイオンの
黒鉛への挿入反応はほとんど進行しなくなり、電解液の
機能を果たさなくなる。その結果、特に初回の充放電効
率は極端に低下する。
【０００６】このため、電解液に使用される高誘電率の
非水溶媒として、常温で固体ではあるものの、還元分解
反応が継続的に起こりにくいエチレンカーボネートをプ
ロピレンカーボネートに混合することにより、非水溶媒
の還元分解反応を抑える試みがなされている。さらに還
元分解反応の抑制に加えて非水溶媒の粘度特性を改善す
るため、低粘度溶媒との組み合わせ方を工夫したり、様
々な添加剤を加えたり、電解液中のプロピレンカーボネ
ートの含有量を制限することなどが提案されている。こ
れらの対策により、電池の充放電特性及び低温特性の向
上が図られてきたが、現在ではより高性能の電解液が求
められている。
非水溶媒として、常温で固体ではあるものの、還元分解
反応が継続的に起こりにくいエチレンカーボネートをプ
ロピレンカーボネートに混合することにより、非水溶媒
の還元分解反応を抑える試みがなされている。さらに還
元分解反応の抑制に加えて非水溶媒の粘度特性を改善す
るため、低粘度溶媒との組み合わせ方を工夫したり、様
々な添加剤を加えたり、電解液中のプロピレンカーボネ
ートの含有量を制限することなどが提案されている。こ
れらの対策により、電池の充放電特性及び低温特性の向
上が図られてきたが、現在ではより高性能の電解液が求
められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の要請に
応えるために、黒鉛などの高結晶性炭素を負極に用いた
場合であっても、溶媒の還元分解反応が抑制され、電池
にすぐれた充放電効率、負荷特性及び低温特性を与える
非水電解液の提供を目的とする。また、この非水電解液
を含む二次電池の提供を目的とする。
応えるために、黒鉛などの高結晶性炭素を負極に用いた
場合であっても、溶媒の還元分解反応が抑制され、電池
にすぐれた充放電効率、負荷特性及び低温特性を与える
非水電解液の提供を目的とする。また、この非水電解液
を含む二次電池の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解液
は、下記一般式［１］で表されるシアノエチル基を含む
化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなることを特
徴とする非水電解液に関する。
は、下記一般式［１］で表されるシアノエチル基を含む
化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなることを特
徴とする非水電解液に関する。
【化６】 （式［１］中、Ｘは炭素、窒素または酸素であり、Ｘが
炭素または窒素の時、Ｒは水素または炭素数１〜１０の
炭化水素基である）
炭素または窒素の時、Ｒは水素または炭素数１〜１０の
炭化水素基である）
【０００９】また、前記の非水溶媒が、前記一般式
［１］で表されるシアノエチル基を有する化合物と、下
記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸エ
ステルおよび／または鎖状炭酸エステルとから構成され
ていると一層優れた非水電解液を提供することができ
る。
［１］で表されるシアノエチル基を有する化合物と、下
記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸エ
ステルおよび／または鎖状炭酸エステルとから構成され
ていると一層優れた非水電解液を提供することができ
る。
【化７】 （式［２ａ］または［２ｂ］中、Ｒ１およびＲ２は水素
原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ１およ
びＲ２は同一であっても異なっていてもよい。）
原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ１およ
びＲ２は同一であっても異なっていてもよい。）
【００１０】さらに、これら非水電解液は、電解質とし
てのリチウム塩が溶解した非水電解液であると、一次電
池または二次電池用の電解液として有効に利用すること
ができる。
てのリチウム塩が溶解した非水電解液であると、一次電
池または二次電池用の電解液として有効に利用すること
ができる。
【００１１】本発明は、また、負極活物質として金属リ
チウム、リチウム含有合金、リチウムイオンのドープ・
脱ドープが可能な炭素材料のいずれかを含む負極と、正
極活物質としてリチウムと遷移金属の複合酸化物、炭素
材料またはこれらの混合物のいずれかを含む正極と、前
記非水電解液とを含む二次電池に関する。
チウム、リチウム含有合金、リチウムイオンのドープ・
脱ドープが可能な炭素材料のいずれかを含む負極と、正
極活物質としてリチウムと遷移金属の複合酸化物、炭素
材料またはこれらの混合物のいずれかを含む正極と、前
記非水電解液とを含む二次電池に関する。
【００１２】
【発明の具体的説明】次に、本発明に係る非水電解液お
よびこの非水電解液を用いた非水電解液二次電池につい
て具体的に説明する。本発明に係る非水電解液は、シア
ノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と、電解質
とからなっており、各々について詳述する。
よびこの非水電解液を用いた非水電解液二次電池につい
て具体的に説明する。本発明に係る非水電解液は、シア
ノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と、電解質
とからなっており、各々について詳述する。
【００１３】シアノエチル基を含む化合物 本発明で非水溶媒に含有させるシアノエチル基を含む化
合物としては下記一般式［１］で表される化合物が使用
される。なお、本発明において、シアノエチル基とは−
ＣＨ2ＣＨ2ＣＮを示す。
合物としては下記一般式［１］で表される化合物が使用
される。なお、本発明において、シアノエチル基とは−
ＣＨ2ＣＨ2ＣＮを示す。
【化８】 式［１］中、Ｘとしては、炭素、酸素または窒素が挙げ
られる。また、Ｘが炭素または窒素の場合、Ｒとして
は、具体的にはメチル基、エチル基、ビニル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、1-プロペニル基、2-プロペニル
基、メタクリル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、
ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、
1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-メチル
-2-プロペニル基、1-メチレンプロピル基、1-メチル-2-
プロペニル基、1,2-ジメチルビニル基、1-ブチニル基、
2-ブチニル基、3-ブチニル基、ペンチル基、1-メチルブ
チル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-メチ
ル-2-メチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、そ
の他、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等
