JP2000306601A - リチウムイオン２次電池 - Google Patents
リチウムイオン２次電池Info
- Publication number
- JP2000306601A JP2000306601A JP11112573A JP11257399A JP2000306601A JP 2000306601 A JP2000306601 A JP 2000306601A JP 11112573 A JP11112573 A JP 11112573A JP 11257399 A JP11257399 A JP 11257399A JP 2000306601 A JP2000306601 A JP 2000306601A
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- JP
- Japan
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- lithium
- active material
- lithium ion
- ion secondary
- secondary battery
- 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
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- 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)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、サイクル特性が改善されたリチウム
イオン２次電池を提供するものである。 【解決手段】上記課題は、リチウムコバルト複合酸化
物、または、リチウムニッケル複合酸化物を活物質とす
る正極と、リチウムイオンの放出、挿入が可能な炭素材
料を活物質とする負極と、非水電解液とからなるリチウ
ムイオン２次電池であって、非水電解液には、カテコー
ルが含有されているリチウムイオン２次電池より解決さ
れる。
イオン２次電池を提供するものである。 【解決手段】上記課題は、リチウムコバルト複合酸化
物、または、リチウムニッケル複合酸化物を活物質とす
る正極と、リチウムイオンの放出、挿入が可能な炭素材
料を活物質とする負極と、非水電解液とからなるリチウ
ムイオン２次電池であって、非水電解液には、カテコー
ルが含有されているリチウムイオン２次電池より解決さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイクル特性の改
善されたリチウムイオン２次電池に関する。
善されたリチウムイオン２次電池に関する。
【０００２】
【従来技術】リチウムイオン二次電池は、リチウムイオ
ンを用いるため高容量化が可能となり、最近では携帯電
話や電子端末機などの電源として広く普及されつつあ
る。特にリチウムイオン電池の性能向上に大きく寄与す
る電極材料、例えば正極では、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ
Ｏ2、ＬｉＭｎＯ2などが、負極では、リチウム金属やそ
の合金、炭素材料が開発研究され、放電容量等の電気的
な特性の改良が行われている。一方、電解液自体の研究
開発も盛んに行われている。特開平８−２０３５６１に
は、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイトな
どと１，２−ジメトキシエタンなどを混合して、さらに
ヒドロキノンを添加しサイクル特性を向上させている。
また、特開平７−１９２７５９では、非水電解液に対し
て、レゾール樹脂、ノボラック樹脂などを添加して、電
池の保存特性を改善している。
ンを用いるため高容量化が可能となり、最近では携帯電
話や電子端末機などの電源として広く普及されつつあ
る。特にリチウムイオン電池の性能向上に大きく寄与す
る電極材料、例えば正極では、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ
Ｏ2、ＬｉＭｎＯ2などが、負極では、リチウム金属やそ
の合金、炭素材料が開発研究され、放電容量等の電気的
な特性の改良が行われている。一方、電解液自体の研究
開発も盛んに行われている。特開平８−２０３５６１に
は、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイトな
どと１，２−ジメトキシエタンなどを混合して、さらに
ヒドロキノンを添加しサイクル特性を向上させている。
また、特開平７−１９２７５９では、非水電解液に対し
て、レゾール樹脂、ノボラック樹脂などを添加して、電
池の保存特性を改善している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、サイクル特
性を向上させたリチウムイオン２次電池を提供すること
を目的とする。
性を向上させたリチウムイオン２次電池を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、リチウムコ
バルト複合酸化物、または、リチウムニッケル複合酸化
物を活物質とする正極と、リチウムイオンの放出、挿入
が可能な炭素材料を活物質とする負極と、非水電解液と
からなるリチウムイオン２次電池であって、非水電解液
には、カテコールが含有されていることを特徴とするリ
チウムイオン２次電池によって解決される。