の炭素数１〜１０の直鎖または分岐アルキル基を挙げる
ことができる。
られる。また、Ｘが炭素または窒素の場合、Ｒとして
は、具体的にはメチル基、エチル基、ビニル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、1-プロペニル基、2-プロペニル
基、メタクリル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、
ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、
1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-メチル
-2-プロペニル基、1-メチレンプロピル基、1-メチル-2-
プロペニル基、1,2-ジメチルビニル基、1-ブチニル基、
2-ブチニル基、3-ブチニル基、ペンチル基、1-メチルブ
チル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-メチ
ル-2-メチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、そ
の他、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等
の炭素数１〜１０の直鎖または分岐アルキル基を挙げる
ことができる。
【００１４】前記一般式［１］で表される具体的な化合
物としては、次式で示される化合物を挙げることができ
る。
物としては、次式で示される化合物を挙げることができ
る。
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００１５】これらの中でも特に好ましい化合物として
は、N-シアノエチルピロリドンである。このような前記
一般式［１］で表されるシアノエチル基を含む化合物に
は、充電時における非水溶媒の還元分解反応を抑制し、
充放電効率を改善する効果がある。
は、N-シアノエチルピロリドンである。このような前記
一般式［１］で表されるシアノエチル基を含む化合物に
は、充電時における非水溶媒の還元分解反応を抑制し、
充放電効率を改善する効果がある。
【００１６】非 水 溶 媒 本発明に係る非水電解液では、前記一般式［１］で表さ
れるシアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒が
使用される。このシアノエチル基を含む化合物は、一般
に使われる非水溶媒への添加剤として、あるいは非水溶
媒を構成する一溶剤として使用することができる。シア
ノエチル基を含む化合物は非水溶媒全体（シアノエチル
基を含む化合物と非水溶媒との合計量）に対して０．０
０１重量％以上、好ましくは０．０１〜９９．５重量
％、さらに好ましくは０．０１〜７０重量％、特に好ま
しくは０．０５〜３０重量％の量で含まれることが望ま
しい。本発明では特に、シアノエチル基を含む化合物と
下記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸
エステルおよび／または鎖状炭酸エステルとを含む非水
溶媒を使用することが好ましい。
れるシアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒が
使用される。このシアノエチル基を含む化合物は、一般
に使われる非水溶媒への添加剤として、あるいは非水溶
媒を構成する一溶剤として使用することができる。シア
ノエチル基を含む化合物は非水溶媒全体（シアノエチル
基を含む化合物と非水溶媒との合計量）に対して０．０
０１重量％以上、好ましくは０．０１〜９９．５重量
％、さらに好ましくは０．０１〜７０重量％、特に好ま
しくは０．０５〜３０重量％の量で含まれることが望ま
しい。本発明では特に、シアノエチル基を含む化合物と
下記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸
エステルおよび／または鎖状炭酸エステルとを含む非水
溶媒を使用することが好ましい。
【００１７】使用できる非水溶媒としては、下記に示す
一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸エス
テルおよび／または鎖状炭酸エステルを挙げることがで
きる。
一般式［２ａ］または［２ｂ］で表される環状炭酸エス
テルおよび／または鎖状炭酸エステルを挙げることがで
きる。
【化１２】 式［２ａ］または［２ｂ］中、Ｒ１およびＲ２は水素原
子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ１および
Ｒ２は同一であっても異なっていてもよい。この中でア
ルキル基としては、炭素数１〜３のアルキル基が好まし
く、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基を
例示することができる。
子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ１および
Ｒ２は同一であっても異なっていてもよい。この中でア
ルキル基としては、炭素数１〜３のアルキル基が好まし
く、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基を
例示することができる。
【００１８】前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表さ
れる環状炭酸エステルの例として具体的には、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、1,2‐ブチレ
ンカーボネート、2,3‐ブチレンカーボネート、1,2‐ペ
ンチレンカーボネート、2,3‐ペンチレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。特に、誘
電率が高く、粘度及び凝固点の低いプロピレンカーボネ
ートが好適に使用される。また、これら環状炭酸エステ
ルは２種以上混合して使用してもよい。
れる環状炭酸エステルの例として具体的には、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、1,2‐ブチレ
ンカーボネート、2,3‐ブチレンカーボネート、1,2‐ペ
ンチレンカーボネート、2,3‐ペンチレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。特に、誘
電率が高く、粘度及び凝固点の低いプロピレンカーボネ
ートが好適に使用される。また、これら環状炭酸エステ
ルは２種以上混合して使用してもよい。
【００１９】鎖状炭酸エステルとして具体的には、ジメ
チルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチル
イソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネー
トなどが挙げられる。これら鎖状炭酸エステルは２種以
上混合して使用してもよい。
チルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチル
イソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネー
トなどが挙げられる。これら鎖状炭酸エステルは２種以
上混合して使用してもよい。
【００２０】このような鎖状炭酸エステルが非水溶媒中
に含まれていると、非水電解液の粘度を低くすることが
可能となり、電解質の溶解度をさらに高め、常温または
低温での電気伝導性に優れた電解液とすることできる。
このため電池の充放電効率、および、例えば、低温にお
ける充放電効率や、低温における負荷特性のような低温
特性を改善することができる。
に含まれていると、非水電解液の粘度を低くすることが
可能となり、電解質の溶解度をさらに高め、常温または
低温での電気伝導性に優れた電解液とすることできる。
このため電池の充放電効率、および、例えば、低温にお
ける充放電効率や、低温における負荷特性のような低温
特性を改善することができる。
【００２１】非水溶媒として前記一般式［２ａ］または
［２ｂ］で表される環状炭酸エステルおよび／または鎖
状炭酸エステルを用いる場合は、前記一般式［１］で表
されるシアノエチル基を含む化合物は、それを含有する
非水溶媒全体（前記一般式［１］で表されるシアノエチ
ル基を含む化合物と、前記一般式［２ａ］または［２
ｂ］で表される環状炭酸エステルおよび／または鎖状炭
酸エステルとの合計量）に対して０．００１重量％以
上、好ましくは０．０１〜９９．５重量％、さらに好ま
しくは０．０１〜７０重量％、特に好ましくは０.０５
〜３０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［２ｂ］で表される環状炭酸エステルおよび／または鎖
状炭酸エステルを用いる場合は、前記一般式［１］で表
されるシアノエチル基を含む化合物は、それを含有する
非水溶媒全体（前記一般式［１］で表されるシアノエチ
ル基を含む化合物と、前記一般式［２ａ］または［２
ｂ］で表される環状炭酸エステルおよび／または鎖状炭
酸エステルとの合計量）に対して０．００１重量％以
上、好ましくは０．０１〜９９．５重量％、さらに好ま
しくは０．０１〜７０重量％、特に好ましくは０.０５
〜３０重量％の量で含まれていることが望ましい。
【００２２】このような混合割合で前記一般式［１］で
表されるシアノエチル基を含む化合物がそれを含む非水
溶媒全体に含まれていると、充電時に起こる溶媒の還元
分解反応を低く抑えることができ、電池の充放電効率の
向上および低温特性の改善を図ることができる。また、
非水溶媒中の、前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表
される環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混合割
合は、重量比で表して、環状炭酸エステル：鎖状炭酸エ
ステルが、０：１００〜１００：０、好ましくは５：９
５〜９５：５、特に好ましくは２０：８０〜８５：１５
である。
表されるシアノエチル基を含む化合物がそれを含む非水
溶媒全体に含まれていると、充電時に起こる溶媒の還元
分解反応を低く抑えることができ、電池の充放電効率の
向上および低温特性の改善を図ることができる。また、
非水溶媒中の、前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表
される環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混合割
合は、重量比で表して、環状炭酸エステル：鎖状炭酸エ
ステルが、０：１００〜１００：０、好ましくは５：９
５〜９５：５、特に好ましくは２０：８０〜８５：１５
である。
【００２３】したがって、本発明に係わる好ましい非水
溶媒は、前記一般式［１］で表されるシアノエチル基を
含む化合物と、前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表
される環状炭酸エステル及び／又は鎖状炭酸エステルを
含むものである。またそれらに加えて、通常電池用非水
溶媒として広く使用されている溶媒をさらに混合使用す
ることも可能である。使用できる溶媒の例として具体的
には、 蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチ
ル、プロピオン酸エチルなどの鎖状エステル； リン酸
トリメチルなどのリン酸エステル； ジメトキシエタン
などの鎖状エーテル； テトラヒドロフランなどの環状
エーテル； ジメチルホルムアミドなどのアミド； メチ
ル‐N,N‐ジメチルカーバメートなどの鎖状カーバメー
ト； γ‐ブチロラクトンなどの環状エステル； スルホ
ランなどの環状スルホン； N‐メチルオキサゾリジノン
などの環状カーバメート；N‐メチルピロリドンなどの
環状アミド； N,N‐ジメチルイミダゾリジノンなどの環
状ウレア； 4,4-ジメチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-エチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-プロピル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-メチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4,4-ジエチル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4-エチル-4-プロピル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-エチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4,4-ジプロピル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4-プロピル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4,4-ジブチル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4,4-ジメチル-5-エチリデンエチレンカーボネー
ト、4-メチル-4-エチル-5-エチリデンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-プロピル-5-エチリデンエチレンカー
ボネート、4-メチル-4-ブチル-5-エチリデンエチレンカ
ーボネート、4,4-ジエチル-5-エチリデンエチレンカー
ボネート、4-エチル-4-プロピル-5-エチリデンエチレン
カーボネート、4-エチル-4-ブチル-5-エチリデンエチレ
ンカーボネート、4,4-ジプロピル-5-エチリデンエチレ
ンカーボネート、4-プロピル-4-ブチル-5-エチリデンエ
チレンカーボネート、4,4-ジブチル-5-エチリデンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-ビニル-5-メチレンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-アリル-5-メチレンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-メトキシメチル-5-メチ
レンエチレンカーボネート、4-メチル-4-アクリルオキ
シメチル-5-メチレンエチレンカーボネート、4-メチル-