バルト複合酸化物、または、リチウムニッケル複合酸化
物を活物質とする正極と、リチウムイオンの放出、挿入
が可能な炭素材料を活物質とする負極と、非水電解液と
からなるリチウムイオン２次電池であって、非水電解液
には、カテコールが含有されていることを特徴とするリ
チウムイオン２次電池によって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のリチウムコバルト複合酸
化物としては公知のＬｉＣｏＯ2を用いることができ、
また、ＬｉＣｏXＰ（1-X)Ｏ2（０＜Ｘ＜１）などのＣｏ
の一部を他の元素（Ｐ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉなど）と置換
したものなども用いることができる。また、リチウムニ
ッケル複合酸化物としても同様に、ＬｉＮｉＯ2、Ｌｉ
ＮｉXＰ (1-X)Ｏ2（０＜Ｘ＜１）などのＭｎの一部を他
の元素（Ｐ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｏなど）と置換したものな
どを用いることもできる。
化物としては公知のＬｉＣｏＯ2を用いることができ、
また、ＬｉＣｏXＰ（1-X)Ｏ2（０＜Ｘ＜１）などのＣｏ
の一部を他の元素（Ｐ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉなど）と置換
したものなども用いることができる。また、リチウムニ
ッケル複合酸化物としても同様に、ＬｉＮｉＯ2、Ｌｉ
ＮｉXＰ (1-X)Ｏ2（０＜Ｘ＜１）などのＭｎの一部を他
の元素（Ｐ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｏなど）と置換したものな
どを用いることもできる。
【０００６】上記のリチウムコバルト複合酸化物、リチ
ウムニッケル複合酸化物は、例えば、ポリビニリデンフ
ルオリドなどの結着剤、カーボンブラックなどの導電剤
と共にアルミ箔などの金属集電体上に積層され、正極活
物質層を形成する。正極活物質層の形成方法は特に制限
はなく、例えば、上記ＬｉＭＯ系（ＭはＣｏまたはＮ
ｉ）複合酸化物、結着剤、及び導電剤をＮ−メチル−２
−ピロリドンなどの溶剤に分散させてぺースト状とし、
該ぺーストを金属集電体の両面に均一の厚さに塗付し、
乾燥させて溶剤を揮発させた後、これをローラープレス
機などで圧延するなどして活物質層を形成することなど
が挙げられる。
ウムニッケル複合酸化物は、例えば、ポリビニリデンフ
ルオリドなどの結着剤、カーボンブラックなどの導電剤
と共にアルミ箔などの金属集電体上に積層され、正極活
物質層を形成する。正極活物質層の形成方法は特に制限
はなく、例えば、上記ＬｉＭＯ系（ＭはＣｏまたはＮ
ｉ）複合酸化物、結着剤、及び導電剤をＮ−メチル−２
−ピロリドンなどの溶剤に分散させてぺースト状とし、
該ぺーストを金属集電体の両面に均一の厚さに塗付し、
乾燥させて溶剤を揮発させた後、これをローラープレス
機などで圧延するなどして活物質層を形成することなど
が挙げられる。
【０００７】また、負極活物質はリチウムイオンを吸蔵
・放出可能な炭素材料であれば特に制限はなく用いるこ
とができる。リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材
料について詳しく説明すると、本発明では各種天然や人
造の炭素材料が適用でき、例えば、ピッチコークスや石
油コークスなどのコークス、黒鉛、熱分解炭素、炭素繊
維、活性炭などが挙げられ、その形状もファイバ状、鱗
片状、または球状など適宜の形状であってよい。本発明
の負極活物質では安全性、高容量化及びサイクル特性の
点から特にファイバ状黒鉛が好適に用いられる。
・放出可能な炭素材料であれば特に制限はなく用いるこ
とができる。リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材
料について詳しく説明すると、本発明では各種天然や人
造の炭素材料が適用でき、例えば、ピッチコークスや石
油コークスなどのコークス、黒鉛、熱分解炭素、炭素繊
維、活性炭などが挙げられ、その形状もファイバ状、鱗
片状、または球状など適宜の形状であってよい。本発明
の負極活物質では安全性、高容量化及びサイクル特性の
点から特にファイバ状黒鉛が好適に用いられる。
【０００８】上記炭素材料は、例えば、ポリビニリデン
フルオリドなどの結着剤と共に銅箔などの金属集電体上
に積層され、負極活物質層を形成する。負極活物質層の
形成方法は特に制限はなく、例えば、上記炭素材料と結
着剤とをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散
させてぺ一スト状とし、該ぺ一ストを金属集電体の両面
に均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた
後、これをローラープレス機などで圧延するなどして活
物質層を形成することなどが挙げられる。
フルオリドなどの結着剤と共に銅箔などの金属集電体上
に積層され、負極活物質層を形成する。負極活物質層の
形成方法は特に制限はなく、例えば、上記炭素材料と結
着剤とをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散
させてぺ一スト状とし、該ぺ一ストを金属集電体の両面
に均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた
後、これをローラープレス機などで圧延するなどして活
物質層を形成することなどが挙げられる。
【０００９】また、本発明に用いられる非水電解液とし
ては、通常用いられるものであれば特に制限はない。リ
チウム二次電池の非水電解液は、高誘電率溶媒と低粘度
溶媒とを混合した混合溶媒からなる有機溶媒とリチウム
塩とからなるのが一般的であり、本発明においては、高
誘電率溶媒であるエチレンカーボネイト、プロピレンカ
ーボネイト、ジメチルスルホキシド、γ−ブチルラクト
ンなどと、低粘度溶媒であるジメチルカーボネイト、ジ
エチルカーボネイト、エチルメチルカーボネイト、ジオ
キソラン、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエ
タンなどとを適宜組み合わせて混合溶媒とし、該混合溶
媒にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4などのリチウム塩を配合して
非水電解液とすればよい。
ては、通常用いられるものであれば特に制限はない。リ
チウム二次電池の非水電解液は、高誘電率溶媒と低粘度
溶媒とを混合した混合溶媒からなる有機溶媒とリチウム
塩とからなるのが一般的であり、本発明においては、高
誘電率溶媒であるエチレンカーボネイト、プロピレンカ
ーボネイト、ジメチルスルホキシド、γ−ブチルラクト
ンなどと、低粘度溶媒であるジメチルカーボネイト、ジ
エチルカーボネイト、エチルメチルカーボネイト、ジオ
キソラン、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエ
タンなどとを適宜組み合わせて混合溶媒とし、該混合溶
媒にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4などのリチウム塩を配合して
非水電解液とすればよい。
【００１０】本発明では、上記非水電解液に対して、カ
テコールを添加する。カテコールの添加により、サイク
ル特性は格段に向上するが、この理由としては、充放電
過程にカテコールがリチウムコバルト複合酸化物、リチ
ウムニッケル複合酸化物の表面と反応して正極上で酸化
皮膜を作りと、この皮膜が正極、電解液との間を行き来
するリチウムイオンの移動をよりスムーズにしていると
考えられる。カテコールの配合量は、非水電解液の０．
１〜５重量％程度であり、より好ましくは、０．２〜３
重量％である。０．１重量％未満であると、サイクル特
性の改善効果が少なく、５重量％を越えると、初期放電
容量が低下する傾向にある。
テコールを添加する。カテコールの添加により、サイク
ル特性は格段に向上するが、この理由としては、充放電
過程にカテコールがリチウムコバルト複合酸化物、リチ
ウムニッケル複合酸化物の表面と反応して正極上で酸化
皮膜を作りと、この皮膜が正極、電解液との間を行き来
するリチウムイオンの移動をよりスムーズにしていると
考えられる。カテコールの配合量は、非水電解液の０．
１〜５重量％程度であり、より好ましくは、０．２〜３
重量％である。０．１重量％未満であると、サイクル特
性の改善効果が少なく、５重量％を越えると、初期放電
容量が低下する傾向にある。
【００１１】非水電解液の好ましい組成としては、エチ
レンカーボネイト、または、及び、プロピレンカーボネ
イトを２０〜５０重量％、ジメチルカーボネイト、ジエ
チルカーボネイト、エチルメチルカーボネイトの少なく
とも１種または２種以上を５０重量％〜８０重量％を組
み合わせた混合溶媒とし、該混合溶媒にＬｉＰＦ6、Ｌ
ｉＢＦ4などのリチウム塩を配合し、かかる非水電解液
に対してカテコール０．２〜３重量％添加すればよい。
レンカーボネイト、または、及び、プロピレンカーボネ
イトを２０〜５０重量％、ジメチルカーボネイト、ジエ
チルカーボネイト、エチルメチルカーボネイトの少なく
とも１種または２種以上を５０重量％〜８０重量％を組
み合わせた混合溶媒とし、該混合溶媒にＬｉＰＦ6、Ｌ
ｉＢＦ4などのリチウム塩を配合し、かかる非水電解液
に対してカテコール０．２〜３重量％添加すればよい。
【００１２】以下に、発明の実施例、比較例について説
明する。 ［実施例１］エチレンカーボネイト４０ｇ、エチルメチ
ルカーボネイト６０ｇの混合物に対して、カテコールを
０．２５ｇ添加し、さらにＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添
加して非水電解液を作成した。なお、正極活物質にはＬ
ｉＣｏＯ2を用い、負極活物質にはファイバ状黒鉛を用
い、セパレータにはポリエチレンセパレータを用いてリ
チウムイオン２次電池を構成した。この電池のサイクル
特性を評価した結果、３００サイクル充放電した後の容
量維持率は、７２％であった。
明する。 ［実施例１］エチレンカーボネイト４０ｇ、エチルメチ
ルカーボネイト６０ｇの混合物に対して、カテコールを
０．２５ｇ添加し、さらにＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添
加して非水電解液を作成した。なお、正極活物質にはＬ
ｉＣｏＯ2を用い、負極活物質にはファイバ状黒鉛を用
い、セパレータにはポリエチレンセパレータを用いてリ
チウムイオン２次電池を構成した。この電池のサイクル
特性を評価した結果、３００サイクル充放電した後の容
量維持率は、７２％であった。
【００１３】［比較例１］実施例１のカテコールを添加
しない以外は実施例１と同じ電池を作成して、サイクル