4-アリルオキシメチル-5-メチレンエチレンカーボネー
トなどの環状炭酸エステル； 4-ビニルエチレンカーボ
ネート、4,4-ジビニルエチレンカーボネート、4,5-ジビ
ニルエチレンカーボネートなどのビニルエチレンカーボ
ネート誘導体； 4-ビニル-4-メチルエチレンカーボネー
ト、4-ビニル-5-メチルエチレンカーボネート、4-ビニ
ル-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-5,5-
ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-4,5,5-トリ
メチルエチレンカーボネートなどのアルキル置換ビニル
エチレンカーボネート誘導体； 4-アリルオキシメチル
エチレンカーボネート、4,5-ジアリルオキシメチルエチ
レンカーボネートなどのアリルオキシメチルエチレンカ
ーボネート誘導体； 4-メチル-4-アリルオキシメチルエ
チレンカーボネート、4-メチル-5-アリルオキシメチル
エチレンカーボネートなどのアルキル置換アリルオキシ
メチルエチレンカーボネート誘導体； 4-アクリルオキ
シメチルエチレンカーボネート、4,5-アクリルオキシメ
チルエチレンカーボネートなどのアクリルオキシメチル
エチレンカーボネート誘導体； 4-メチル-4-アクリルオ
キシメチルエチレンカーボネート、4-メチル-5-アクリ
ルオキシメチルエチレンカーボネートなどのアルキル置
換アクリルオキシメチルエチレンカーボネート誘導体；
下記一般式で表わされる化合物などが挙げられる。Ｈ
Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）aＨ、ＨＯ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）
Ｏ｝bＨ、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）cＨ、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ
2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝dＨ、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）eＣ
Ｈ3、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝fＣＨ3、Ｃ 9Ｈ
19ＰｈＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）g｛ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝hＣＨ3
（Ｐｈはフェニル基）、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）
Ｏ｝iＣＯ｛Ｏ（ＣＨ3）ＣＨＣＨ2｝jＯＣＨ3（前記の
式中、ａ〜ｆは５〜２５０の整数、ｇ〜jは２〜２４９
の整数、５≦ｇ＋ｈ≦２５０、５≦ｉ＋ｊ≦２５０であ
る。）
溶媒は、前記一般式［１］で表されるシアノエチル基を
含む化合物と、前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表
される環状炭酸エステル及び／又は鎖状炭酸エステルを
含むものである。またそれらに加えて、通常電池用非水
溶媒として広く使用されている溶媒をさらに混合使用す
ることも可能である。使用できる溶媒の例として具体的
には、 蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチ
ル、プロピオン酸エチルなどの鎖状エステル； リン酸
トリメチルなどのリン酸エステル； ジメトキシエタン
などの鎖状エーテル； テトラヒドロフランなどの環状
エーテル； ジメチルホルムアミドなどのアミド； メチ
ル‐N,N‐ジメチルカーバメートなどの鎖状カーバメー
ト； γ‐ブチロラクトンなどの環状エステル； スルホ
ランなどの環状スルホン； N‐メチルオキサゾリジノン
などの環状カーバメート；N‐メチルピロリドンなどの
環状アミド； N,N‐ジメチルイミダゾリジノンなどの環
状ウレア； 4,4-ジメチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-エチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-プロピル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-メチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4,4-ジエチル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4-エチル-4-プロピル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4-エチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4,4-ジプロピル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4-プロピル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4,4-ジブチル-5-メチレンエチレンカーボネー
ト、4,4-ジメチル-5-エチリデンエチレンカーボネー
ト、4-メチル-4-エチル-5-エチリデンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-プロピル-5-エチリデンエチレンカー
ボネート、4-メチル-4-ブチル-5-エチリデンエチレンカ
ーボネート、4,4-ジエチル-5-エチリデンエチレンカー
ボネート、4-エチル-4-プロピル-5-エチリデンエチレン
カーボネート、4-エチル-4-ブチル-5-エチリデンエチレ
ンカーボネート、4,4-ジプロピル-5-エチリデンエチレ
ンカーボネート、4-プロピル-4-ブチル-5-エチリデンエ
チレンカーボネート、4,4-ジブチル-5-エチリデンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-ビニル-5-メチレンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-アリル-5-メチレンエチ
レンカーボネート、4-メチル-4-メトキシメチル-5-メチ
レンエチレンカーボネート、4-メチル-4-アクリルオキ
シメチル-5-メチレンエチレンカーボネート、4-メチル-
4-アリルオキシメチル-5-メチレンエチレンカーボネー
トなどの環状炭酸エステル； 4-ビニルエチレンカーボ
ネート、4,4-ジビニルエチレンカーボネート、4,5-ジビ
ニルエチレンカーボネートなどのビニルエチレンカーボ
ネート誘導体； 4-ビニル-4-メチルエチレンカーボネー
ト、4-ビニル-5-メチルエチレンカーボネート、4-ビニ
ル-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-5,5-
ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-4,5,5-トリ
メチルエチレンカーボネートなどのアルキル置換ビニル
エチレンカーボネート誘導体； 4-アリルオキシメチル
エチレンカーボネート、4,5-ジアリルオキシメチルエチ
レンカーボネートなどのアリルオキシメチルエチレンカ
ーボネート誘導体； 4-メチル-4-アリルオキシメチルエ
チレンカーボネート、4-メチル-5-アリルオキシメチル
エチレンカーボネートなどのアルキル置換アリルオキシ
メチルエチレンカーボネート誘導体； 4-アクリルオキ
シメチルエチレンカーボネート、4,5-アクリルオキシメ
チルエチレンカーボネートなどのアクリルオキシメチル
エチレンカーボネート誘導体； 4-メチル-4-アクリルオ
キシメチルエチレンカーボネート、4-メチル-5-アクリ
ルオキシメチルエチレンカーボネートなどのアルキル置
換アクリルオキシメチルエチレンカーボネート誘導体；
下記一般式で表わされる化合物などが挙げられる。Ｈ
Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）aＨ、ＨＯ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）
Ｏ｝bＨ、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）cＨ、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ
2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝dＨ、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）eＣ
Ｈ3、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝fＣＨ3、Ｃ 9Ｈ
19ＰｈＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）g｛ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ｝hＣＨ3
（Ｐｈはフェニル基）、ＣＨ3Ｏ｛ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）
Ｏ｝iＣＯ｛Ｏ（ＣＨ3）ＣＨＣＨ2｝jＯＣＨ3（前記の
式中、ａ〜ｆは５〜２５０の整数、ｇ〜jは２〜２４９
の整数、５≦ｇ＋ｈ≦２５０、５≦ｉ＋ｊ≦２５０であ
る。）
【００２４】非 水 電 解 液 本発明の非水電解液は、前述した特定のシアノエチル基
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなって
おり、例えば前述した特定のシアノエチル基を含む化合
物を含有する非水溶媒に電解質を溶解してなるものであ
る。使用される電解質としては、通常、非水電解液用電
解質として使用されているものであれば、いずれをも使
用することができる。
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなって
おり、例えば前述した特定のシアノエチル基を含む化合
物を含有する非水溶媒に電解質を溶解してなるものであ
る。使用される電解質としては、通常、非水電解液用電
解質として使用されているものであれば、いずれをも使
用することができる。
【００２５】電解質の具体例としては、ＬiＰＦ6、Ｌi
ＢＦ4、ＬiＣlＯ4、ＬiＡｓＦ6、Ｌi 2ＳiＦ6、ＬiＣ4Ｆ
9ＳＯ3、ＬiＣ8Ｆ17ＳＯ3などのリチウム塩が挙げられ
る。また、次の一般式で示されるリチウム塩も使用する
ことができる。ＬiＯＳＯ2Ｒ3、ＬiＮ(ＳＯ2Ｒ4)(ＳＯ2
Ｒ5)、ＬiＣ(ＳＯ2Ｒ6)(ＳＯ2Ｒ7)(ＳＯ2Ｒ8)、ＬiＮ
(ＳＯ2ＯＲ9)(ＳＯ2ＯＲ10)（ここで、Ｒ3〜Ｒ10は、互
いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜６
のパーフルオロアルキル基である）。これらのリチウム
塩は単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使
用してもよい。
ＢＦ4、ＬiＣlＯ4、ＬiＡｓＦ6、Ｌi 2ＳiＦ6、ＬiＣ4Ｆ
9ＳＯ3、ＬiＣ8Ｆ17ＳＯ3などのリチウム塩が挙げられ
る。また、次の一般式で示されるリチウム塩も使用する
ことができる。ＬiＯＳＯ2Ｒ3、ＬiＮ(ＳＯ2Ｒ4)(ＳＯ2
Ｒ5)、ＬiＣ(ＳＯ2Ｒ6)(ＳＯ2Ｒ7)(ＳＯ2Ｒ8)、ＬiＮ
(ＳＯ2ＯＲ9)(ＳＯ2ＯＲ10)（ここで、Ｒ3〜Ｒ10は、互
いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜６
のパーフルオロアルキル基である）。これらのリチウム
塩は単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使
用してもよい。
【００２６】これらの内、特に、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4、
ＬiＯＳＯ2Ｒ3、ＬiＮ(ＳＯ2Ｒ4)(ＳＯ2Ｒ5)、ＬiＣ(Ｓ
Ｏ2Ｒ6)(ＳＯ2Ｒ7)(ＳＯ2Ｒ8)、ＬiＮ(ＳＯ2ＯＲ9)(Ｓ
Ｏ2ＯＲ10)が好ましい。
ＬiＯＳＯ2Ｒ3、ＬiＮ(ＳＯ2Ｒ4)(ＳＯ2Ｒ5)、ＬiＣ(Ｓ
Ｏ2Ｒ6)(ＳＯ2Ｒ7)(ＳＯ2Ｒ8)、ＬiＮ(ＳＯ2ＯＲ9)(Ｓ
Ｏ2ＯＲ10)が好ましい。
【００２７】このような電解質は、通常、０．１〜３モ
ル／リットル、好ましくは０．５〜２モル／リットルの
濃度で非水電解液中に含まれていることが望ましい。
ル／リットル、好ましくは０．５〜２モル／リットルの
濃度で非水電解液中に含まれていることが望ましい。
【００２８】本発明における非水電解液は、上記特定の
シアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と電解
質とを必須構成成分として含むが、必要に応じて他の添
加剤等を加えてもよい。
シアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と電解
質とを必須構成成分として含むが、必要に応じて他の添
加剤等を加えてもよい。
【００２９】以上のような本発明に係る非水電解液は、
リチウムイオン二次電池用の非水電解液として好適であ
るばかりでなく、一次電池用の非水電解液としても用い
ることが出来る。
リチウムイオン二次電池用の非水電解液として好適であ
るばかりでなく、一次電池用の非水電解液としても用い
ることが出来る。
【００３０】二 次 電 池 本発明に係る非水電解液二次電池は、負極と、正極と、
前記の非水電解液とを基本的に含んで構成されており、
通常負極と正極との間にセパレータが設けられている。
前記の非水電解液とを基本的に含んで構成されており、
通常負極と正極との間にセパレータが設けられている。
【００３１】負極を構成する負極活物質としては、金属
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドーブ・脱
ドーブすることが可能な炭素材料のいずれを用いること
ができる。これらの中でもリチウムイオンをドーブ・脱
ドーブすることが可能な炭素材料が好ましい。このよう
な炭素材料は、グラファイトであっても非晶質炭素であ