特性を評価した。結果、３００サイクル充放電した後の
容量維持率は、６０％であった。
しない以外は実施例１と同じ電池を作成して、サイクル
特性を評価した。結果、３００サイクル充放電した後の
容量維持率は、６０％であった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、サイクル特性が改善さ
れたリチウムイオン２次電池を提供することができる。
れたリチウムイオン２次電池を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 リチウムコバルト複合酸化物、または、
リチウムニッケル複合酸化物を活物質とする正極と、リ
チウムイオンの放出、挿入が可能な炭素材料を活物質と
する負極と、非水電解液とからなるリチウムイオン２次
電池であって、非水電解液には、カテコールが含有され
ていることを特徴とするリチウムイオン２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112573A JP2000306601A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | リチウムイオン２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112573A JP2000306601A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | リチウムイオン２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306601A true JP2000306601A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14590107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112573A Pending JP2000306601A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | リチウムイオン２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000306601A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001006731A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
| CN105977537A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-09-28 | 中国矿业大学 | 一种含新型添加剂的锂离子电池有机电解液 |
| KR101850987B1 (ko) * | 2016-07-15 | 2018-05-30 | 한밭대학교 산학협력단 | 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| CN112566951A (zh) * | 2018-08-14 | 2021-03-26 | 魁北克电力公司 | 包括产生m2+金属离子的金属基阴极材料的锂离子电池中的电解质和阴极材料的添加剂 |
-
1999
- 1999-04-20 JP JP11112573A patent/JP2000306601A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001006731A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
| JP4501177B2 (ja) * | 1999-06-24 | 2010-07-14 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| KR101850987B1 (ko) * | 2016-07-15 | 2018-05-30 | 한밭대학교 산학협력단 | 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| CN105977537A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-09-28 | 中国矿业大学 | 一种含新型添加剂的锂离子电池有机电解液 |
| CN112566951A (zh) * | 2018-08-14 | 2021-03-26 | 魁北克电力公司 | 包括产生m2+金属离子的金属基阴极材料的锂离子电池中的电解质和阴极材料的添加剂 |
| US12015147B2 (en) | 2018-08-14 | 2024-06-18 | HYDRO-QUéBEC | Additives for electrolyte and cathode material in Li-ion batteries comprising metal-based cathode material which produces M2+ metal ions |
| CN112566951B (zh) * | 2018-08-14 | 2024-07-26 | 魁北克电力公司 | 包括产生m2+金属离子的金属基阴极材料的锂离子电池中的电解质和阴极材料的添加剂 |
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