ってもよく、活性炭、炭素繊維、カーボンブラック、メ
ソカーボンマイクロビーズなどが用いられる。
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドーブ・脱
ドーブすることが可能な炭素材料のいずれを用いること
ができる。これらの中でもリチウムイオンをドーブ・脱
ドーブすることが可能な炭素材料が好ましい。このよう
な炭素材料は、グラファイトであっても非晶質炭素であ
ってもよく、活性炭、炭素繊維、カーボンブラック、メ
ソカーボンマイクロビーズなどが用いられる。
【００３２】負極活物質として、特にＸ線解析で測定し
た（００２)面の面間隔（ｄ００２）が０．３４０ｎｍ
以下の炭素材料が好ましく、密度が１．７０ｇ／ｃｍ3
以上である黒鉛またはそれに近い性質を有する高結晶性
炭素材料が望ましい。このような炭素材料を使用する
と、電池のエネルギー密度を高くすることができる。
た（００２)面の面間隔（ｄ００２）が０．３４０ｎｍ
以下の炭素材料が好ましく、密度が１．７０ｇ／ｃｍ3
以上である黒鉛またはそれに近い性質を有する高結晶性
炭素材料が望ましい。このような炭素材料を使用する
と、電池のエネルギー密度を高くすることができる。
【００３３】正極を構成する正極活物質としては、Ｍo
Ｓ2、ＴiＳ2、ＭnＯ2、Ｖ2Ｏ5などの遷移金属酸化物ま
たは遷移金属硫化物、ＬiＣoＯ2、ＬiＭnＯ2、ＬiＭn2
Ｏ4、ＬiＮiＯ2などのリチウムと遷移金属とからなる複
合酸化物が挙げられる。これ等の中でも、特にリチウム
と遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリ
チウム金属またはリチウム合金である場合は、正極とし
て炭素材料を用いることもできる。また、正極として、
リチウムと遷移金属の複合酸化物と炭素材料との混合物
を用いることもできる。
Ｓ2、ＴiＳ2、ＭnＯ2、Ｖ2Ｏ5などの遷移金属酸化物ま
たは遷移金属硫化物、ＬiＣoＯ2、ＬiＭnＯ2、ＬiＭn2
Ｏ4、ＬiＮiＯ2などのリチウムと遷移金属とからなる複
合酸化物が挙げられる。これ等の中でも、特にリチウム
と遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリ
チウム金属またはリチウム合金である場合は、正極とし
て炭素材料を用いることもできる。また、正極として、
リチウムと遷移金属の複合酸化物と炭素材料との混合物
を用いることもできる。
【００３４】セパレータは多孔性の膜であって、通常微
多孔性ポリマーフィルムが好適に使用される。特に、多
孔性ポリオレフィンフィルムが好ましく、具体的には多
孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィ
ルム、または多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロ
ピレンとの多層フィルムを例示することができる。
多孔性ポリマーフィルムが好適に使用される。特に、多
孔性ポリオレフィンフィルムが好ましく、具体的には多
孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィ
ルム、または多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロ
ピレンとの多層フィルムを例示することができる。
【００３５】このような非水電解液二次電池は、円筒
型、コイン型、角型、その他任意の形状に形成すること
ができる。しかし、電池の基本構造は形状によらず同じ
であり、目的に応じて設計変更を施すことができる。次
に、円筒型およびコイン型電池の構造について説明する
が、各電池を構成する負極活物質、正極活物質およびセ
パレータは、前記したものが共通して使用される。
型、コイン型、角型、その他任意の形状に形成すること
ができる。しかし、電池の基本構造は形状によらず同じ
であり、目的に応じて設計変更を施すことができる。次
に、円筒型およびコイン型電池の構造について説明する
が、各電池を構成する負極活物質、正極活物質およびセ
パレータは、前記したものが共通して使用される。
【００３６】例えば、円筒型非水電解液二次電池の場合
には、負極集電体に負極活物質を塗布してなる負極と、
正極集電体に正極活物質を塗布してなる正極とを、非水
電解液を注入したセパレータを介して巻回し、巻回体の
上下に絶縁板を載置した状態で電池缶に収納されてい
る。
には、負極集電体に負極活物質を塗布してなる負極と、
正極集電体に正極活物質を塗布してなる正極とを、非水
電解液を注入したセパレータを介して巻回し、巻回体の
上下に絶縁板を載置した状態で電池缶に収納されてい
る。
【００３７】また、本発明に係る非水電解液二次電池
は、コイン型非水電解液二次電池にも適用することがで
きる。コイン型電池では、円盤状負極、セパレータ、円
盤状正極、およびステンレスの板が、この順序に積層さ
れた状態でコイン型電池缶に収納されている。
は、コイン型非水電解液二次電池にも適用することがで
きる。コイン型電池では、円盤状負極、セパレータ、円
盤状正極、およびステンレスの板が、この順序に積層さ
れた状態でコイン型電池缶に収納されている。
【００３８】
【実施例】以下、実施例および比較例を通して本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
【００３９】
【実施例１】＜非水電解液の調製＞プロピレンカーボネ
ート（ＰＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、
ＰＣ：ＤＥＣ＝５５：４５（重量比）の割合で混合した
後、この混合溶媒９９重量部に対して下記式で表わされ
るN-シアノエチルピロリドン（ＮＣＹＰ）を１重量部添
加し、ＮＣＹＰの量が非水溶媒全体（ＰＣとＤＥＣとＮ
ＣＹＰとの合計量）に対して１重量％となるように非水
溶媒を調製した。次に電解質であるＬｉＰＦ 6を非水溶
媒に溶解し、電解質濃度が１．０モル／リットルとなる
ように非水電解液を調製した。
ート（ＰＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、
ＰＣ：ＤＥＣ＝５５：４５（重量比）の割合で混合した
後、この混合溶媒９９重量部に対して下記式で表わされ
るN-シアノエチルピロリドン（ＮＣＹＰ）を１重量部添
加し、ＮＣＹＰの量が非水溶媒全体（ＰＣとＤＥＣとＮ
ＣＹＰとの合計量）に対して１重量％となるように非水
溶媒を調製した。次に電解質であるＬｉＰＦ 6を非水溶
媒に溶解し、電解質濃度が１．０モル／リットルとなる
ように非水電解液を調製した。
【化１３】
【００４０】＜負極の作製＞大阪ガス（株）製のメソカ
ーボンマイクロビーズ(商品名；ＭＣＭＢ６−２８、ｄ
００２＝０．３３７ｎｍ、密度２．１７ｇ／ｃｍ3）の
炭素粉末９０重量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）１０重量部とを混合し、溶剤のN‐
メチルピロリドンに分散させ、ペースト状の負極合剤ス
ラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを厚さ
２０μｍの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥させ
て帯状の炭素負極を得た。乾燥後の負極合剤の厚さは２
５μｍであった。さらに、この帯状電極を直径１５ｍｍ
の円盤状に打ち抜いた後、圧縮成形して負極電極とし
た。
ーボンマイクロビーズ(商品名；ＭＣＭＢ６−２８、ｄ
００２＝０．３３７ｎｍ、密度２．１７ｇ／ｃｍ3）の
炭素粉末９０重量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）１０重量部とを混合し、溶剤のN‐
メチルピロリドンに分散させ、ペースト状の負極合剤ス
ラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを厚さ
２０μｍの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥させ
て帯状の炭素負極を得た。乾燥後の負極合剤の厚さは２
５μｍであった。さらに、この帯状電極を直径１５ｍｍ
の円盤状に打ち抜いた後、圧縮成形して負極電極とし
た。
【００４１】＜正極の作製＞本庄ケミカル（株）製のＬ
ｉＣｏＯ2（製品名：ＨＬＣ−２１、平均粒径８μｍ）
微粒子９１重量部と、導電材としてのグラファイト６重
量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）３重量部とを混合して正極合剤を調製し、N‐メチ
ルピロリドンに分散させて正極合剤スラリーを得た。こ
のスラリーを厚さ２０μｍの帯状アルミニウム箔製正極
集電体に塗布し、乾燥させ、圧縮成形によって帯状正極
を得た。乾燥後の正極合剤の厚さは４０μｍであった。
その後、この帯状電極を直径１５ｍｍの円盤状に打ち抜
くことによって正極電極とした。
ｉＣｏＯ2（製品名：ＨＬＣ−２１、平均粒径８μｍ）
微粒子９１重量部と、導電材としてのグラファイト６重
量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）３重量部とを混合して正極合剤を調製し、N‐メチ
ルピロリドンに分散させて正極合剤スラリーを得た。こ
のスラリーを厚さ２０μｍの帯状アルミニウム箔製正極
集電体に塗布し、乾燥させ、圧縮成形によって帯状正極
を得た。乾燥後の正極合剤の厚さは４０μｍであった。
その後、この帯状電極を直径１５ｍｍの円盤状に打ち抜
くことによって正極電極とした。
【００４２】＜電池の作製＞このようにして得られた円
盤状負極および円盤状正極、さらに厚さ２５μｍ、直径
１９ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできた
セパレータを用意した。ステンレス製の２０３２サイズ
の電池缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で各々を
積層した後、セパレータに前記非水電解液を注入した。
その後、電池缶内にステンレス製の板（厚さ２．４ｍ
ｍ、直径１５．４ｍｍ）を収納し、さらにポリプロピレ
ン製のガスケットを介して、電池缶（蓋）をかしめた。
この結果、電池内の気密性が保持でき、直径２０ｍｍ、
高さ３．２ｍｍのボタン型非水電解液二次電池が得られ
た。
盤状負極および円盤状正極、さらに厚さ２５μｍ、直径
１９ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできた
セパレータを用意した。ステンレス製の２０３２サイズ
の電池缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で各々を
積層した後、セパレータに前記非水電解液を注入した。
その後、電池缶内にステンレス製の板（厚さ２．４ｍ
ｍ、直径１５．４ｍｍ）を収納し、さらにポリプロピレ
ン製のガスケットを介して、電池缶（蓋）をかしめた。
この結果、電池内の気密性が保持でき、直径２０ｍｍ、
高さ３．２ｍｍのボタン型非水電解液二次電池が得られ
た。
【００４３】＜放電容量の測定＞このようにして得られ
た二次電池の放電容量を室温にて次の方法で測定した。
なお、本実施例では、負極にＬｉイオンがドープされる
電流方向を充電、脱ドープされる電流方向を放電とし
た。充電は、４．１Ｖ、１ｍＡ定電流定電圧充電方法で
行い、充電電流が５０μＡ以下になった時点で終了とし
た。放電は、１ｍＡの定電流で行い、電圧が２．７Ｖに
達した時点で終了した。この充放電サイクルの充電容量
と放電容量とから、次式により充放電効率を計算し、そ
の結果を表１に示した。 充放電効率（％）＝｛放電容量（ｍＡｈ／ｇ）｝／｛充
電容量（ｍＡｈ／ｇ）｝×１００
た二次電池の放電容量を室温にて次の方法で測定した。
なお、本実施例では、負極にＬｉイオンがドープされる
電流方向を充電、脱ドープされる電流方向を放電とし
た。充電は、４．１Ｖ、１ｍＡ定電流定電圧充電方法で
行い、充電電流が５０μＡ以下になった時点で終了とし
た。放電は、１ｍＡの定電流で行い、電圧が２．７Ｖに
達した時点で終了した。この充放電サイクルの充電容量
と放電容量とから、次式により充放電効率を計算し、そ
の結果を表１に示した。 充放電効率（％）＝｛放電容量（ｍＡｈ／ｇ）｝／｛充
電容量（ｍＡｈ／ｇ）｝×１００
【００４４】
【実施例２】実施例１において、N-シアノエチルピロリ
ドンの代わりに下記式で表わされるN-シアノエチルオキ
サゾリジノン（ＮＣＹＯＺ）にを使用した以外は実施例
１と同様にして、非水電解液の調製および電池の作製を
行い、実施例１と同様にして電池の充放電効率を評価し
た。結果を表１に表わす。
ドンの代わりに下記式で表わされるN-シアノエチルオキ
サゾリジノン（ＮＣＹＯＺ）にを使用した以外は実施例
１と同様にして、非水電解液の調製および電池の作製を
行い、実施例１と同様にして電池の充放電効率を評価し
た。結果を表１に表わす。
【化１４】
【００４５】
【実施例３】実施例１において、N-シアノエチルピロリ
ドンの代わりに下記式で表わされるN-シアノエチル-N,
N'-エチルイミダゾリジノン（ＣＹＥＩ）を使用した以
外は実施例１と同様にして、非水電解液の調製および電
池の作製を行い、実施例１と同様にして電池の充放電効
率を評価した。結果を表１に表わす。
ドンの代わりに下記式で表わされるN-シアノエチル-N,
N'-エチルイミダゾリジノン（ＣＹＥＩ）を使用した以
外は実施例１と同様にして、非水電解液の調製および電
池の作製を行い、実施例１と同様にして電池の充放電効
率を評価した。結果を表１に表わす。
【化１５】
【００４６】
【比較例１】実施例１において、N-シアノエチルピロリ
ドンを添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、
非水電解液の調製および電池の作製を行い、実施例１と
同様にして電池の充放電効率を評価した。結果を表１に
表わす。
ドンを添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、
非水電解液の調製および電池の作製を行い、実施例１と
同様にして電池の充放電効率を評価した。結果を表１に
表わす。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】本発明の非水電解液は、黒鉛などの高結
晶性炭素を負極に用いた場合に起こる溶媒の還元分解反
応を低く抑制することができる。その結果、この非水電
解液を用いた二次電池は、充放電特性、負荷特性、低温
における電池特性に優れている。従って、この非水電解
液は、リチウムイオン二次電池用の非水電解液として特
に好適である。
晶性炭素を負極に用いた場合に起こる溶媒の還元分解反
応を低く抑制することができる。その結果、この非水電
解液を用いた二次電池は、充放電特性、負荷特性、低温
における電池特性に優れている。従って、この非水電解
液は、リチウムイオン二次電池用の非水電解液として特
に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹 弘明 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三 井化学 株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BB02 BB05 BB12 BD00 BD03 BD04 5H014 AA02 EE01 EE05 EE08 EE10 HH01 HH06 5H029 AJ02 AK03 AK05 AK06 AK18 AL06 AL07 AL08 AL12 AM01 AM02 AM03 AM07 BJ02 BJ03 HJ01 HJ02 HJ13
Claims (10)
- 【請求項１】 一般式［１］で表されるシアノエチル基
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなるこ
とを特徴とする非水電解液。 【化１】 （式［１］中、Ｘは炭素、窒素または酸素であり、Ｘが
炭素または窒素の時、Ｒは水素または炭素数１〜１０の
炭化水素基である） - 【請求項２】 前記一般式［１］で表される化合物が、
次の化学式で表される化合物であることを特徴とする請
求項１記載の非水電解液。 【化２】 【化３】 【化４】 - 【請求項３】 前記の非水溶媒が、前記一般式[１]で表
されるシアノエチル基を含む化合物と下記一般式[２ａ]
または［２ｂ］で表される環状炭酸エステルおよび／ま
たは鎖状炭酸エステルとを含むことを特徴とする請求項
１記載の非水電解液。 【化５】 （式［２ａ］または［２ｂ］中、Ｒ１およびＲ２は水素
原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ１およ
びＲ２は同一であっても異なっていてもよい。） - 【請求項４】 前記一般式［２ａ］または［２ｂ］で表
される環状炭酸エステルが、プロピレンカーボネートま
たはブチレンカーボネートであることを特徴とする請求
項３記載の非水電解液。 - 【請求項５】 前記鎖状炭酸エステルが、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、またはメチルエチル
カーボネートのいずれかであることを特徴とする請求項
３記載の非水電解液。 - 【請求項６】 前記一般式[１]で表されるシアノエチル
基を含む化合物が、非水溶媒中に少なくとも０．００１
重量％以上含まれていることを特徴とする請求項１記載
の非水電解液。 - 【請求項７】 電解質がリチウム塩であることを特徴と
する請求項１記載の非水電解液。 - 【請求項８】 請求項１ないし２のいずれかに記載の非
水電解液を含む二次電池。 - 【請求項９】 負極活物質として金属リチウム、リチウ
ム含有合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
な炭素材料のいずれかを含む負極と、正極活物質として
リチウムと遷移金属の複合酸化物、炭素材料またはこれ
らの混合物のいずれかを含む正極と、請求項１ないし２
記載のいずれかの非水電解液とを含むことを特徴とする
リチウムイオン二次電池。 - 【請求項１０】 前記リチウムイオンのドープ・脱ドー
プが可能な炭素材料が、Ｘ線解析で測定した（００２）
面における面間隔距離（ｄ００２）が、０.３４０ｎｍ
以下であることを特徴とする請求項９記載のリチウムイ
オン二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11041103A JP2000243443A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11041103A JP2000243443A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243443A true JP2000243443A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12599154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11041103A Pending JP2000243443A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243443A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174798A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Sony Corp | 電解質およびそれを用いた電池 |
| JP2007141491A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | 電解質およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| WO2010018814A1 (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液及びそれを用いたリチウム電池 |
| US20120107728A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte and lithium air battery including the same |
| CN114678592A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-06-28 | 深圳澳睿新能源科技有限公司 | 含氰基环状胺化合物的非水电解液、锂离子电池及其应用 |
-
1999
- 1999-02-19 JP JP11041103A patent/JP2000243443A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8906546B2 (en) * | 2010-10-29 | 2014-12-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte and lithium air battery including the same |
| CN114678592A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-06-28 | 深圳澳睿新能源科技有限公司 | 含氰基环状胺化合物的非水电解液、锂离子电池及其应用 |
| CN114678592B (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-13 | 深圳澳睿新能源科技有限公司 | 含氰基环状胺化合物的非水电解液、锂离子电池及其应用 |
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